地下室兼车库整体无缝设计与施工控制

甘肃省张掖市建筑设计院  甘肃省 张掖市 734000

内容摘要: 大体量的建筑物都要设置后浇带，本超长地下工程采取了无缝施工技术，不但加快施工进度，而且确保施工质量达到设计以及构造要求。
关键词: 无缝设计  构造处理  施工控制  膨胀混凝土

Abstract: large buildings should be set later casting zone, the long underground works to take a seamless construction technology, not only speed up the construction progress, but also ensure the quality of design and construction requirements. 
Key words: seamless design; structure treatment; construction control; expansive concrete

中图分类号：TU761 文献标识码：A     文章编号：2095-2104（2012）02-0020-02


某地下车库兼人防工程为全部现浇抗渗混凝土地下建筑，该部分建筑面积约6000m2，地下室车库1层，主体完全置于一层楼面以下，基础底埋深-7.25m。
该工程项目于当年4月中旬正式开工，进行土方开挖及边坡支护等工作。因当年的降雨较多且现场排水不畅，对土方工程的施工进度产生了较大影响。土方开挖施工滞后两个多月致使结构工期非常紧张。为确保工期目标的实现，经设计单位，施工单位及监理单位共同协商，提出了在施工中对工期目标产生关键作用的赶工措施：取消后浇带施工方案（无缝设计施工方法）。
后浇带的目的是避免因混凝土收缩而产生有害裂缝。根据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002的规定，伸缩缝的最大间距为55m，本项目东西长度为117.7m，因此设计了两条后浇带（该工程5轴—6轴间与9轴—10轴间），3个月以后二次浇注。取消后浇带对整个工程工期目标的有利之处在于加快工程进度，在无法避免的冬期施工环境下，为后续工程提前施工最大限度地提供了作业面，为室外基槽回填土和撤除降水创造了条件，为室内工程的交叉施工创造了条件，为按时完工创造了可行性。
1.设计方案考虑
1.1基础底板处理
基础底板设一条沉降施工缝，即在9轴—10轴中间设置一条沉降施工缝，该施工缝取代原设计后浇带；5轴—6轴间后浇带改为加强膨胀带。基础混凝土以施工缝为界分两次浇筑，施工缝以东基础底板一次浇筑，以西与5轴—6轴间膨胀带混凝土另一次浇筑。
1.2墙、板、梁、柱处理
基础底板以上工程竖向同样相应设二条施工缝，位置仍安排在5轴—6轴间及9轴—10轴间原后浇带位置处，该两条施工缝与楼板水平施工缝位置对应，即楼板施工缝位置也在5轴—6轴间及9轴—10轴间原后浇带位置，施工缝代替原后浇带，按三段流水组织浇筑施工。
1.3施工缝处理及混凝土浇筑顺序
基础底板施工缝处理：基础底板施工缝在底板混凝土中部略向上预埋300mm×3mm止水钢板带，止水钢板距板底300mm。待浇筑下段混凝土时，施工缝按规范要求凿毛、清除浮浆，漏出坚硬石子，先用同配比标号等级的砂浆接茬润湿施工缝约50mm厚，再用混凝土浇筑。
墙柱顶板梁施工缝处理：竖向施工缝仍然采用在墙中预埋止水钢板的办法，该钢板要于底板上水平施工缝钢板焊接，施工缝处理同底板；水平施工缝包括楼板水平缝；在混凝土中埋设止水条。
浇筑顺序：基础底板从一端开始向另一端按顺序推进浇注，施工缝处用模板隔开；加强带处采用密目钢丝网隔开，并浇筑加强带混凝土；顶板梁柱按施工流水段组织施工，各段内混凝土从一端开始按顺序分层推进浇筑, 分层振捣。
