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［摘要］預應力混凝土結構具有剛度、抗裂性和耐久性好，可有效地利用高強度鋼筋和高強度等級的混凝土，在同樣條件下具有截面小、自重輕、質量好、材料省等突出優點。但領應力混凝土施工工藝較復雜，對施工質量要求高，需要配備一支技術熟練的專業隊伍，且具有一定的專門設備。利用系統分析的方法，對預應力混凝土出現的常見質量問題進行了詳盡分析。

［關鍵詞］預應力；混凝土結構；質量控制

由于預應力混凝土結構能提高鋼筋混凝土構件的剛度、抗裂性和耐久性，可有效地利用高強度鋼筋和高強度等級的混凝土。與普通混凝土相比，在同樣條件下具有截面小、自重輕、材料省（節約鋼材20％40％）。預應力混凝土結構適應了近代建筑結構的向大柱網、大開間、大跨度、多功能方向發展趨向，并能擴大預制裝配化程度。目前，預應力混凝土結構廣泛應用于大跨度建筑、對抗裂性有特殊要求壓力容器、壓力管道、水工或海洋建筑及對構件剛度和變形要求較高的吊車梁、橋梁工程中的大跨度梁式構件。誠然，預應力混凝土有許多獨特優點，且應用越來越廣泛，但預應力混凝土結構質量問題是不容忽視。本文應用系統工程的方法，就預應力混凝土結構常見的質量問題進行系統分析。

1勘察設計問題

建筑工程乃至橋梁工程是百年大計，工程勘察設計若出現問題，后續則無法更改或更改很難。若出現地基的不均勻沉降會造成預應力混凝土結構的受力不均，出現裂縫等現象，對于預應力結構的地基，特別是預應力箱梁，地基的勘察尤為重要。因此，在結構設計前，應做好詳盡的地質勘查工作，在此基礎上，再進行結構設計。結構設計時，通過計算選擇合適的混凝土強度，不低于GB50010—2010《混凝土結構設計規范》要求的C40強度等級。設計計算正常使用狀態的受拉應力，預應力混凝土撓度、裂縫進行驗算復核。從源頭解決預應力混凝土結構合理性、耐久性、安全性問題。主梁各截面進行驗算的內容如下：持久狀況承載能力極限狀態正截面抗彎承載能力驗算、斜截面抗剪承載能力驗算，持久狀況正常使用極限狀態抗裂驗算、撓度驗算，持久狀況使用階段正截面法向應力計算、使用階段混凝土主壓應力、主拉應力計算、受拉區預應力鋼筋的最大拉應力驗算。

2原材料把控問題

2．1預應力筋的力學強度。預應力鋼絲、鋼絞線抗拉強度、伸長率、反復彎曲次數（鋼絲）等指標均應符合設計要求，預應力鋼絲、鋼絞線進場后，按現行規范進行抽檢，送有資質的檢驗機構進行檢驗。如有一項不符合國家標準，即不合格，不得使用。2．2預應力筋銹蝕。預應力鋼絲、鋼絞線表面有浮銹、銹斑、麻坑等，因此，預應力鋼絲、鋼絞線出廠包裝應有防潮、防雨、防腐等防銹措施，預應力筋在混凝土澆筑穿入孔道前也應有防銹措施，防止預應力筋銹蝕，從而影響結構的安全性和耐久性。2．3混凝土。2．3．1水泥。水泥可分為硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥等多種。常用的水泥是普通硅酸鹽水泥及硅酸鹽水泥。水泥應選用回轉窯生產的水泥，進場后應按照GB175—2007《通用硅酸鹽水泥》檢査水泥的強度、安定性和凝結時間，經復驗合格后方可使用。水泥品種的選用應根據預應力混凝土結構及使用環境、氣候條件、施工溫度、混凝土體積用量的大小正確選擇。2．3．2骨料。混凝土用砂、石應符合JGJ52—2006《普通混凝土用砂、石質量及檢驗方法標準（附條文說明）》。2．3．3混凝土用水。混凝土用應符合JGJ63—2006《混凝土用水標準（附條文說明）》。2．3．4外加劑。混凝土使用外加劑，應對外加劑的相關性能指標進行復驗，其結果應符合現行國家標準GB50119—2013《混凝土外加劑應用技術規范》的規定。此外，根據GB50010—2010《混凝土結構設計規范》，混凝土中最大氯離子含量0．06％，防止預應力鋼筋腐蝕，嚴禁采用堿性骨料，混凝土最大堿含量為3kg／m3，防止堿骨料反應，造成預應力混凝土體積膨脹損壞，施工時應控制氯離子、堿的含量。因此應檢查原材料試驗報告和氯離子、堿的總含量計算書。

