水利工程预应力混凝土结构裂缝控制及其可靠性分析

刘飞

摘 要：社会的高速发展离不开基础建设，基础建设不仅在带动经济方面做出了巨大了贡献，对于居民的生活质量也有了明显的提高。在我国的水利工程建设中，对于结构物的建造要求也是为了更好的服务于大众，但是在使用新型材料和技术的同时，使用预应力混凝土结构就会出现一些相应的技术问题，比如结构开裂就是最为关键的问题，在合理的使用预应力混凝土时，不仅要发挥其在该领域中其他材料所不能比拟的作用，还要尽可能的减少预应力混凝土裂缝所带来的负面影响。文章着重就预应力混凝土结构体裂缝的起因来进行深入分析和研究，并且致力于改变这一问题，让预应力混凝土材料的使用更加方便、合适。

关键词：预应力混凝土；裂缝；沉降

1 预应力混凝土广泛运用的原因

预应力混凝土是新时代下产生的材料，摒弃了旧材料的一些劣势，并且根据当下的一些规范要求应运而生的一种材料。它多为提前张拉，重量上改变了人们一直认为的沉重形态，而是轻巧方便，其中有几个比较突出的特点就是造价相对低廉，重量轻，易于运输，也充分的响应了国家节能减排的政策，它具有很好的降低结构物的跨中弯矩，减少了受力部位的材料使用。在它的结构功能上，具有很好的整体性，不能不提的还有它的抗震能力。它通常也作为大跨径水利结构的材料。在水利工程中，裂缝的出现会对结构体产生很大的影响，对于混凝土的耐久性能会有很大的影响，对于裂缝要进行严格的控制，经过大量的研究实验，当横向裂缝不大于0.3mm时，预应力钢筋被腐蚀的概率偏低，即便出现了腐蚀现象，也对结构整体的承载能力没有很大的影响。所以预应力混凝土结构也存在一定的漏洞，就是很容易造成建筑墙体的裂缝。

2 预应力混凝土存在的问题

2.1 外部不均匀荷载导致裂缝的产生

预应力混凝土在结构中大多承担的是抗剪和抗拉的作用，相比较早前的红砖砌体不同之处在于受力的部位不太相同，受到上部结构传递下来的集中荷载更大，上部结构传力过程中，设计的时候没有充分考虑到荷载的因素，没有预先计算出安全系数。另外一方面，砌块还受到了很大的扭矩，导致砌块在很大程度上出现弯扭变形，正是这些荷载的不均匀分布使得预应力混凝土结构中出现了许多的裂缝。

图1 水利结构体裂缝控制

2.2 温度的因素导致裂缝的产生

在施工阶段，浇筑和张拉混凝土期间，没有很好的控制内外部温度，使得混凝土内部温度过高，形成很多气泡、孔洞，再加上由于热涨冷缩的作用，使得混凝土内外温度不均匀，极易导致混凝土块的鼓胀变形。也会有一定的恶性循环，在结构出现了一定的裂缝，经过太阳的直射和雨水的浇灌，使得结构二次变形，裂缝的程度越发明显。另外还有由于因温差的原因钢筋收缩所产生的附加应力，综合这些因温度的变化产生的效应都是造成裂缝的重要原因。

2.3 主体结构的沉降诱发裂缝的产生

在一些较为陈旧的水利建筑旁边新建的建筑，都会存在或多或少的沉降，出现这样的原因是地基基础涂层分布不均匀，不同地域的土质有着很明显的差别，建筑物的不同部位都有可能出现在沉降的范围之内，导致两边的高度不一致，极易出现缝隙。当然在设计之初会相应的在结构内部设置相应的沉降缝，但是也不排除结构要受到不同的荷载作用下沉降值的不同。此外，在一些大型建筑中，这样会使得预应力混凝土的裂缝会更加明显，由于建筑物本身的自重大，加之基础埋深比较深，很容易产生结构物的不均匀沉降的发生。严重时还会导致建筑物在不同程度上的倾斜。

2.4 一些施工的因素導致水利工程结构的裂缝产生

有些是施工单位为了追赶进度，不断的压缩工期，本该有的工期被大大的削减了，这就必然导致一些材料在结构中达不到因有的强度，在没有预先加载的情况上，就开始了上部结构施工，使得在建筑物交付使用后，加上相应荷载，使得建筑物有了明显的不均匀沉降，导致裂缝产生。材料的不合格也是重要的原因，以次充好，以旧充新的现象，以及在运输中出现了破损或者不符合要求的材料照样用在工程上，这样的情况在施工单位屡见不鲜。

3 对预应力混凝土结构体裂缝的控制

3.1 加强对材料的管理

控制和监管材料在运输当中的损害，严格把好质量关，坚决杜绝把坏的混凝土块再次使用的现象。同时还要严格把关混凝土的质量，在搅拌站就要控制好配合比，提高砂浆的和易性，在施工阶段，对于堆砌和砌筑的人员经常性教育，严格按照图纸施工，保证施工的工艺，确保施工质量。对于材料而言，我们还要加强其抗水性，多使用憎水性材料，尽量不让水进入到材料当中，用这一类的办法进一步提高材料的抗荷载能力。

图2 水利工程中裂缝的要求

3.2 对结构内部温度的合理控制

在施工之初，我们在结构中预埋应力片，待浇筑完成后测量混凝土内部的温度，用这样的方法控制混凝土内部的温度，再采取相应的措施减小因为温度对裂缝产生的影响。此外，在预先留有的施工缝处添加毛毡或者沥青的相应材料，这也是解决温度效应的有效方式。对于钢筋因温度所产生的附加应力，我们通常对钢筋进行后张法，为使钢筋到达最佳状态，等到钢筋达到塑性变形时再进行灌浆，这也是减小温度对结构影响的有利方法。

3.3 对预应力张拉进行相应的处理

在预应力张拉过程中，对钢筋的锚固区要严格的控制，防止锚具出现滑丝的现象，会直接导致两边的预应力大小不相同，会出现结构物的裂缝，在结构体的两端非应力区域会出现的拉压裂缝，控制好该处引沿着钢筋方向产生的纵向裂缝。在施工中杜绝预应力在张拉过程中未达到设计值的现象。

4 结束语

在施工过程中不可避免的产生相应的产生裂缝，我们必须使用专业知识来分析预应力混凝土墙体裂缝的起因，用可靠的科学技术来控制预应力混凝土墙体的裂缝，在最大限度的发挥了预应力混凝土的优秀性能之外，目的是进一步完善结构的完整性，旨在为提高结构的安全性和结构外表的美观性。

参考文献

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