毛永鴻

（甘肅長達(dá)路業(yè)有限責(zé)任公司， 甘肅 蘭州 730000）

0 引言

現(xiàn)階段，預(yù)應(yīng)力預(yù)制梁在施工過程中出現(xiàn)裂紋問題已經(jīng)十分常見，其中一部分產(chǎn)生在張拉前，而一部分產(chǎn)生在張拉后。尤其是在張拉前產(chǎn)生的裂紋，其產(chǎn)生的原因會(huì)受到多方面因素的影響，總體上也呈現(xiàn)出了較強(qiáng)的復(fù)雜性。在這樣的情況下，為進(jìn)一步提升市政工程施工質(zhì)量，有必要加強(qiáng)對(duì)預(yù)制箱梁施工裂紋產(chǎn)生原因的探究，并參考可能出現(xiàn)的因素有針對(duì)性的制定相應(yīng)的預(yù)防舉措，保證工程項(xiàng)目的穩(wěn)定開展。

1 工程概況

某市政工程項(xiàng)目采用全程高架的模式，除一小部分采用現(xiàn)澆整體箱梁以外，大部分工程都為工廠化分幅集中預(yù)制箱梁。從整體上來看，箱梁采用C 50砼，其外形也為典型的35m預(yù)制箱梁，一個(gè)箱梁的重量約在800t左右。在實(shí)際開展相關(guān)工程的過程中，原計(jì)劃是從預(yù)制場完成生產(chǎn)，箱梁整體強(qiáng)度達(dá)到預(yù)期之后再運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場進(jìn)行安裝，但這樣的模式往往會(huì)在很大程度上對(duì)整個(gè)梁體造成擾動(dòng)，考慮到預(yù)制混凝土厚度薄、配筋密等特點(diǎn)，一不注意就會(huì)導(dǎo)致施工缺陷的出現(xiàn)。面對(duì)這樣的問題，最終決定將橋頭路基200m作為預(yù)制場地生產(chǎn)，從而最大限度地避免運(yùn)輸過程中的不穩(wěn)定因素。在施工過程中發(fā)現(xiàn)，完成9片箱梁施工之后，第3、4片箱梁在拆模后出現(xiàn)了數(shù)量較多的不規(guī)則裂紋，裂紋上下不貫通。因此相關(guān)工作人員需要對(duì)開始施工箱梁進(jìn)行調(diào)查，同時(shí)全方位地對(duì)出現(xiàn)箱梁裂紋的施工質(zhì)量問題展開分析，并成立專門的治理小組為后續(xù)的工程提供質(zhì)量保障。結(jié)合實(shí)際的工程狀況來看，面對(duì)裂紋問題應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)工作流程以及施工過程的分析，保證各個(gè)施工環(huán)節(jié)都可以充分滿足法規(guī)要求和工期要求；同時(shí)還需要進(jìn)一步控制每個(gè)關(guān)鍵部分的質(zhì)量，保證每片箱梁構(gòu)件質(zhì)量可以滿足工程規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)。

2 預(yù)制箱梁施工裂紋分析

在實(shí)際應(yīng)用的過程中，預(yù)制箱梁具備著生產(chǎn)工藝簡便、出產(chǎn)成品效率高以及力學(xué)性能優(yōu)良等優(yōu)勢，因此也在市政工程項(xiàng)目當(dāng)中得到了十分廣泛的應(yīng)用。然而隨著此類工程項(xiàng)目的大量修建，其結(jié)構(gòu)本身存在的缺陷和薄弱環(huán)節(jié)也逐步暴露出來，其中最為突出的就是裂紋問題。一旦在工程過程中出現(xiàn)混凝土裂紋將顯著加劇混凝土滲水以及凍脹的危害，這不僅會(huì)降低鋼筋混凝土材料的承載能力與抗?jié)B能力，還會(huì)直接減少箱梁的使用壽命，對(duì)最終的工程質(zhì)量也將會(huì)產(chǎn)生十分不利的影響?？傮w來看，箱梁裂紋的產(chǎn)生會(huì)受到多方面因素的影響，這也導(dǎo)致很多情況下在進(jìn)行裂紋成因分析的時(shí)候并不能準(zhǔn)確得出具體原因。在此基礎(chǔ)上，在進(jìn)行裂紋防治的時(shí)候也應(yīng)加強(qiáng)對(duì)實(shí)際工程情況的考量，同時(shí)以預(yù)制箱梁裂紋發(fā)育機(jī)理以及相應(yīng)的抑制技術(shù)為基礎(chǔ)采取綜合性的裂紋抑制措施，進(jìn)而獲得良好的防治效果。結(jié)合現(xiàn)階段的工程實(shí)際來看，常見的裂紋類型主要包括以下幾方面：第一是腹板豎向裂紋，這種裂紋主要產(chǎn)生在腹板內(nèi)外部，同時(shí)主要產(chǎn)生在箱梁預(yù)制初期；第二是翼緣板橫向裂紋，這種主要是腹板裂紋的延伸，因此在沒有出現(xiàn)腹板裂紋的時(shí)候，此種裂紋也較為短??；第三是梁端底板縱向裂紋，這種裂紋主要發(fā)生于腹板縱向預(yù)應(yīng)力筋張拉以后；第四種是橋面板龜裂，這種裂紋的現(xiàn)狀與走向都沒有什么具體規(guī)律，同時(shí)長度和深度也比較小。

