如何控制大跨預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫

王勇

【摘要】本文從混凝土結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象以及裂縫產(chǎn)生的原因入手，對大跨預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的控制措施進(jìn)行分析，指出混凝土結(jié)構(gòu)裂縫對混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與性能有著重要影響，必須要采取相應(yīng)措施，嚴(yán)格按照混凝土施工要求和施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)加以施工，切實(shí)保證大跨預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】大跨預(yù)應(yīng)力；混凝土結(jié)構(gòu)；溫度裂縫；控制措施

混凝土裂縫對混凝土結(jié)構(gòu)本身的質(zhì)量有著重要影響，尤其是在大跨預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中。影響混凝土裂縫產(chǎn)生的原因很多，如荷載裂縫、收縮裂縫、溫度裂縫等，這些裂縫在混凝土結(jié)構(gòu)施工與使用過程中產(chǎn)生，直接決定著混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的使用壽命。為此，在混凝土結(jié)構(gòu)施工中，為了保障混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量，防止其性能受到裂縫的影響而降低，就必須采取相應(yīng)措施，做好混凝土施工裂縫的控制。下面就大垮預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的產(chǎn)生原因、控制方法作詳細(xì)論述。

1、混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的種類及原因分析

在國內(nèi)現(xiàn)有的混凝土工程中，混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的原因很多，而裂縫形成之后的表現(xiàn)形式也很多。按照混凝土裂縫原因進(jìn)行分類，可以將混凝土結(jié)構(gòu)裂縫分為以下幾大類：

1.1荷載引起的裂縫

在混凝土結(jié)構(gòu)工程施工中，如果混凝土構(gòu)件所受到的外部拉應(yīng)力的要明顯大于構(gòu)件本身的極限拉伸力，或者當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件所受到的主應(yīng)力大于混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度時，混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的表面就很容易產(chǎn)生裂縫。通常我們稱這種裂縫形式為荷載裂縫。

1.2混凝土收縮引起的裂縫

混凝土收縮裂縫主要出現(xiàn)于混凝土的澆筑過程，詳細(xì)原因是因?yàn)樵诨炷翝仓蟮挠不^程中，混凝土構(gòu)件往往會因?yàn)楸砻媸鸹炷翗?gòu)件體積的變化，也就是收縮變形。如果混凝土的收縮變形遭遇到約束，就會產(chǎn)生具有一定強(qiáng)度的拉應(yīng)力來抵抗變形約束力，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部所產(chǎn)生的拉應(yīng)力強(qiáng)度大于混凝土本身的抗拉強(qiáng)度時，就會有裂縫產(chǎn)生，這也就是我們所說的混凝土收縮裂縫。根據(jù)混凝土收縮裂縫的產(chǎn)生原因，可分析推測出混凝土收縮裂縫的控制方法，即嚴(yán)格控制好混凝土澆筑工藝，控制好混凝土的配合比，適當(dāng)降低用水量，并加強(qiáng)混凝土澆筑完成后的成品養(yǎng)護(hù)。

1.3溫度引起的裂縫

溫度裂縫在混凝土總裂縫現(xiàn)象中所占據(jù)的比例相對較大，區(qū)別于前兩種荷載裂縫與收縮裂縫，溫度裂縫的產(chǎn)生主要由溫度加以控制。在混凝土施工拌制工藝中，水泥材料在攪拌與澆筑過程中會產(chǎn)生大量的水化熱，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度不斷上升，進(jìn)而在混凝土表面引起拉應(yīng)力；而緊接著又需要對混凝土進(jìn)行降溫處理，又導(dǎo)致混凝土內(nèi)部也形成了一個拉應(yīng)力，當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件在硬化過程中所形成的拉應(yīng)力強(qiáng)度大于混凝土結(jié)構(gòu)本身抗拉強(qiáng)度時，就會產(chǎn)生混凝土裂縫。這便是溫度裂縫的產(chǎn)生緣由。

2、大跨預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的控制措施分析

溫度裂縫是混凝土裂縫形式中最為常見的一種，尤其是在大跨預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土溫度裂縫更是常見。實(shí)際工程中，大跨預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫對質(zhì)量的影響是極其嚴(yán)重的，不僅會降低建筑工程的美觀性，還會縮短建筑物的使用壽命，威脅建筑居住者的生命安全。因此強(qiáng)調(diào)在混凝土結(jié)構(gòu)工程施工中，一定要做好混凝土溫度裂縫的控制。下面就大跨預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的控制措施作詳細(xì)分析。

