預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁施工裂縫淺析

姚世增

（茂名市公路建設(shè)有限公司，廣東 茂名 525000）

公路工程橋梁施工，除了對(duì)內(nèi)在品質(zhì)的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)作出明確要求外，對(duì)于外觀上的要求，同樣也提出了具體的標(biāo)準(zhǔn)，如預(yù)應(yīng)力砼連續(xù)箱梁施工，要求在實(shí)施預(yù)應(yīng)力張拉后，其箱體不能出現(xiàn)異常裂縫，作出這樣的要求，并非只是從外表是否美觀這一方面進(jìn)行單獨(dú)考慮，更重要的，而是在關(guān)注是否會(huì)由此而引發(fā)結(jié)構(gòu)的安全問(wèn)題。由于某些裂縫的存在，對(duì)日后箱梁的使用會(huì)帶來(lái)一定的安全威脅，因此，我們不得不對(duì)其引起重視。為了確保工程質(zhì)量，更好地做好箱梁的外觀控制，我們有必要對(duì)箱梁裂縫問(wèn)題進(jìn)行深入探討，進(jìn)行深入了解，以求能從方法上或管理上對(duì)它進(jìn)行有效預(yù)控，從而達(dá)到預(yù)防的目的，減少裂縫的發(fā)生數(shù)量及程度。下面，就讓我們一起來(lái)了解一下，關(guān)于箱梁施工裂縫問(wèn)題的若干事項(xiàng)。

1 箱梁裂縫的種類及成因

1.1 收縮裂縫

1.1.1 沉陷裂縫

當(dāng)外界濕度減小時(shí)，梁體水份就會(huì)蒸發(fā)，引起凝膠失水，失去水膜的膠粒由于水分引力作用，使膠粒間距變小，產(chǎn)生收縮，由此引起的裂縫就是沉陷裂縫。其一般在澆筑后幾個(gè)小時(shí)就發(fā)生。砼澆筑后若不及時(shí)養(yǎng)護(hù)，幾小時(shí)內(nèi)在梁體頂板產(chǎn)生的裂縫就是沉陷裂縫。

1.1.2 干縮裂縫

當(dāng)砼內(nèi)毛細(xì)水減少時(shí)，會(huì)引起毛細(xì)管內(nèi)壓力增大，使管壁受到壓力，其壓力隨溫度減小而增大，表現(xiàn)為體積的“干縮”。由于箱梁內(nèi)部與外表溫度不同，從而使內(nèi)部與外表面干縮的速度也不一樣，表面干縮比內(nèi)部快，所以在外表面產(chǎn)生拉應(yīng)力引起干縮裂縫。同時(shí)由于新的砼干縮比老的砼快，從而在接縫處新砼受老砼的約束，導(dǎo)致新面變化，在接縫的表面產(chǎn)生干縮裂縫(即施工縫)。

砼的干縮大小與水泥的品種、水泥的用量和單位用水量有關(guān)。在施工中水泥標(biāo)號(hào)越高、水泥顆粒越細(xì)，水泥用量越多、單位用水量越大時(shí)，砼的收縮也越大。此外，砂石在砼中形成骨架，對(duì)受傷有一定的抑制作用。砂石愈干凈、搗固愈密實(shí)，砼的收縮量也就愈小。

1.2 溫度裂縫

連續(xù)箱梁在施工時(shí)受到來(lái)自與主墩臨時(shí)混凝土固結(jié)支座的約束，也受到來(lái)自鋼筋及預(yù)應(yīng)力不均勻作用的外部約束，同時(shí)受到來(lái)自箱梁內(nèi)部頂板、腹板、底板的截面厚薄不一的內(nèi)部約束，在有外部及內(nèi)部約束的情況下，砼在升溫及降溫過(guò)程中將產(chǎn)生溫度應(yīng)力。

同時(shí)，連續(xù)梁在懸臂分塊澆筑過(guò)程中，早已硬化的“老”砼塊體可對(duì)新接澆塊體的溫度變形起到約束作用，并有可能在新塊體中引發(fā)裂縫，這種由于新老痛溫差所引發(fā)的溫度裂縫，機(jī)制簡(jiǎn)明預(yù)防這種裂縫最有效可行的辦法就是降低砼澆筑溫度以減小溫差。

