摘要：預應力混凝土結構中裂縫現象很普遍。盡管多數裂縫寬度在0.2mm以下，不會(huì )影響結構安全以及建筑物的使用功能，但對預應力結構的重要性而言，出現裂縫易引起業(yè)主和監理的擔心與不滿(mǎn)，甚至引發(fā)法律糾紛。裂縫畢竟是不利的，直接影響結構的耐久性，不管何種原因產(chǎn)生的裂縫，都應引起工程建設人員的重視，把裂縫作為主要通病之一進(jìn)行綜合防治，減少和避免裂縫現象的出現。本文分析預應力結構裂縫的原因及控制措施。

　　1、由混凝土本身性質(zhì)引起的裂縫

　　1.1  裂縫現象混凝土是由水泥、砂、石組成的非均質(zhì)材料，收縮是混凝土的重要特性之一。由于預應力工程在原材料、構件規格、施工工藝等方面的具體情況，使預應力工程中出現收縮裂縫也很普遍，有時(shí)甚至很?chē)乐亍?/p>

　　1.2  原因分析

　�。�1）在預應力工程中，通常對混凝土強度要求較高，多采用商品混凝土，使混凝土中水泥用量大，坍落度大，出現收縮裂縫的概率增加。在混凝土板上，終凝前期常表現為不規則的干縮裂縫。當混凝土強度有所發(fā)展后，收縮裂縫變得有一定的規律，通常是平行板的短邊，形成橫向凝縮裂縫。

　�。�2）在柱、梁、板同時(shí)澆筑的工程中，柱梁節點(diǎn)或梁板腋下易出現沉實(shí)裂縫；當坍落度過(guò)大或模板較粗糙時(shí)，這些部位在模板的“模箍”作用下，有時(shí)也會(huì )出現水平裂縫。

　　1.3  控制措施

　�。�1）控制混凝土組成級配、水灰比和坍落度，在滿(mǎn)足澆筑要求的前提下，坍落度應盡量小。

　�。�2）柱梁或梁板同時(shí)澆筑時(shí)，應先澆筑柱、梁，盡量給出混凝土的沉實(shí)時(shí)間。

　�。�3）對厚大構件或坍落度較大的商品混凝土構件，應分層澆筑�；炷�土初凝前后應進(jìn)行二次振搗，終凝前再對表面進(jìn)行二次抹壓。

　�。�4）澆筑整板基礎、現澆板等裸露面積較大的混凝土構件時(shí)，應避免大風(fēng)或烈日直射的天氣，否則應及時(shí)對混凝土表面進(jìn)行覆蓋保護。

　�。�5）通常情況下，收縮裂縫發(fā)生在混凝土凝固的初期，特別是混凝土澆筑后一周左右，實(shí)踐證明，加強混凝土早期的養護工作，是克服這類(lèi)裂縫最有效的辦法。

　　2、由于預應力構件截面尺寸較大引起的裂縫

　　2.1  裂縫特征通常情況下，預應力結構構件幾何尺寸厚大，例如預應力大梁截面寬度一般在400-600mm，梁高多在1000mm以上，這樣的構件易出現收縮裂縫，如某工程預應力梁發(fā)生收縮縫，其主要特征為：

　�。�1）在梁側梁高中間，呈中間寬、上下窄狀，少數裂縫延伸至整個(gè)梁高；

　�。�2）梁側模板拆除后，開(kāi)始3d左右，裂縫有增多及擴展的趨勢，3d后裂縫發(fā)展趨于緩慢。

　�。�3）裂縫間跟沿梁跨基本均勻分布，裂縫間距接近梁內箍筋間距的倍數。

　　2.2  原因分析

　�。�1）截面較大構件在混凝土硬化過(guò)程中，其體積收縮量也大，產(chǎn)生軸向拉應力，在結構體系的約束下形成凝縮裂縫。

　�。�2）大截面構件凝固過(guò)程中，產(chǎn)生的水化熱使構件溫度升高，若過(guò)早拆除其側模板，構件溫度急降，會(huì )出現溫差應力；同時(shí)構件表面水分迅速風(fēng)干，混凝土收縮加劇，形成冷縮裂縫。

　�。�3）經(jīng)鑿除裂縫處表面混凝土，發(fā)現多處裂縫發(fā)生在箍筋位置處，說(shuō)明這種裂縫與箍筋存在一定的聯(lián)系。其一是大梁所選用的箍筋規格較大，如Ф12，箍筋外的混凝土保護層變��；其二是澆筑混凝土前，梁的箍筋已承受了梁自身上層鋼筋的重量和次梁、板擱置的重量，以及施工人員的活荷載，梁的箍筋受壓彎曲，一定程度上呈“鼓”形。這兩種情況使箍筋特別是梁中箍筋外的混凝土厚度變薄，形成了相對含砂多、含石少、咬合性差的砂漿層，從而導致裂縫。這種中間寬，兩端窄的“棗核”形裂縫，因梁中腰筋小少而粗寬，上下端因主筋的約束而細小或沒(méi)有。

　　2.3  控制措施

　�。�1）厚大構件的混凝土配合比設計，應考慮減少混凝土體積收縮的措施。力求降低水泥用量，減小水灰比，有條件者可適當摻入改性外加劑。

　�。�2）推遲大截面構件模板拆除時(shí)間。為減小模板對梁的約束，防止預應力損失，規范規定要在預應力張拉前拆除其側面模板。大梁側模拆除應依據執行，并盡可能推遲。