2.1設(shè)置伸縮縫

設(shè)置伸縮縫的目的在于：通過減小混凝土結(jié)構(gòu)長度、減小溫度應(yīng)力、收縮應(yīng)力對混凝土結(jié)構(gòu)的影響的方式，來降低溫度混凝土產(chǎn)生溫度裂縫的可能性。

2.2預(yù)留后澆帶

混凝土結(jié)構(gòu)工程施工中，如果建筑結(jié)構(gòu)要求不允許在實(shí)際施工中設(shè)置相關(guān)的伸縮縫，可選擇采用預(yù)留后澆帶的施工方式來解決大跨預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫問題，達(dá)到保障大跨預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件施工質(zhì)量的目的。所謂后澆帶，實(shí)際是指在混凝土施工期間預(yù)先保留下來的臨時變形縫，當(dāng)混凝土施工完成之后，采用高強(qiáng)混凝土材料對該變形縫加以補(bǔ)齊，變形縫就會消失。

混凝土收縮主要發(fā)生在早期，所以可設(shè)置后澆帶，等混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后再澆筑。設(shè)置后澆帶是為了保留施工縫期間，讓結(jié)構(gòu)變形充分發(fā)生，這樣可避免設(shè)置永久性變形縫，使大跨預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)保持整體性，提高了結(jié)構(gòu)的整體剛度，避免了采用變形縫而帶來的不利因素。

通常將后澆帶設(shè)置在內(nèi)力較小處，一般從梁、板的1/3跨中部位或柱跨中1/3區(qū)間通過，每隔30～40m設(shè)一處，留置寬度不宜小于1000mm，也不宜過大，上部結(jié)構(gòu)以800mm為宜。后澆帶要上下對齊貫通整個結(jié)構(gòu)，遇到梁、板、墻均需斷開。后澆帶部位的鋼筋既可斷開，也可連續(xù)，但連續(xù)時可避免同一截面鋼筋搭接接頭超限，所以后澆帶部位的鋼筋連續(xù)是最好的。

2.3補(bǔ)償收縮

除了上面兩種方法，還可用UEA補(bǔ)償收縮混凝土來防止收縮裂縫的發(fā)生。后澆帶通常要40～60d后才能填縫，并且在澆筑后澆帶前要進(jìn)行清洗、鑿毛處理，還要對后澆帶處的結(jié)構(gòu)受力鋼筋進(jìn)行斷開或彎曲一段等工序。可見采用后澆帶會存在施工麻煩，延長工期等問題，并且會留下滲、漏水的隱患。相比之下，利用補(bǔ)償收縮混凝土對于大跨預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行“無縫設(shè)計”。（“無縫設(shè)計”是指在結(jié)構(gòu)區(qū)段長度超過規(guī)范規(guī)定的范圍時，可通過在混凝土中摻入一定比例的微膨脹劑，形成補(bǔ)償收縮混凝土，它膨脹時可抵消一部分由于收縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力，故不需伸縮縫和后澆的施工處理方法），這樣會大大縮短工期，降低施工難度，并且還能有效保證施工質(zhì)量，目前在高層建筑的底板和剛性防水屋面均有大量采用。

2.4在樓蓋板內(nèi)同時采用預(yù)應(yīng)力

對大跨連續(xù)結(jié)構(gòu)施加預(yù)應(yīng)力時，若只在大梁中施加預(yù)應(yīng)力，而梁、板存在較大的剛度差，在梁預(yù)應(yīng)力張拉時，會導(dǎo)致梁軸向壓縮，同時又受到板的約束，這樣便會在梁和板內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力，剛度較小的板就容易產(chǎn)生裂縫。所以最好在梁板中同時施加預(yù)應(yīng)力，使它們同時受到壓縮變形，產(chǎn)生裂縫的可能性便會降低。梁板內(nèi)同時施加預(yù)應(yīng)力可提高大跨梁板的剛度，還可在樓蓋內(nèi)建立預(yù)壓應(yīng)力，抵消一部分混凝土的收縮變形產(chǎn)生的拉應(yīng)力。

3、結(jié)束語

綜上所述，混凝土溫度裂縫對混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件質(zhì)量的影響是十分嚴(yán)重的，在混凝土澆筑施工中，如果所采取的施工控制措施不當(dāng)，就很可能引發(fā)裂縫。為此，在實(shí)施大跨預(yù)應(yīng)力混凝土施工時，務(wù)必要采取相應(yīng)措施，嚴(yán)格控制好混凝土施工工藝，做好混凝土構(gòu)件的施工管理控制，重視混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，切實(shí)保障混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的施工質(zhì)量。

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