2.施工控制重点要求
2.1配合比设计原则
基础底板混凝土强度等级为C40(P8抗渗混凝土)，加强带混凝土强度等级提高一个等级C45（P8），为降低混凝土早期的凝结速度，减小混凝土的收缩量，采用低水化热的矿渣P0,42.5#水泥，按配合比要求掺加膨胀剂。该膨胀剂必须符合国家有关标准规定的要求渗量，否则裂缝将无法避免。底板混凝土中掺加按配合比确定的二级粉煤灰。
2．2原材料质量控制
1）水泥采用矿渣P0.42.5#水泥，且应具备合格的出厂证明及原材料检验报告。
2）砂选用细度模数2.5—2.8，含泥量＜2%的中. 粗砂。
3）碎石选用粒径5mm—40mm的级配良好，含泥量＜1%的碎石，风化及软弱杂石必须除去。
4）采用二级磨细粉煤灰。
5）外加剂选用质量优良，性能稳定，符合工程需要的外加剂，外加剂厂必须提供产品的合格证，检测报告及使用说明，必要时提供现场技术指向。
2．3过程控制
2．3．1混凝土浇筑控制
按流水方法施工混凝土从一端开始向另一端顺序浇注，本工程先开始浇筑基础东段混凝土，以沉降缝为界从西向东斜向分层浇筑，每层混凝土厚度不超过400mm，本工程底板厚度为400mm，可一次浇筑到板顶面，反梁待该处底板混凝土浇筑完沉实后初凝前浇筑。浇筑混凝土时要严格控制混凝土进场时间，凡超过初凝时间的混凝土一律不准使用，本工程混凝土初凝时间定为45min。混凝土必须连续浇筑，严格控制混凝土浇筑间隔，其间隔时间不得超过初凝时间，确保不出现冷缝。
2．3．2混凝土振捣要求
1）混凝土振捣采用插入式振动棒及平板振动器相结合的办法，混凝土在钢筋下部时采用振动棒振捣，混凝土面在钢筋以上时采用平板振动器振捣。
2）混凝土浇筑在20min—30min后进行第二次复振。
3）振点布点要均匀，防止过振和漏振，振捣要密实，以混凝土不下沉，不冒气泡为止，振动棒要快插慢拔，以500mm间距为宜。振捣器插入下一层的深度不得小于50mm，使上下两层混凝土结合紧密。
4）混凝土浇筑后在初凝前要进行一次振捣，排除混凝土因泌水在细骨料和水平钢筋下部生成的水分和空隙，以增强混凝土密实度、强度、及抗裂性。
5）混凝土振捣时在外墙止水带两侧，膨胀带钢板网处及梁、板、柱接头等特殊部位均要细致捣实，但不得过振。
2．3．3混凝土表面处理及标高控制
1）底板混凝土浇筑完毕后，在初凝后终凝前再用木杠刮平压实，尤其是顺筋裂纹处要加强拍实，使其愈合，接近终凝时再抹压一次，至少抹压不少于2遍。
2）混凝土表面标高控制。为保证上表面标高及其平整度，在钢筋支架上焊垂直钢筋头Φ10㎜@2000㎜，然后用水平仪按设计标高，在钢筋头上刻划标记，并将上部多余部分气焊割掉，当浇筑到设计标高时，用3m长木制刮板以钢筋头为标准刮平混凝土表面，在收平台后要用水准仪进行复核，以确保表面标高控制。
2．3．4混凝土养护
现浇板混凝土：在混凝土浇筑完毕，二次抹压之后，随即用塑料薄膜进行覆盖，塑料布间要搭接严密，封住水分，保证塑料布内有凝结水，待24H后，基础底板采取蓄水养护，楼板覆盖草帘、麻袋片洒水保湿养护不少于14d；墙体拆模后立即挂麻袋片，浇水保湿养护不少于14d；柱拆模后立即包裹塑料膜保湿养护，竖向构件根据情况还可以采取刷涂养护液加塑料膜的综合养护办法。
2．3．5底板降低水化热及防止裂缝的措施
采用矿渣P.042.5R水泥,以降低水化热,掺水泥用量10%左右的膨胀剂,以减少水泥量,并可使混凝土得到补偿收缩,达到抗裂防渗.采用缓凝型泵送剂。利用泵送剂延缓混凝土的凝结时间,保证有充分的施工操作时间,防止混凝土出现冷缝,延缓混凝土水化热的释放,让混凝土充分沉降密实并缩小混凝土内外温差。利用膨胀加强带技术(又称无缝施工技术),在筏板混凝土中,局部增加膨胀带中膨胀剂的用量,提高混凝土的膨胀率,形成膨胀加强带,利用膨胀加强带的较大膨胀能,对两侧进行收缩补偿,降低混凝土拉应力,防止超长结构开裂.
