泉州港某引橋工程預應力空心板裂縫成因及其防治措施

沈志超

廈門市交通建設工程檢測有限公司

泉州港某引橋工程預應力空心板裂縫成因及其防治措施

沈志超

廈門市交通建設工程檢測有限公司

在橋梁工程、高樁碼頭引橋工程中，預應力空心板得到越來越廣泛的應用，但在施工過程中，高強度的空心板易產生裂縫。影響因素有溫度應力、原材料質量、施工工藝等。預應力空心板是橋梁工程、引橋工程的主要受力結構，保證混凝土的預制質量至關重要，而防治空心板裂縫是控制預制質量的重要一環。本文以泉州港某引橋工程為實例，結合施工現場采取的技術措施和相關技術文獻資料，淺析了預應力空心板裂縫的成因，介紹了預應力空心板裂縫的防治措施和效果。

預應力空心板；裂縫成因；防治措施

1 工程概況

泉州港某引橋工程位于泉州市惠安縣，引堤、引橋總長2488米（包括引堤），其中引橋長2120m，高樁梁板結構，上部結構為現澆鋼筋砼橫梁，橫梁上安裝預應力鋼筋混凝土空心板，本工程預應力砼空心板共1313件，單塊尺寸20*1.25*0.9m,單塊方量為12.3m3?？招陌鍢嫾捎煤髲埛ㄟM行施工，空心板混凝土設計強度為C50。

1.1 空心板澆筑施工工藝

混凝土的澆筑采用連續澆筑，使用自拌混凝土吊罐法施工。澆筑順序為先澆筑底板混凝土，振實抹平后安裝充氣氣囊作為芯模，再澆筑腹板混凝土，最后澆筑頂板混凝土。其中板梁腹板混凝土澆筑按縱向分段水平分層進行澆筑振搗?？招陌屙敯寤炷琳駬v完畢后，對板梁混凝土頂面進行抹平搓毛處理，以保證板梁有較粗糙的混凝土頂板表面。

1.2 配合比情況

混凝土設計強度為C50，混凝土配合比為∶水泥∶砂∶碎石∶水∶減水劑=1∶1.26∶2.31∶0.33∶0.007；水灰比0.33，砂率35%，水泥用量為491kg/m3，坍落度120±20mm；采用漳州中達P.O42.5R水泥，外加劑為早強型高性能減水劑。

2 裂縫調查

預應力空心板預制開始后，在現場調查發現，空心板在澆筑完成并拆除鋼模后（澆注后24小時內），空心板頂面和倒角處沿頂面預留的鉸縫鋼筋方向產生大量細小裂縫。

3 成因分析

根據現場裂縫統計的結果，對裂縫成因展開了分析，首先按產生機理對裂縫類型進行分類，然后依據現場情況逐一確認各類型裂縫存在的可能，排除不存在的裂縫類型，并對可能存在的裂縫類型進行主次原因確認。

4 裂縫的防治措施

針對以上原因分析結果，我們提出了以下具體的解決措施，主要從更改頂角設計、降低混凝土入模溫度和降低早期水化熱、增加二次振搗等方面作適當的改進。

4.1 更改倒角設計

根據裂縫調查和分析的結果，進行了現場試驗，發現取消倒角而使用直角相連后可極大的減少倒角處裂縫。據此建議設計院更改倒角設計，并得到設計院的認可和實施。設計變更后該處鋼筋的保護層有所增加，同時也避免了澆筑時倒角浮漿比其它頂面更嚴重的情況。

4.2 合理選擇原材料和嚴控混凝土入模溫度

1）原材料選擇。根據調查分析結果，我們認為原配合比使用的中達P.O42.5R水泥入場溫度過高、早期水化熱過大，經試驗比對后，選擇萬年青P.O 42.5水泥替換。同時，要求外加劑廠家對外加劑的性能進行了調整，用普通高性能減水劑替代原早強型高性能減水劑。這兩個措施均有利于降低混凝土的早期水化熱和表面溫升。

2）嚴控混凝土入模溫度。過高的混凝土入模溫度，不但極大增加混凝土早期溫升，導致砼表面過快干燥，還可能造成混凝土‘假凝’，對于控制混凝土的裂縫極為不利。我們要求對混凝土溫度進行測量，超出35℃不得入模。并采用以下管理辦法來實現混凝土的溫度要求：嚴格控制水泥進場溫度，對進場水泥溫度進行溫度測量，拒收溫度超出70℃的水泥；對入場水泥執行先進先用的原則，保證水泥在水泥罐中有一定的冷卻時間；對混凝土用粗集料進行灑水降溫。

4.3 控制混凝土的攪拌時間和澆注時間

混凝土拌和時間控制在2—3min，不能過短，也不宜過長，保證混凝土的均勻性；嚴格控制用水量，經常檢測混凝土的坍落度，保證混凝土具有良好的和易性?；炷翝沧⑦x擇在一天中溫度較低的時候進行，不僅可以降低混凝土的入模溫度，還可以降低混凝土的表面溫升，減緩砼表面的失水干燥，從而避免空心板頂面混凝土假凝和過快凝結，減輕混凝土干縮應力。

4.4 進行二次振搗、加強混凝土的養護

混凝土頂板澆筑完成后，需要進行二次振搗，避免混凝土澆筑后出現骨料沉降現象，同時可一定程度上解決因混凝土表面水份干燥過快而產生表面收縮大、內部收縮小的不均勻收縮，避免干縮裂縫。

不論是哪一種原因導致的裂縫，混凝土的養護都極為關鍵。等混凝土脫模之后才開始灑水養護的方法是錯誤的?；炷翝沧⑹諠{完成后，應盡快使用麻袋覆蓋和灑水養護，使混凝土表面始終保持在濕潤狀態，不允許混凝土在高溫下裸露暴曬。由于水泥在水化過程中產生很大的熱量，混凝土澆注完成后必須在側模外噴水散熱，以利于混凝土盡快散熱，養護時間不少于兩周。

4.5 嚴格控制芯模放氣時間

為了避免出現因芯模漏氣和放氣過早而造成的頂面混凝土沉降裂縫，在每次使用充氣膠囊前都對其進行嚴格檢查，對于有漏氣的膠囊，一律不使用。同時，在空心板頂面混凝土強度未達到2.5MPa前不允許放氣。為保證措施得到順利實施，安排專人檢查芯模氣壓，發現漏氣及時處理。

5 效果跟蹤

在按上述方案實施后，裂縫現象得到很大的改善。我們對防治方案實施后澆注的空心板進行了跟蹤，抽取了其中的8片進行裂縫統計，結果見表1。

6 結語

（1）施工過程中，對于裂縫的分析和處理應結合實際情況，加強對現場施工各階段的調查與對比，處理方案和改進措施應結合施工現場實踐情況和室內試驗不斷驗證與完善。

（2）除了加強養護外，合理的結構設計、適當的選擇原材料和調整施工工藝、改善添加劑性能亦可使混凝土結構表層的裂縫得到有效控制。