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(jiān)理的擔心與不滿，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(guī)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，有時甚至很嚴重。

　　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(guī)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(guī)律，通常是平行板的短邊，形成橫向凝縮裂縫。

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

　　1.3  控制措施

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

　　（2）柱梁或梁板同時澆筑時，應先澆筑柱、梁，盡量給出混凝土的沉實時間。

　�。�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�土初凝前后應進行二次振搗，終凝前再對表面進行二次抹壓。

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

　　（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，實踐證明，加強混凝土早期的養(yǎng)護工作，是克服這類裂縫最有效的辦法。

　　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梁高；

　�。�2）梁側模板拆除后，開始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程中，其體積收縮量也大，產生軸向拉應力，在結構體系的約束下形成凝縮裂縫。

　�。�2）大截面構件凝固過程中，產生的水化熱使構件溫度升高，若過早拆除其側模板，構件溫度急降，會出現溫差應力；同時構件表面水分迅速風干，混凝土收縮加劇，形成冷縮裂縫。

　�。�3）經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(guī)格較大，如Ф12，箍筋外的混凝土保護層變薄；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間。為減小模板對梁的約束，防止預應力損失，規(guī)范規(guī)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(zhí)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(guī)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，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）支撐拆除過早。某工程預應力大梁拆底模時，混凝土強度標準值達設計強度的115%，但沒有建立預應力，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(tǒng)更易變形或下沉。

　�。�3）采用早拆模板施工方法時，保留的支撐承載力不足，使結構過早受力。

　　3.3  控制措施

　�。�1）混凝土施工規(guī)范規(guī)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設計值，仍不可拆除底模，這也是與普通混凝土結構的一點區(qū)別，否則，預應力構件即使有承載能力，也易因撓度過大而引起裂縫。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(tǒng)必須進行設計計算。若支撐體系直接支撐在回填土上，還須對支撐面進行特殊處理，首先，回填土必須分層分批夯填密實，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）做好場地防排水措施。預應力工程施工工期較長（一般在20d以上），陰雨天氣出現的機會多，產生的后果嚴重。因此，大梁排架施工前要有技術保證措施，可在大梁下鋪設塑薄膜防水層，并及時排走場內雨水，防止雨水對土層和支撐系統(tǒng)的影響。此外，澆筑混凝土前還要對支撐體系進行全面檢查和加固，以確保支撐穩(wěn)固可靠。

　�。�4）預應力工程施工周期長，整體拆模時間較普通結構遲，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，必須對保留支撐進行驗算和加固。對保留支撐而言，即使立桿和梁底模沒有拆除和松動，整體排架和牽杠的拆除，也會影響保留支撐的剛度和穩(wěn)定性，降低承載力，故應進行必要的加固。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結構體系傳遞到主梁上，主梁荷載明顯增大，故必須進行支撐驗算和加固，加固時不得松動保留的支撐和模板，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(qū)內出現的拉剪裂縫。

　�。�2）在臨近構件上產生的裂縫。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(qū)內出現的拉剪裂縫，是由于錨固區(qū)局部受壓過大，在該區(qū)及邊緣產生剪、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生的。

　　4.3  控制措施

　�。�1）設計時應盡量減少預應力的偏心程度，非預應力筋能解決問題的，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片。

　�。�2）張拉結束后，預應力并沒有停止工作。甚至仍然繼續(xù)在增長。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量來控制之外還應在張拉結束后，繼續(xù)觀察具體變化，禁止張拉一結束就進行鋼絞線的切割施工作業(yè)。禁止立即在梁體上施加荷載。