采用掺加粉煤灰措施:根据《粉煤灰混凝土应用技术规范》可以利用优质粉煤灰取代一定数量水泥，减少单方混凝土水泥用量，有效降低混凝土水化热和内部温度，减少混凝土的降温冷缩值，减少收缩应力，防止混凝土的开裂。
3无缝设计施工方法的有关要求
3．1混凝土膨胀剂的用量不大，但是作用却很大，用于结构工程，涉及产品质量应予重视。我国膨胀剂用量居世界之首，但质量不达标的为数不少，造成工程上出现问题是难以避免的。现行的《混凝土膨胀剂》（JC476—2001）对膨胀剂的性能指标做了详细的规定。其中限制膨胀率规定指标：水中7d不小于0.025%，28d不大于0.10%，空气中28d不小于-0.020%，这些指标可满足补偿收缩混凝土对材料的质量要求。
3．2膨胀剂混凝土配合比要求
为保证掺膨胀剂混凝土的质量，混凝土配合比设计应特别强调要测定和达到混凝土的限制膨胀率是极为重要的，限制膨胀率不大于0.015%，这一特性指标是膨胀混凝土抗裂效能的保证。膨胀剂必须选择达到行业标准的合格产品。
1)膨胀剂的掺量的依据是必须达到补偿收缩混凝土性能的技术指标；14d水中养护的限制膨胀率大于0.015%，28d的干空收缩率小于0.2%，28d的抗压强度（胶砂强度）大于25.0MPa。不要以推荐掺量为掺加依据，而应以混凝土限制膨胀率大小为准，同时考虑水泥品种、水泥用量、水灰比和外加剂等影响，通过试验，确定膨胀剂的科学掺量。
2)膨胀剂的主要用途是补偿收缩。不同部位对限制膨胀率的要求是不同的，因此膨胀剂的掺量是不同的。
试验表明，在掺膨胀剂的同一混凝土配合比下，有的水泥膨胀率较大，有的水泥膨胀率较小。这就说明，必须根据工地原材料试配补偿收缩混凝土，在满足坍落度、强度和抗渗等级的情况下，必须达到限制膨胀率的设计要求，否则要调整膨胀剂的掺量。必须指出，厂家推荐的胀剂的掺量只能作参考，要根据施工原材料配制膨胀混凝土，检测混凝土的膨胀率，并以次作为配合比的主要依据。
3)掺膨胀剂的补偿收缩混凝土要精心施工振捣，早期不能缺水湿养护不低于14d。
4)混凝土的品质检查：与普通混凝土的主要区别是增加一项混凝土的限制膨胀率的测量，这是确保膨胀混凝土抗裂防渗性能的一项重要技术指标，必须对现场混凝土抽样检验。
4 赶工措施的技术优势
1)取消后浇带（沉降缝不能取消），提高了混凝土结构的整体性能，特别是对于有防水要求的结构混凝土，提高了其整体抗裂防水性能。后浇带一般需经42d—60d才能浇注，采用本技术减少了施工对后浇带处理这一繁琐的环节，大大地缩短了施工周期，一般减少30d—45d工期，节省综合建设资金，加快了施工进度。此方法适用于混凝土结构超长较小尺寸的设计与施工。
2)膨胀加强带施工方法，即在膨胀加强带二端设计掺入水泥重量10%—12%的膨胀剂，使混凝土中产生较小的限制膨胀率。在膨胀加强带中设计掺入13%—15%的混凝土膨胀剂，使其产生较大的限制膨胀率。这样即可控制整个混凝土结构的限制收缩率大大减少，使其混凝土结构不裂或少裂，不产生有害裂缝。此方法适用于混凝土结构超长较大尺寸的整体底板和地下连续墙的设计与施工。
3)传统的后浇带浇注前混凝土表面及杂物清理等工作十分麻烦，且工期长，处理不好还会留下诸多质量隐患。而膨胀加强带是一种“抗放兼备，以抗为主”设计原则。在应力集中处设置膨胀加强带。通过调整膨胀量混凝土获得不同的限制膨胀率，使结构的收缩力得到适宜的补偿，从而达到防止混凝土结构开裂的目的。
4)由于墙体厚度较薄，面积大、养护困难，受风速在大气温度影响大，容易出现收缩裂缝。因此，建议采用后浇加强带，即分段浇注加强带两侧的微膨胀混凝土，养护14d后，用膨胀混凝土回填加强带。此方法与传统后浇带在设计上是一致的，要设钢板止水带。不同之处是，后浇加强带的宽度为2m，回填用大膨胀混凝土，填缝时间为14d，比传统后浇带缩短回填时间约30d，确保带处施工质量。


参考文献:(1}.王宗昌  建筑工程质量通病预防控制实用技术  中国建材工业出版社2007.10.
