事故简介

2007年5～8月某框架工程浇筑C50无粘结预应力大梁及框架柱，每层设5榀600mm×1600mm×16000mm预应力大梁，使用P.O42.5水泥，大梁上下均配置受拉和受压筋，但中部水平腰筋极少。一、二层梁板柱浇筑后2d，拆模发现大梁两侧有对称或不对称的竖向裂纹，裂纹中间较宽，两头较窄，呈枣核形，梁底也有部分裂纹，有的与两侧裂纹连通，经超声波探测，裂缝宽度为0.2mm左右。建设单位和施工单位怀疑混凝土质量有问题，于是自行更换了两家混凝土公司，分别浇筑三、四层混凝土，拆模后仍然发现类似裂纹。

原因分析

混凝土结构的非荷载裂纹是一个受到多种因素影响的复杂问题，也是当前工程界的一项前沿课题，涉及环境、设计、材料、施工等诸多因素。编者后来又发现多个工程有类似预应力大梁开裂的情况。

1.材料方面

混凝土公司为了确保混凝土强度和预应力钢筋按时张拉，C50混凝土中水泥用量大多都比较高，一般P.O42.5水泥用量为420～450kg/m³，混凝土早期会有很高的发热量。根据国外同类工程大梁中部的水化热温升实测值推测，该工程中部水化热温升可能达到80℃，预计内外温差可达40℃，混凝土早期会有很大的温度收缩和水分蒸发带来的收缩。该工程地处繁华商业区，施工场地狭窄，只能采用地泵施工，混凝土输送管道弯道多，大梁配筋密集，因此混凝土坍落度较大，这也是混凝土容易产生裂纹的原因。此外，市场砂源紧张，砂细度模数较小，含泥量偏大也是混凝土容易开裂的原因之一。

2.设计方面

混凝土柱对混凝土大梁是个强劲的约束，当大梁收缩受到柱的约束时，大梁就会在薄弱处开裂。大梁上下均配了受拉和受压筋，中部水平腰筋极少，仅达到结构耐久性下限，而且此筋大部分设置在箍筋的内侧，对控制收缩裂纹不利。无粘结预应力筋在未张拉前如同孔洞，削弱了混凝土的截面面积。因此，大梁中部产生了枣核状裂纹。

3.施工方面(www.daowen.com)

混凝土大梁浇筑后24～36h拆除侧模，脱模偏早，当时正值盛夏季节，气候干燥、天气炎热，混凝土中水分散失很快，易产生早期干缩裂纹。

事故处理

用超声波探测，裂缝宽度为0.2mm左右。有的裂纹在梁两侧和梁底都有，但裂纹并未贯穿截面，是浅层裂纹。经工程所在省的混凝土专家鉴定认为，此裂纹为混凝土温度收缩和干燥收缩造成的，不影响结构安全，可以继续施工和对已达到强度的大梁进行预应力钢筋张拉。张拉后如混凝土还有裂纹，可用环氧灌缝胶加以封闭。此后工程得以继续施工。

预防措施

1）设计单位应尽量降低长梁的强度等级，以减少混凝土收缩。水平抗裂腰筋应充分考虑抵抗混凝土收缩产生的拉应力，必要时应对断面抗裂能力进行验算，腰筋宜细且密，腰筋和箍筋间距宜在100mm左右。

2）混凝土生产企业的技术部门要经常保持与施工单位的联系，对于高强度等级混凝土结构和预应力混凝土结构，要事先与设计、施工单位沟通，预告可能出现的问题。生产混凝土时，应严格控制水胶比、坍落度和砂率，以减小混凝土收缩。

3）施工单位要高度重视混凝土早期的保湿养护，这类大梁不便于浇水养护，宜延长带模保湿养护时间，以减少混凝土水分蒸发量，从而减少混凝土的干缩。清华大学冯乃谦教授的试验资料表明，混凝土带模养护时间越长，混凝土强度和弹性模量越有增大的倾向，带模养护5d的混凝土与养护1d的混凝土同时经历4个月后，强度高2.8MPa。