　�。�3）應保證箍筋外保護層厚度。對較粗直徑的箍筋而言，應保證箍筋外混凝土不少于15mm（最好為17mm）來(lái)確定主筋保護層，增加箍筋外混凝土抗裂能力。大梁腰筋設置相對宜粗宜密，規格不宜小于Ф18，間距不宜大于250mm，大梁腰間的S形拉筋宜改用拉撐結合的辦法，拉筋一端彎成90^o角，待拉緊就位后再彎至135^o，同時(shí)將一部分拉筋改為撐筋，保證梁箍筋不外彎，也不向內彎曲，撐筋也可結合小組紋管支架鋼筋同時(shí)布設。

　　3、模板支撐體系施工不當引起的裂縫

　　3.1  裂縫現象預應力結構中，在部分或全部拆模后，出現的大梁承載能力不足的結構性裂縫也很常見(jiàn)，這種裂縫在跨中垂直梁底，下寬上窄，呈正截面受彎裂縫，兩端為斜向受剪裂縫。

　　3.2  原因分析

　�。�1）支撐拆除過(guò)早。某工程預應力大梁拆底模時(shí)，混凝土強度標準值達設計強度的115%，但沒(méi)有建立預應力，拆模后大梁和板均出現裂縫，并形成較大的板梁連通裂縫。

　�。�2）一般情況下，預應力結構跨度大，構件截面尺寸大，施工荷載也大，支撐體系的承載力不足也是一個(gè)原因，尤其對支撐直接搭設在地面或回填土上的工程，支撐系統更易變形或下沉。

　�。�3）采用早拆模板施工方法時(shí)，保留的支撐承載力不足，使結構過(guò)早受力。

　　3.3  控制措施

　�。�1）混凝土施工規范規定，側模宜在預應力張拉前拆除，底模不應在結構構件建立預應力前拆除。預應力建立前，即使構件混凝土達到或超過(guò)設計值，仍不可拆除底模，這也是與普通混凝土結構的一點(diǎn)區別，否則，預應力構件即使有承載能力，也易因撓度過(guò)大而引起裂縫。在大跨度結構中，構件的主要荷載是自重，其自重彎矩大，自重應力高，提前拆模對結構更不利，更易產(chǎn)生結構裂縫。

　�。�2）對預應力工程應單獨編制施工方案，其模板和支撐系統必須進(jìn)行設計計算。若支撐體系直接支撐在回填土上，還須對支撐面進(jìn)行特殊處理，首先，回填土必須分層分批夯填密實(shí)，最好用壓路機碾壓數遍，否則支撐應直接置于基礎或基底老土層上。其次，在預應力框架大梁寬1.8-2.0m的范圍內，應鋪設道渣，設置墊木。

　�。�3）做好場(chǎng)地防排水措施。預應力工程施工工期較長(cháng)（一般在20d以上），陰雨天氣出現的機會(huì )多，產(chǎn)生的后果嚴重。因此，大梁排架施工前要有技術(shù)保證措施，可在大梁下鋪設塑薄膜防水層，并及時(shí)排走場(chǎng)內雨水，防止雨水對土層和支撐系統的影響。此外，澆筑混凝土前還要對支撐體系進(jìn)行全面檢查和加固，以確保支撐穩固可靠。

　�。�4）預應力工程施工周期長(cháng)，整體拆模時(shí)間較普通結構遲，為提高周轉材料的利用率，減少施工投入，常采用主次模板體系分開(kāi)支設的辦法，在符合普通混凝土結構拆模的條件后，可在預應力張拉前拆除非預應力構件的模板及支撐。對預應力大梁，也常采用早拆模板方法施工，根據跨度情況，在適當位置處，保留若干支撐點(diǎn)模板與支撐不拆而拆除其余部位的模板與支撐。采用這種方法施工時(shí)，必須對保留支撐進(jìn)行驗算和加固。對保留支撐而言，即使立桿和梁底模沒(méi)有拆除和松動(dòng)，整體排架和牽杠的拆除，也會(huì )影響保留支撐的剛度和穩定性，降低承載力，故應進(jìn)行必要的加固。另一方面，次梁板等非預應力構件模板和支撐拆除后，這些構件的自重以及上部施工荷載全部通過(guò)結構體系傳遞到主梁上，主梁荷載明顯增大，故必須進(jìn)行支撐驗算和加固，加固時(shí)不得松動(dòng)保留的支撐和模板，并且須做到先加固后拆除。

　　4、由預應力張拉工藝而引起的裂縫

　　4.1  裂縫現象

　�。�1）張拉端裂縫。如端部沿預應力方向的裂縫，以及在梁端非預應力區內出現的拉剪裂縫。

　�。�2）在臨近構件上產(chǎn)生的裂縫。如在張拉端邊梁上出現的垂直裂縫及在板面出現的斜向裂縫。

　　4.2  原因分析

　�。�1）在梁端非預應力區內出現的拉剪裂縫，是由于錨固區局部受壓過(guò)大，在該區及邊緣產(chǎn)生剪、拉應力。

　�。�2）在張拉端邊梁及板面上出現的裂縫，是由于預應力張拉后，在應力傳遞或次應力作用下產(chǎn)生的。

　　4.3  控制措施

　�。�1）設計時(shí)應盡量減少預應力的偏心程度，非預應力筋能解決問(wèn)題的，盡量少用預應力，以降低預壓總應力，否則應視情況增加承壓鋼筋網(wǎng)片。

　�。�2）張拉結束后，預應力并沒(méi)有停止工作。甚至仍然繼續在增長(cháng)。因此除了在張拉操作中必須嚴格按照張拉順序及張拉力伸長(cháng)量來(lái)控制之外還應在張拉結束后，繼續觀(guān)察具體變化，禁止張拉一結束就進(jìn)行鋼絞線(xiàn)的切割施工作業(yè)。禁止立即在梁體上施加荷載。