        (2) 王宗昌  建筑工程质量百问  中国建筑工业出版社2005.7.








预应力混凝土结构耐久性控制措施
于建雄(张掖市建筑设计院 734000)
内容摘要: 探讨了预应力砼结构中应力腐蚀断裂对结构的危害，提出了一些提高预应力砼结构耐久性的具体措施。
关键词: 预应力混凝土  砼保护层  钢筋锈蚀  耐久性

由于预应力砼结构不产生裂缝或裂缝出现的宽度很小，业内一直认为其耐久性要远远高于普通砼结构。但大量的工程实践表明，预应力砼结构也存在耐久性问题，有时甚至比普通砼结构更严重。从预应力砼结构裂缝产生的原因入手，运用电化学的基本原理深入分析裂缝对预应力钢筋锈蚀速度的影响，并探讨了预应力砼结构中应力腐蚀断裂对结构的危害，证明在同样钢筋锈蚀量下预应力砼结构比普通砼结构有更大耐久性的隐患，提出了一些提高预应力砼结构耐久性的具体措施。几十年以来伴随着建筑体量大，高度不断增高的需要，高强钢材、整体预应力结构和无黏结预应力技术的广泛应用，预应力技术在工程中的应用进入了一个新的发展时期，已被广泛应用于土木工程、水利工程、通信工程中。同普通砼结构一样，预应力砼结构长期在使用环境（如碳化、冻融、化学介质侵蚀等）作用下，其性能也会随时间延长而逐渐减退，最终遭到破坏，其实质即是预应力砼的耐久性问题。但存在着对预应力砼结构耐久性重视不够，世界范围内发生了大量的耐久性事故。据文献调查报告：在1950-1977年期间世界范围内共发生28起预应力钢筋锈蚀破坏的工程实例，平均每年一起。在1978-1982年四年间，仅美国就有50幢建筑出现预应力钢筋锈蚀事故，平均每年10起。在这50起事故中，10起起脆性破坏是由于应力腐蚀或氢脆腐蚀引起的。我国预应力砼结构广泛使用的历史较短，有关耐久性事故的工程实例较少。据铁路部门1998年的统计表明，我国目前有近3000座左右的预应力砼桥梁也存在耐久性隐患问题。
砼中钢筋锈蚀过程分为四个阶段：即前期：从浇筑砼时到砼碳化层深达钢筋表面，或氧化物侵入砼已使钢筋去钝化，即钢筋开始锈蚀为止。这段时间为t0。中期：从钢筋开始腐蚀发展到砼表面因钢筋腐蚀膨胀而显示出破坏现象，如顺筋、层裂或剥离。这段时间以t1表示。后期：从钢筋表面因钢筋锈蚀膨胀破坏发展到砼普遍显示出严重膨胀、剥离破坏，即已达到严重的程度，必须进行彻底返修时止。这段时间以t2表示。最后为晚期：钢筋锈蚀已扩大到使结构区域性破坏，致使结构不能安全使用。这段时间以t3表示。对于预应力砼结构，一般设计使用寿命t取t0 +t1。最好在前期加强维护检查，一旦发现预应力筋有锈蚀或破坏现象，必须及早认真处理。而普通砼结构一般设计使用寿命t取t0 +t1+t2。
一般则认为，预应力砼结构没有裂缝或裂缝很小不必引起重视，所以预应力砼结构的t0远大于普通砼结构，即使超过前期t0，但由于预应力砼结构的裂缝宽度很小，其t1也会大于普通砼结构。实际表明这是认识上的误区。首先，预应力砼结构也有裂缝问题；其次，大量研究资料表明：裂缝仅仅是“诱导” 砼结构中钢筋锈蚀，裂缝宽度对钢筋锈蚀速度的影响并不太明显，裂缝区钢筋锈蚀速度主要取决于裂缝周围砼自身质量状况（如密实性，砼保护层厚度等）；另外，预应力砼结构中钢筋有应力腐蚀断裂问题，在此结合实践进行分析探索。1.预应力砼结构的裂缝