3預應力混凝土施工安裝問題

預應力混凝土施工工藝較復雜，對質量要求高，因此，需配備一支技術較熟練的專業隊伍，且需有一定的專門設備，如張拉機具、灌漿設備等。先張法需有張拉臺座；后張法還應耗用數量較多、質量可靠的錨具等。3．1預應力結構模板支撐。以預應力現澆梁為例，預應力現澆梁模板的制作與安裝？44？須正確、牢靠，安裝誤差應符合規定。如模板接縫不嚴、支撐不牢固，會出現跑模、漏漿現象，產生麻面、蜂窩，造成預應力結構出現質量問題。3．2預應力孔道安裝。在鋼筋綁扎階段，宜通過軌道固定法固定預應力孔道。安裝好的波紋管須進行加固處理，在拐彎處安裝波紋管，不僅需定位準確，且應保證形狀圓滑，否則澆筑混凝土時波紋管極易上浮或被壓彎。3．3混凝土澆筑及養護。結束預應力筋穿束工序后，經隱蔽驗收合格后進入混凝土澆筑工序。預應力混凝土應在保證足夠強度的前提下，并應具有良好的流動性、粘聚性和保水性及拌和的均勻性。為防止波紋管在澆筑施工中被振搗棒等器械劃破，澆筑時切忌振動棒與波紋管直接接觸。鋼筋密集的關鍵部位，宜采用小直徑振搗棒進行振搗，否則采用大直徑振搗棒振搗混凝土內部會產生蜂窩狀孔洞，混凝土澆筑過程中，由于混凝土坍落度小，從而增加了振搗的難度，混凝土易澆搗不密實，出現蜂窩現象。在混凝土施工完成后，應做好混凝土的養護工作，定時灑水，并用濕布覆蓋在混凝土上。3．4預應力張拉時間的控制。在預應力施工中，張拉時間是一個比較難控制的問題，既要確保混凝土早期的強度，還要保證施工之后的整體質量。通常情況下張拉的時間為澆筑完工3d后，但混凝土的強度增長和彈性增長不在同一個速度上，強度速度應快于彈性的速度，而在混凝土澆筑完成后的早期，其存在著較大的變形率，故若張拉過早會導致存留的預應力不足，最終的結果是結構的承載力達不到要求。而若張拉時間過晚，對結構的承載力也會產生不良影響。故在實際施工中對張拉時間應根據現場狀況進行具體分析，控制張拉時間。3．5后張法張拉力控制。在預應力施工中需對張拉力進行準確的計量和控制，尤其是采用后張法的張拉力。一般來講，主要是張拉力的控制，而預應力筋伸長率則作為張拉力的校核標準。張拉力控制要求施工人員須經過專業化的培訓，在伸長率計算時，若計算結果誤差較大會導致張拉力控制出現較大誤差。解決辦法一是選用先進的張拉力計量儀表，二是選用專門培訓的操作人員，根據規范張拉過程中嚴格控制伸長率在±6％范圍內，否則應停止張拉。張拉過程若出現滑絲和斷絲，具體分析滑絲的主要原因是鋼絞線嚴重銹蝕、表面有雜物、油污等，還是工作夾片尺寸偏差過大等問題；若出現斷絲的原因主要是鋼絞線間相互糾纏而發生受力不均或鋼絞線受到機械損傷等。找出原因后應采取相應措施。若出現整束或大量滑絲斷絲，應將錨頭取下，檢驗并更換鋼束重新張拉。3．6孔道壓漿。孔道壓漿主要是為了確保預應力筋與混凝土同時發揮作用，為防止預應力筋生銹和確保良好工作性能，張拉工序結束后及時壓漿。壓漿時，用注漿泵將水泥漿勻速、緩慢、持續地壓入孔道，直至水泥漿從最高點的排氣孔及孔溢出均質水泥漿為止。但實際施工中在該工序中總會出現管道壓漿不實、不滿、滲漏等問題。