3 預(yù)制箱梁施工裂紋的產(chǎn)生原因

3.1 收縮裂紋

收縮裂紋產(chǎn)生的主要是混凝土成型后養(yǎng)護(hù)不當(dāng)所引發(fā)，由于沒有合理的養(yǎng)護(hù)手段，因此在后期也大大提升了出現(xiàn)表面裂紋的可能性。總體來說，收縮裂紋主要可以分為干縮裂紋和自收縮裂紋，其中干縮裂縫產(chǎn)生的原因主要是在混凝土施工完成以后由于表面水分散失過快，而引發(fā)了混凝土外表面與內(nèi)部產(chǎn)生了不均勻收縮的狀態(tài)，進(jìn)而引發(fā)了混凝土表面出現(xiàn)開裂的問題。由此也可以進(jìn)一步得出，干縮裂縫的生成是具有表面性的，同時(shí)也并沒有實(shí)質(zhì)性的規(guī)律，往往是在混凝土養(yǎng)護(hù)的一段時(shí)間以后，在其表面或側(cè)面出現(xiàn)0.05mm～0.2mm之間的裂紋，其后的發(fā)展趨勢也主要是受到溫度與濕度變化的影響；而自收縮裂紋產(chǎn)生的主要原因是水泥水化作用而引起的體積減小，相較于前者其收縮的范圍最多只能達(dá)到1/10～1/5，因此也可以將其考慮到溫度收縮的范圍內(nèi)[1]。

3.2 水化熱裂紋

水化熱裂紋的產(chǎn)生主要是受到溫度及溫差的影響，多數(shù)情況下發(fā)生在預(yù)制箱梁施工的過程中，同時(shí)裂紋的寬度與形態(tài)在很大程度上也會(huì)受到溫度的影響，一般來說冬季氣溫較低的時(shí)候裂紋的寬度較大，而夏季氣溫較高的時(shí)候裂紋寬度也比較窄，同時(shí)其走向與形狀沒有規(guī)律性。在不同裂紋當(dāng)中，深進(jìn)和貫穿的溫度裂紋對(duì)混凝土的破壞是較為嚴(yán)重的，一般來說其寬度都在0.5mm以下。與此同時(shí)，混凝土在成型以后，在其硬化過程中也會(huì)產(chǎn)生大量的水化熱，由于箱梁總體的體積較大，因此在釋放出水化熱的時(shí)候并不能及時(shí)地散失，而是聚集在混凝土內(nèi)部，進(jìn)而將會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度急劇上升，結(jié)構(gòu)內(nèi)外也會(huì)出現(xiàn)較大的溫差。在不同溫差的影響下，混凝土內(nèi)部與外部所產(chǎn)生熱脹冷縮也不相同，大大提升了混凝土表面所承受的拉應(yīng)力，而當(dāng)超過其可以承受的極限的時(shí)候就會(huì)加劇裂紋的產(chǎn)生【2】。

3.3 預(yù)應(yīng)力施工

預(yù)應(yīng)力一個(gè)是前期的管道定位，另一個(gè)是混凝土的強(qiáng)度。預(yù)制箱梁腹板厚度較薄，波紋管和錨墊板位置定位不準(zhǔn)確，導(dǎo)致施加預(yù)應(yīng)力后，腹板受力不均為，回沿波紋管方向產(chǎn)生裂紋，混凝土收縮受力，使裂紋發(fā)展，慢慢會(huì)變成裂縫，影響梁板的使用壽命?！豆窐蚝┕つ芗夹g(shù)規(guī)范》對(duì)后張法要求為：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土的強(qiáng)度、彈性模量（齡期）應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定：設(shè)計(jì)未規(guī)定時(shí)，混凝土的強(qiáng)度應(yīng)不低于設(shè)計(jì)輕度等級(jí)的80%，彈性模量應(yīng)不低于混凝土28天彈性模量的80%，當(dāng)采用混凝土齡期代替彈性模量的控制時(shí)應(yīng)不小于5天，而在實(shí)際施工的過程中，受場地和工期影響，往往會(huì)不重視彈性模量（齡期）。