预应力砼结构在现场预制和使用过程中，受气候环境、浇筑质量，养护、设施、技术水平等影响，可能产生各种裂缝，有的甚至还在未承受荷载之前已出现了裂缝。一般情况下，预应力砼结构常见的裂缝有表面龟裂、横向裂缝、纵向裂缝、腹板斜裂缝等。
a. 表面龟裂:预应力构件在预制时容易产生龟裂，其原因除了由于砼配合比不当、预拌砼水灰比过大，施工和易性控制不严格、个别部位砼浇捣不均匀外，还有钢筋保护层偏差大的影响。最常见的是养护过程中时升时降温过快等。
b.横向裂缝:横向裂缝多发生在使用期间，超载、震动、各种原因使预应力损失超过设计值，都可能导致横向裂缝的发生。此外，由于徐变上拱的发生和发展，在梁的上翼缘也会产生横向裂缝，特别对活荷载密度较大的铁路桥梁更是如此，而且随着徐变的发展，裂缝也会发展，而当桥上荷载较大时，这种裂缝又会暂时闭合。施工期内出现横向裂缝，主要是控制不当，如底座下沉、施加预应力滞后、受到冲击等。
c..纵向裂缝:纵向裂缝是预应力梁中最严重的一种裂缝。首先，预应力筋张拉是预应力简支梁预制过程中最为关键的一道工序，张拉力设计值由计算确定。张拉力过大，则可能使梁体上翼缘砼产生竖向裂纹，下翼缘砼产生纵向裂纹，还可能使预应力筋出现很大塑性变形而易于开裂。张拉力不足，则降低梁的抗裂性能，在荷载作用下，下翼缘开裂，影响梁的使用寿命。其次，保护层过薄或掺加含氯盐的外加剂，下翼缘受到过高的纵向压力而沿下翼缘主筋方向产生裂缝。最后，由于梁体底板较厚，硬化期间产生水化热，内部温度较高，外侧表面接触空气的部分较低。尤其梁底可能更低些，这样就产生了自收缩应力，外侧受拉而内部受压。当外界气温较低时，外侧早期冷却较快，其拉应力大于砼的抗拉强度，即可能引起开裂，这种现象多出现在底板下缘的纵向裂缝。
d..腹板斜裂缝:一般设计时对于正截面强度都比较重视，而对斜截面强度或主拉应力则重视程度不够，或对最不利组合的工况考虑不周。在支座附近梁体下部既有弯距又有简力，因弯距产生的拉应力和因剪力产生的剪应力形成斜向的主拉应力，超过砼当时的抗拉强度时，即产生与主拉应力相垂直的斜向裂缝。
2.裂缝对预应力钢筋锈蚀的影响
习惯和传统均认为横向裂缝的存在将导致腐蚀介质的直接渗入，使钢筋产生锈蚀，最终影响构件的强度，这种危害在环境较为恶劣的条件（如海水、化学腐蚀性气体等）下尤为严重。因此为保证结构耐久性，主张对横向裂缝宽度加以严格的控制。自20世纪50年代以来所进行的一系列带裂缝构件的长期暴露试验以及对工程的实际调查，却得出了不同的结论，认为横向裂缝宽度对钢筋锈蚀的关系并不十分明显。
a. 结构理论问题
