水利工程預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制及其可靠性分析

劉飛

摘 要：社會的高速發(fā)展離不開基礎(chǔ)建設(shè)，基礎(chǔ)建設(shè)不僅在帶動經(jīng)濟(jì)方面做出了巨大了貢獻(xiàn)，對于居民的生活質(zhì)量也有了明顯的提高。在我國的水利工程建設(shè)中，對于結(jié)構(gòu)物的建造要求也是為了更好的服務(wù)于大眾，但是在使用新型材料和技術(shù)的同時，使用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)就會出現(xiàn)一些相應(yīng)的技術(shù)問題，比如結(jié)構(gòu)開裂就是最為關(guān)鍵的問題，在合理的使用預(yù)應(yīng)力混凝土?xí)r，不僅要發(fā)揮其在該領(lǐng)域中其他材料所不能比擬的作用，還要盡可能的減少預(yù)應(yīng)力混凝土裂縫所帶來的負(fù)面影響。文章著重就預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)體裂縫的起因來進(jìn)行深入分析和研究，并且致力于改變這一問題，讓預(yù)應(yīng)力混凝土材料的使用更加方便、合適。

關(guān)鍵詞：預(yù)應(yīng)力混凝土；裂縫；沉降

1 預(yù)應(yīng)力混凝土廣泛運用的原因

預(yù)應(yīng)力混凝土是新時代下產(chǎn)生的材料，摒棄了舊材料的一些劣勢，并且根據(jù)當(dāng)下的一些規(guī)范要求應(yīng)運而生的一種材料。它多為提前張拉，重量上改變了人們一直認(rèn)為的沉重形態(tài)，而是輕巧方便，其中有幾個比較突出的特點就是造價相對低廉，重量輕，易于運輸，也充分的響應(yīng)了國家節(jié)能減排的政策，它具有很好的降低結(jié)構(gòu)物的跨中彎矩，減少了受力部位的材料使用。在它的結(jié)構(gòu)功能上，具有很好的整體性，不能不提的還有它的抗震能力。它通常也作為大跨徑水利結(jié)構(gòu)的材料。在水利工程中，裂縫的出現(xiàn)會對結(jié)構(gòu)體產(chǎn)生很大的影響，對于混凝土的耐久性能會有很大的影響，對于裂縫要進(jìn)行嚴(yán)格的控制，經(jīng)過大量的研究實驗，當(dāng)橫向裂縫不大于0.3mm時，預(yù)應(yīng)力鋼筋被腐蝕的概率偏低，即便出現(xiàn)了腐蝕現(xiàn)象，也對結(jié)構(gòu)整體的承載能力沒有很大的影響。所以預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)也存在一定的漏洞，就是很容易造成建筑墻體的裂縫。

2 預(yù)應(yīng)力混凝土存在的問題

2.1 外部不均勻荷載導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生

預(yù)應(yīng)力混凝土在結(jié)構(gòu)中大多承擔(dān)的是抗剪和抗拉的作用，相比較早前的紅磚砌體不同之處在于受力的部位不太相同，受到上部結(jié)構(gòu)傳遞下來的集中荷載更大，上部結(jié)構(gòu)傳力過程中，設(shè)計的時候沒有充分考慮到荷載的因素，沒有預(yù)先計算出安全系數(shù)。另外一方面，砌塊還受到了很大的扭矩，導(dǎo)致砌塊在很大程度上出現(xiàn)彎扭變形，正是這些荷載的不均勻分布使得預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了許多的裂縫。

圖1 水利結(jié)構(gòu)體裂縫控制

2.2 溫度的因素導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生

在施工階段，澆筑和張拉混凝土期間，沒有很好的控制內(nèi)外部溫度，使得混凝土內(nèi)部溫度過高，形成很多氣泡、孔洞，再加上由于熱漲冷縮的作用，使得混凝土內(nèi)外溫度不均勻，極易導(dǎo)致混凝土塊的鼓脹變形。也會有一定的惡性循環(huán)，在結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了一定的裂縫，經(jīng)過太陽的直射和雨水的澆灌，使得結(jié)構(gòu)二次變形，裂縫的程度越發(fā)明顯。另外還有由于因溫差的原因鋼筋收縮所產(chǎn)生的附加應(yīng)力，綜合這些因溫度的變化產(chǎn)生的效應(yīng)都是造成裂縫的重要原因。