按施工規范要求，壓漿前須進行孔道清理，安裝的波紋管內通常有銹蝕現象，且管內有大量灰塵、油污等雜物，應徹底清洗管內雜物后再進行壓漿。一般可采用高壓氣流、水流進行管道清理，管內油污可通過中性洗滌劑清洗千凈。此外，孔的位置預留、漿體的配合比等也存在問題，解決辦法是在配置漿體時應選用減水劑，在水膠比降低到0．35時，仍保持較高的流動度，確保漿體的密實。同時，采用先進的撹拌機械，提高攪拌速度，保證水泥漿的均質性，這樣才能確保孔道壓漿的質量。3．7預應力混凝土裂縫控制。預應力混凝土結構產生裂縫是不可避免的問題，裂縫超過一定范圍，會造成預應力筋的銹蝕，從而影響預應力混凝土的耐久性、使用壽命和結構的安全性，甚至造成安全事故。預應力混凝土裂縫控制問題貫穿于結構的設計勘察、施工、運行各階段。如橋梁工程應對選址、橋墩基礎進行正確的勘察，結構的設計人員應選擇正確的計算模型，精確計算，保證結構配筋、混凝土強度選用合理。施工階段，施工前應制訂切實可行、詳盡的施工工藝，在把好原材料質量關的同時，按照施工工藝、有關鋼筋混凝土施工、驗收規范進行施工，預應力筋保護層應防止過厚、過薄，澆筑混凝土時，防止混凝土振搗不良，形成蜂窩、麻面，影響混凝土的對鋼筋的保護，產生結構裂縫。另外，泵送混凝土為了增大流動性，加大水灰比，混凝土硬化后產生不規則收縮裂縫；在分段澆筑、分層澆筑時，施工縫或新舊混凝土之間產生裂縫；混凝土澆筑后的養護過程中，水泥水化混凝土內部發熱，造成內外溫差，導致混凝土表面出現不規則裂縫；低溫條件下澆筑混凝土，混凝土受到凍脹，在混凝土表面形成不規則裂縫；混凝土強度達不到拆模要求，拆模過早，在自重或施工荷載的作用下，混凝土表面形成裂縫。在預應力構件的吊裝過程中，不了解預應力構件受力特征，任意調整構件的放置方法、吊裝吊點位置不合理及運輸、堆放，臨時支撐位置不合理，運輸過程劇烈顛簸等，均可引起構件產生裂縫。張拉過程產生的裂縫，如張拉預應力筋時，張拉設備出現誤差、計算錯誤導致應力未達到設計要求。張拉時錨固區局部受力過大，這一區域或邊緣受力超過混凝土所承受的壓力，或設計的張拉強度過大，在構件跨中產生過大的撓度，產生荷載裂縫。預應力結構運行使用過程中存在超載、超負荷現象，實際承受的荷載超出設計荷載，產生的裂縫；預應力結構構件長時間在正常荷載作用下，結構構件產生疲勞，產生不規則裂縫，從而對結構產生破壞性；預應力橋梁構件在車輛、船舶等接觸、撞擊下產生裂縫。

4結束語

預應力混凝土構件質量問題，涉及到勘察設計、施工和運行使用階段的多個環節。在勘察設計過程中，應確保勘察準確、設計模型選用合理，計算準確無誤，從源頭上控制預應力混凝土結構的質量。在預應力混凝土結構施工前，應制訂先進合理的施工工藝，充分考慮施工人員的素質及復雜的施工環境等因素，從原材料質量控制開始，嚴格按施工規范要求進行施工，每道施工工序均為嚴把質量關，確保預應力混凝土結構的施工質量，從而確保預應力結構的合理性、耐久性、安全性問題。

作者:汪榮津 單位:上海市材料工程學校

參考文獻

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