当横向裂缝出现后，裂缝处钢筋锈蚀机理存在有两种理论，一种理论认为阳极和阴极反应都发生在裂缝区域，阳极和阴极非常小而且紧密结合在一起，氧气主要从裂缝处提供给阴极；另一种理论认为裂缝处钢筋表现为阳极，裂缝间的钢筋表现为阴极。在这种情况下，氧气进入到阴极部位主要从未裂缝的砼中通过（如宏电池腐蚀）。但第二种理论较接近实际情况，即氯离子侵蚀和碳化作用首先破坏裂缝处钢筋的钝化膜，使裂缝处的钢筋处于活化状态，且为阳极，裂缝间钝化区为阴极。正是由于第二种机理裂缝对钢筋锈蚀才不产生重要影响。因为开裂仅会加速锈蚀的产生，钢筋锈蚀速度将取决于阴、阳极间的电阻及阴极处的供养程度，而氧气的供给取决于未开裂处混凝土保护层的质量和渗透性，因此裂缝并不控制钢筋锈蚀的速度，它的作用仅是开始腐蚀进程并使该处的钢筋活化。一些实验及工程证实了这一观点，基本实验也符合第二种裂缝机理。
b. 对影响因素分析
砼构件在裂缝出现之后，无论是氯离子侵蚀的情况，还是碳化情况，裂缝处的钢筋都处于活性状态，为阳极；周围大部分钢筋仍处于钝态，为阴极:从而构成小阳极-大阴极组成的活化-钝化电池，使得这种局部锈蚀加速发展。氯离子侵蚀情况下，裂缝处钢筋的锈蚀存在宏电流和微电流，以宏电流为主，裂缝周围作为阳极的钢筋面积与裂缝处作为阳极的钢筋面积之比，即阴阳极面积比有定值。利用此分析可以测定裂缝处的锈蚀电流。砼构件刚出现横向裂缝时，裂缝处钢筋锈蚀宏电流密度随着裂缝宽度的增加，由于阴极处氧气通过砼下钢筋扩散速度的下降，钢筋锈蚀速度有所下降；从理论上讲，经过一段时间后，裂缝宽度对钢筋的锈蚀速度影响并不显著。
3预应力砼结构的应力腐蚀断裂
3.1.金属应力腐蚀断裂理念
一般认为，应力腐蚀断裂是指金属结构在拉伸应力和腐蚀环境的共同作用下引起的断裂。两者缺一不可，相互促进，但并不是简单的加合。应力腐蚀断裂是危害最大的腐蚀形态之一，是一种“灾难性的严重腐蚀”。产生这类腐蚀必须同时具备几个条件，即特定环境（包括介质成分、浓度、杂质和温度）。足够大的拉伸应力（超过了某极限值），特定的合金成分和组织（包括晶粒大小、晶粒取向、形态、相结构；各类缺陷、加工状态等）。这样才能产生应力腐蚀断裂。也就是说，应力腐蚀是与环境因素、力学因素和冶金因素密切相关的。
金属在无裂纹、无蚀坑或缺陷的情况下，应力腐蚀断裂可分为三个阶段。萌芽阶段，即由于腐蚀引起裂纹源的生核孕育阶段。接着为裂纹发展阶段，即由于裂纹元或蚀坑达到极限应力值（单位面积所能承受的最大荷载）为止的这一阶段。最后是失稳断裂阶段。前一阶段受应力影响很小，时间较长，约占断裂总时间的90%左右，后两阶段时间很短，为总断裂时间的10%。在有裂纹的情况下，应力腐蚀断裂过程只有裂纹扩展阶段和失稳快速断裂的两个阶段。应力腐蚀裂纹形态有沿晶型、穿晶型和混合型，要看具体合金-环境体系而定。
3.2预应力结构应力腐蚀具备的条件
a.有足够大的拉应力; 按照金属腐蚀学基本要求，金属材料在没有腐蚀的条件下，对于光滑构件，只有当材料的拉应力超过金属的抗拉强度才会发生断裂。但在应力腐蚀条件下，同样材料在拉应力低于抗拉强度时，就会引起应力腐蚀裂纹的产生和发展，从而产生应力强度因子K1。一般而言，应力强度因子越高，应力腐蚀断裂时间越短；同时，存在一个限制应力强度因子值K1SCC，以及与之对应的限制应力值σth，当应力强度因子K1或应力σ小于限制应力强度因子值K1SC或限制应力值σth时，就不会发生应力腐蚀断裂。所以普通砼结构不易发生应力腐蚀断裂。所以普通砼结构不易发生应力腐蚀断裂现象。