2.3 主體結(jié)構(gòu)的沉降誘發(fā)裂縫的產(chǎn)生

在一些較為陳舊的水利建筑旁邊新建的建筑，都會存在或多或少的沉降，出現(xiàn)這樣的原因是地基基礎(chǔ)涂層分布不均勻，不同地域的土質(zhì)有著很明顯的差別，建筑物的不同部位都有可能出現(xiàn)在沉降的范圍之內(nèi)，導(dǎo)致兩邊的高度不一致，極易出現(xiàn)縫隙。當(dāng)然在設(shè)計之初會相應(yīng)的在結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置相應(yīng)的沉降縫，但是也不排除結(jié)構(gòu)要受到不同的荷載作用下沉降值的不同。此外，在一些大型建筑中，這樣會使得預(yù)應(yīng)力混凝土的裂縫會更加明顯，由于建筑物本身的自重大，加之基礎(chǔ)埋深比較深，很容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)物的不均勻沉降的發(fā)生。嚴(yán)重時還會導(dǎo)致建筑物在不同程度上的傾斜。

2.4 一些施工的因素導(dǎo)致水利工程結(jié)構(gòu)的裂縫產(chǎn)生

有些是施工單位為了追趕進(jìn)度，不斷的壓縮工期，本該有的工期被大大的削減了，這就必然導(dǎo)致一些材料在結(jié)構(gòu)中達(dá)不到因有的強度，在沒有預(yù)先加載的情況上，就開始了上部結(jié)構(gòu)施工，使得在建筑物交付使用后，加上相應(yīng)荷載，使得建筑物有了明顯的不均勻沉降，導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。材料的不合格也是重要的原因，以次充好，以舊充新的現(xiàn)象，以及在運輸中出現(xiàn)了破損或者不符合要求的材料照樣用在工程上，這樣的情況在施工單位屢見不鮮。

3 對預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)體裂縫的控制

3.1 加強對材料的管理

控制和監(jiān)管材料在運輸當(dāng)中的損害，嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān)，堅決杜絕把壞的混凝土塊再次使用的現(xiàn)象。同時還要嚴(yán)格把關(guān)混凝土的質(zhì)量，在攪拌站就要控制好配合比，提高砂漿的和易性，在施工階段，對于堆砌和砌筑的人員經(jīng)常性教育，嚴(yán)格按照圖紙施工，保證施工的工藝，確保施工質(zhì)量。對于材料而言，我們還要加強其抗水性，多使用憎水性材料，盡量不讓水進(jìn)入到材料當(dāng)中，用這一類的辦法進(jìn)一步提高材料的抗荷載能力。

圖2 水利工程中裂縫的要求

3.2 對結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度的合理控制

在施工之初，我們在結(jié)構(gòu)中預(yù)埋應(yīng)力片，待澆筑完成后測量混凝土內(nèi)部的溫度，用這樣的方法控制混凝土內(nèi)部的溫度，再采取相應(yīng)的措施減小因為溫度對裂縫產(chǎn)生的影響。此外，在預(yù)先留有的施工縫處添加毛氈或者瀝青的相應(yīng)材料，這也是解決溫度效應(yīng)的有效方式。對于鋼筋因溫度所產(chǎn)生的附加應(yīng)力，我們通常對鋼筋進(jìn)行后張法，為使鋼筋到達(dá)最佳狀態(tài)，等到鋼筋達(dá)到塑性變形時再進(jìn)行灌漿，這也是減小溫度對結(jié)構(gòu)影響的有利方法。

3.3 對預(yù)應(yīng)力張拉進(jìn)行相應(yīng)的處理

在預(yù)應(yīng)力張拉過程中，對鋼筋的錨固區(qū)要嚴(yán)格的控制，防止錨具出現(xiàn)滑絲的現(xiàn)象，會直接導(dǎo)致兩邊的預(yù)應(yīng)力大小不相同，會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)物的裂縫，在結(jié)構(gòu)體的兩端非應(yīng)力區(qū)域會出現(xiàn)的拉壓裂縫，控制好該處引沿著鋼筋方向產(chǎn)生的縱向裂縫。在施工中杜絕預(yù)應(yīng)力在張拉過程中未達(dá)到設(shè)計值的現(xiàn)象。

4 結(jié)束語

在施工過程中不可避免的產(chǎn)生相應(yīng)的產(chǎn)生裂縫，我們必須使用專業(yè)知識來分析預(yù)應(yīng)力混凝土墻體裂縫的起因，用可靠的科學(xué)技術(shù)來控制預(yù)應(yīng)力混凝土墻體的裂縫，在最大限度的發(fā)揮了預(yù)應(yīng)力混凝土的優(yōu)秀性能之外，目的是進(jìn)一步完善結(jié)構(gòu)的完整性，旨在為提高結(jié)構(gòu)的安全性和結(jié)構(gòu)外表的美觀性。

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