3.4 施工工藝與養(yǎng)護(hù)手段

在實(shí)際施工的過程中，具體的施工方法也會(huì)對(duì)裂紋的出現(xiàn)產(chǎn)生影響。在進(jìn)行箱梁首次澆砼的時(shí)候往往都會(huì)先澆至三角頂部，因?yàn)檫@里的結(jié)構(gòu)比較薄弱，因此砼產(chǎn)生的水化熱可以直接通過上、下兩個(gè)表面進(jìn)行散熱，但也正是因?yàn)榇颂幍谋∪跣?，?dǎo)致其強(qiáng)度增長的時(shí)候會(huì)比較緩慢，其抵抗自身收縮的能力也會(huì)存在明顯不足的問題，大大提升了出現(xiàn)裂紋的可能性。與此同時(shí)，在進(jìn)行澆腹板作業(yè)的時(shí)候，受到震動(dòng)的影響，較多的碎石會(huì)造成腹板頂部區(qū)域的砂漿變多，因此這一區(qū)域的總體強(qiáng)度也會(huì)變低，進(jìn)而提升了出現(xiàn)裂紋的可能性。面對(duì)這樣的問題，在實(shí)際開展施工的過程中應(yīng)實(shí)施科學(xué)的施工工藝，保證首次砼可以澆至三角底部與腹板的交接處，同時(shí)盡可能地對(duì)施工震動(dòng)加以控制，最大限度地表面裂紋的出現(xiàn)。除了施工工藝以外，對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)手段也會(huì)影響裂紋的出現(xiàn)。通常情況下，在進(jìn)行預(yù)制梁表面養(yǎng)護(hù)的時(shí)候會(huì)采用麻袋淋水覆蓋的方法來保持其表面的濕潤，但在未澆頂板之前考慮到頂板施工的需要，在對(duì)腹板及底板進(jìn)行養(yǎng)護(hù)的時(shí)候并不能采用該方法，只能通過直接淋水來保持濕潤。在這樣的情況下，一旦在天氣炎熱的時(shí)候淋水不及時(shí)就會(huì)導(dǎo)致砼表面曬干出現(xiàn)收縮裂紋；而在冬天干燥寒冷的時(shí)候則會(huì)因?yàn)楸砻嫔岬募涌於哟鬁夭睿l(fā)裂紋的出現(xiàn)。由此在實(shí)際施工的過程中，夏天的養(yǎng)護(hù)工作應(yīng)以保持濕潤為重點(diǎn)；而冬天則要以覆蓋保溫為重點(diǎn)【3】。

4 預(yù)制箱梁施工裂紋的應(yīng)對(duì)措施

4.1 優(yōu)化施工工藝

在開展預(yù)制箱梁施工的過程中，要想有效預(yù)防裂紋的出現(xiàn)就必須選用適合的施工工藝，同時(shí)針對(duì)缺陷的具體內(nèi)容制定相應(yīng)的防治方案。總體來說，選用合理的施工工藝是將裂紋出現(xiàn)可能性的重要手段，其中C50混凝土是實(shí)際施工過程中較為常見的混凝土類型，并在箱梁的建設(shè)中對(duì)其進(jìn)行攪拌，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)配比的優(yōu)化升級(jí)。只有這樣才能有效降低水化熱的峰值和速度，降低出現(xiàn)裂紋的可能性。值得注意的是，在此過程中應(yīng)加強(qiáng)對(duì)減水劑的調(diào)試，進(jìn)而有效保證其中減緩凝結(jié)的成分可以滿足施工的實(shí)際要求，進(jìn)而在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升凝結(jié)時(shí)間。在完成減水劑的調(diào)試之后，就需要進(jìn)行后續(xù)的攪拌驗(yàn)證，進(jìn)而有效掌握相應(yīng)比例下的凝結(jié)時(shí)間。在這樣的模式下，不僅可以有效減少混凝土的水化熱，還可以進(jìn)一步提升混凝土密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)整體性能的提升。

4.2 預(yù)應(yīng)力拉張工藝的改進(jìn)