而预应力砼结构中拉应力可能是冷加工、焊接或机械束缚引起的残余应力，也可能是在使用条件下外加的，引起应力腐蚀的拉应力值一般低于材料的原有屈服极限。预应力筋张拉后在自身截面上会建立一定拉应力大于其发生应力腐蚀的限制应力问题。
b、侵蚀性介质存在; 所处环境因素，尤其是腐蚀介质，对产生应力腐蚀断裂十分重要，只有在一定合金和一定环境的组合情况下才能发生这类腐蚀断裂产生。预应力砼结构中的高强度钢丝、钢绞线属于低碳钢，其在NaOH水溶液、硝酸盐水溶液、HCN水溶液、H2S水溶液、Na3PO4水溶液、醋酸水溶液、NH4CNS水溶液、氨、碳酸盐和中碳酸盐溶液、海洋大气、工业大气、浓硝酸、硝酸和硫酸混合酸介质中，极有发生应力腐蚀断裂的可能性。同时，金属的应力腐蚀极其敏感，因合金和含有杂质的金属比纯金属易产生应力腐蚀。预应力钢筋含多种化学成分，因此属于应力腐蚀敏感型金属。
c.预应力钢筋表面存在局部蚀坑或缺陷，预应力钢筋在拉应力作用下，裂缝一般是在引起局部腐蚀的介质中生核。钢丝、钢绞线所有可能的缺陷及涂层保护膜上的微观裂缝均可能是裂纹生核的地方，它们显著地提高预应力筋在应力作用下的腐蚀倾向。裂纹生核后，在裂纹或蚀坑内部便出现了闭塞电池腐蚀，并且裂纹内部各处的介质浓度也会有很大差别。腐蚀介质的这种不均匀性，会导致裂纹内部各处有不同的阴极极化曲线，从而使裂纹继续向纵深方向发展。
1、 无黏结预应力钢筋的腐蚀
4.1无黏结预应力砼结构基本概念
国内采用的无黏结预应力砼技术，是建设部“八五”、“九五”及2010发展纲要科技计划重点推广项目之一，是我国建筑工业发展的重要技术方向。无黏结预应力砼技术属于后张预应力砼。所谓“无黏结”是指张拉后容许预应力束对周围砼发生纵向相对滑动。无黏结
预应力筋的制作采用挤压涂塑工艺，外包聚乙烯套管，内涂专用防腐油脂，经过挤出成型机后，塑料包裹层一次成型在钢绞线或钢丝束上，无黏结预应力砼的无黏结预应力筋可如同非预应力筋一样，按设计要求铺放在模板内，然后浇注砼，待砼达到设计强度要求后，再张拉锚固，预应力筋与砼之间没有黏结作用，张拉力全靠锚具传到构件砼上去。因此无黏结预应力砼结构不需要预留孔道、穿筋与灌浆等复杂工序，操作简便，施工进度快的优势。
4.2无黏结预应力砼结构的耐久性
在受到荷载时，无黏结筋应变的改变等于沿钢束全长周围砼应变变化的平均值，整束预应力筋中的应变即应力相同，只要有一个截面受腐蚀破坏，整根束就会失效。不象有黏结预应力筋，即使钢筋局部锈蚀甚至锚具失效，因其与砼的黏结仍有一定的自锚固作用，影响范围是局部的，不会危及整体结构。另外，无黏结筋处于PH=7左右的介质中，对钢筋的保护也不如有黏结筋，是处于PH=13左右介质所形成的碱性钝化膜中可靠。
4.3无黏结筋腐蚀的原因分析
无黏结钢束在涂有防腐油脂，外边有塑料套管或塑料包裹情况下，仍遭受腐蚀的主要原因有以下几种：
a.锚固区的封锚砂浆不密实，砂浆收缩产生裂缝，造成腐蚀介质侵入锚具的通道进入钢筋部位。砼中存在氯化物，预应力筋套管开裂破损而造成氯化物渗漏。b.锚具上末采取任何防护措施，腐蚀介质通过夹片或钢丝之间的孔隙因毛细管作用进入钢筋内部。无黏结预应力筋涂料保护层不饱满、不连续。C.锚具与套管连接不当，使预应力筋暴露在砼中。
5提高预应力结构耐久性的措施
5.1预应力砼结构的裂缝控制
a、改善砼材料的性能;选用干缩性较小的水泥品种，合理调整砼的配合比，采用低水灰比和降低砂率，采用中粗干净砂，掺加适量的外加剂，如高效减水剂、降低收缩如微膨胀剂等。
b.加强预应力砼构件的底模支撑，做好底层支撑的地基土处理，以减小基础的沉降量，支撑设计时应注意减小预应力构件支撑的联系体，在拆除侧模时要在砼有一定强度时再进行，且小心碰撞边角，防止预应力构件底模支撑松动，禁止使用木质立杆支撑。
c.加强砼浇捣的控制和加强养护工作，在振捣过程中切实要确保砼的密实度，又要避免过度和欠振捣。加强喷水或蓄水保湿养护，大面积混凝土暴露部位要覆盖上草袋，对于一些重要的构件可以在其表面，喷盖一层防水薄膜。
d.结构设计时应尽量减少收缩和温度变形的影响，以及加大抵抗变形的能力。适当加强梁的腰部钢筋量以及增加板面抗裂钢筋，以分散裂缝的分布和控制裂缝的发展，超过允许长度时设置后浇带，分片，分层间隔浇筑施工。
5.2提高砼保护层质量
a.设计时应考虑加厚保护层厚度，主要是防止钢筋锈蚀，设计时可根据规范要求，适当加厚砼保护层的厚度，但保护层也不能太厚，否则构件有效高度减小，受力时将加大裂缝宽度。如有地下水的基础梁砼保护层厚度不小于45mm，有足够的厚度保护钢筋。
b.砼表面刷防护涂层，在砼表面刷一定厚度的防护涂层是防止砼腐蚀的有效方法，一般在砼完全养护完毕或对旧砼结构的疏松孔隙进行表面预处理后再进行，形成一层抗渗和耐久的防腐隔离层，能有效阻止腐蚀介质在砼使用过程中侵入，成为阻止腐蚀介质进入砼的一道防线，同时也起到美化环境的作用。砼表面涂层按作用机理分为封闭型和隔离型两大类，工程应用时往往将封闭和隔离作用联合起来使用，以加强防护效果。砼表面涂装已越来越受到重视并受到各类工程的普遍使用，特别在西方发达国家，砼涂装已列入与钢结构同等重要地位，除了有大量应用实例和较长应用历史外，又以法规形式制定很多标准，对砼所处腐蚀环境分类、涂层设计、施工工艺、涂层性能检测、甚至涂层使用寿命等都进行严格的规定。
5.3防止预应力筋应力腐蚀断裂
减少腐蚀方面来采取措施。首先要选用质量好的预应力钢筋材料，尽量避免预应力筋中含有对应力腐蚀敏感的金属材料。在设计金属设备结构时要力求合理，尽量减小应力集中和避免积存腐蚀介质；减少有害介质的存在。在介质中添加缓蚀剂，采用保护层和阴极保护是目前采取防止或抑制金属的应力腐蚀的基本方法。
综上浅述，预应力砼的应用还是有着良好的前景，而且成功实例很多，虽然施工同普通砼工艺相比较复杂，但承载力及耐久性远高于普通砼。实践表明只要按设计施工及选用材料，其质量是完全能够满足使用年限的。 
参考文献：
1、王宗昌  建筑及节能保温实用技术  北京 中国电力出版社2008.8.
2、扬慧媛 等  玻璃类型对玻璃幕墙建筑室内热环境的影响[J] 暖通空调2005(10)23-28

《地下室兼车库整体无缝设计与施工控制》

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