加強(qiáng)施工過程中的精細(xì)化管理，鋼筋加工采用工廠化，提高智能設(shè)備引用的程度，當(dāng)前自動(dòng)化智能設(shè)備大量用于公路施工行業(yè)，一定程度節(jié)省了人力，更大程度上提高了作業(yè)的精細(xì)化程度，使鋼筋等原材的加工更加標(biāo)準(zhǔn)，為后邊預(yù)應(yīng)力管道定位準(zhǔn)確提供了基礎(chǔ)條件【4】。提高波紋管定位的準(zhǔn)確度，波紋管安裝過程中要求精準(zhǔn)定位，完成后更要仔細(xì)檢測，縱向位置正確且一定要居中放置?；炷翉埨耙欢ㄒ獙?duì)梁體強(qiáng)度進(jìn)行檢測，檢測不能是回彈儀的回彈強(qiáng)度，回彈強(qiáng)度代表梁體表面，只具有參考意義，不能作為判斷指標(biāo)，強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)以同條件養(yǎng)生試塊為依據(jù)，在強(qiáng)度滿足要求的前提下，要充分考慮混凝土的齡期，在雙重指標(biāo)下，才能進(jìn)行預(yù)應(yīng)力張拉操作。張拉完成后孔道壓漿宜采用智能化壓漿設(shè)備，和專用壓漿料，能更好的保證孔道壓漿的孩子了、可靠性和耐久性。

4.3 優(yōu)化養(yǎng)護(hù)作業(yè)

在完成預(yù)制箱梁的施工之后，混凝土整合質(zhì)量將在很大程度上受到水化作用的影響進(jìn)而產(chǎn)生較為劇烈的反應(yīng)，進(jìn)而顯著提升箱體自身出現(xiàn)裂紋的可能性。因此要實(shí)施更加完善的養(yǎng)護(hù)作業(yè)。當(dāng)前施工標(biāo)準(zhǔn)化程度為箱梁采用蒸汽養(yǎng)生提供了基礎(chǔ)條件。常規(guī)的蒸汽養(yǎng)生一般認(rèn)為是在冬季低溫季節(jié)，二恰恰夏季的高溫時(shí)候也需要采用蒸汽養(yǎng)生【5】。蒸汽養(yǎng)生應(yīng)用封閉式的養(yǎng)生棚將箱梁全覆蓋，養(yǎng)護(hù)棚拼縫處不得存在漏氣現(xiàn)象，蒸汽應(yīng)為低壓飽和蒸汽，加熱均勻，并排除冷凝水，防止結(jié)冰。蒸汽養(yǎng)生一般分為預(yù)養(yǎng)、升溫、恒溫、降溫四個(gè)階段。一般預(yù)養(yǎng)階段在混凝土澆筑完成4～6h后進(jìn)行，時(shí)間不小于6h。升溫階段是混凝土的定型階段，要嚴(yán)格控制升溫速度，做好記錄工作。恒溫階段就是混凝土的熱養(yǎng)期，兩個(gè)重要的參數(shù)就是恒溫溫度和恒溫時(shí)間。恒溫溫度宜控制在45℃～50℃，且混凝土內(nèi)部最大溫度不得超過65℃，保證養(yǎng)生棚溫度的時(shí)候，一定也要確保濕度，保證溫度和濕度雙控原則。降溫階段是蒸汽養(yǎng)生的關(guān)鍵階段，要嚴(yán)控降溫速率，停止供氣后禁止立刻移走養(yǎng)生棚，應(yīng)將養(yǎng)生棚兩端稍微打開，緩慢降溫，待混凝土構(gòu)件里表差、表層與環(huán)境溫差不超過15℃時(shí)，方可移去養(yǎng)生棚，并立即對(duì)梁體表面灑水，進(jìn)入自然養(yǎng)生階段。蒸汽養(yǎng)生過程中宜采用智能化的溫濕度監(jiān)測控制系統(tǒng)，以保證養(yǎng)生效果。

5 結(jié)語

綜上所述，在實(shí)際工程施工過程中，預(yù)應(yīng)力預(yù)制梁產(chǎn)生裂紋現(xiàn)象已經(jīng)成為限制施工水平提升的最關(guān)鍵因素之一，因此需要對(duì)其產(chǎn)生的具體原因加以探究。結(jié)合實(shí)際情況來看，預(yù)應(yīng)力預(yù)制梁產(chǎn)生裂紋的原因主要包括溫差因素、砼澆注時(shí)間、施工工藝、養(yǎng)護(hù)手段等，而在施工之前有必要針對(duì)這部分因素制定具體的防護(hù)措施，同時(shí)根據(jù)實(shí)際情況來調(diào)整施工的具體流程，充分發(fā)揮預(yù)張拉方案對(duì)預(yù)防裂紋的重要作用。