1.3 預(yù)應(yīng)力裂縫

預(yù)應(yīng)力裂縫主要容易出現(xiàn)在端塊錨下應(yīng)力區(qū)以及梁底沿縱向預(yù)應(yīng)力筋的縱向裂縫。張拉時(shí)砼的強(qiáng)度未達(dá)到，錨中局部應(yīng)力由泊松效應(yīng)產(chǎn)生橫向環(huán)狀拉應(yīng)力，拉應(yīng)力可以導(dǎo)致開裂;底板中部縱向預(yù)應(yīng)力的泊松效應(yīng)及施工過(guò)程中預(yù)應(yīng)力管道周圍砼的收縮不均勻，容易造成底板橫橋向拉應(yīng)力過(guò)大，導(dǎo)致底板縱向裂縫。

2 防止箱梁裂縫工藝技術(shù)措施

2.1 砼的質(zhì)量控制

2.1.1 原材料質(zhì)量的進(jìn)場(chǎng)把關(guān)

2.1.1.1 水泥的選擇。

水泥的品質(zhì)影響水泥凝膠的組分、結(jié)構(gòu)和數(shù)量，所以也影響水泥的毛細(xì)孔、凝膠孔德形狀、尺寸和數(shù)量，并進(jìn)而影響到砼的干縮性。水泥的干縮性可隨下列因素而降低:a較低的C3A/SO3比;b較低的Na2O和K2O含量；c較高的C4AF含量。

Analysis of organization modes and initiation conditions of a heavy-rain-producing mesoscale convective system

2.1.1.2 骨料的選擇。

砂石一般不與水泥漿起化學(xué)反應(yīng)，它們?cè)陧胖兄饕鸬焦羌茏饔?，因而可以降低水化熱，大大減少砼由于水泥漿硬化而產(chǎn)生的收縮，并起到抑制裂縫發(fā)展的作用。

由于骨料在砼中起著重要作用，故砼中骨料應(yīng)具有良好的顆粒級(jí)配，以盡量減小空隙率；砂石表面應(yīng)干凈，以保證與水泥漿更多地結(jié)合；應(yīng)盡可能減少含有的雜質(zhì)，以保證砼的耐久性。石子的粒徑較大時(shí)，砼所需的水泥用量和用水量都減少，降低砼的水化熱，同時(shí)砼的干縮也較小。但石子太大，砼的攪拌和其他操作在施工中都將發(fā)生困難，而且易產(chǎn)生離析。針對(duì)以上情況，在施工中選用兩個(gè)級(jí)配，一種為5-16mm碎石，另一種為10-25mm粒徑石子。

使用砂子過(guò)粗易使新拌砼產(chǎn)生泌水現(xiàn)象，影響砼的和易性；使用的砂子較細(xì)時(shí)，又會(huì)使砼粘聚性略大、保水性好、易于振搗，但干縮較大、表面容易產(chǎn)生干縮裂縫。結(jié)合施工經(jīng)驗(yàn)，粗砂細(xì)度模數(shù)為2.6-2.9。

2.1.1.3 外加劑的選擇。

箱梁鋼筋較密，再加上有波紋管，因此要求砼的流動(dòng)性大，和易性好，故使用減水劑、密實(shí)劑。減水劑可改善砼的和易性，減少水的用量，減慢水化初期水化熱產(chǎn)生的速度，有利于改善砼的溫度應(yīng)力，減少開裂現(xiàn)象；密實(shí)劑可使各層砼連接較好，避免施工縫的出現(xiàn)。

2.1.1.4 配合比的選擇。

配置砼就是在滿足砼和易性、強(qiáng)度、耐久性及盡可能經(jīng)濟(jì)等四項(xiàng)基本要求下，比較合理地確定水泥、水、砂子、石子四者的用量比例關(guān)系及外加劑的比例。在確保砼的澆筑均勻、振搗密實(shí)的前提下，采用較少的拌合水量，較小的水灰比，較好的骨料級(jí)配以及較小些的坍落度，較低的拌合溫度，都是有助于降低砼的干縮性的。

2.2 箱梁施工工藝技術(shù)控制

2.2.1 養(yǎng)生控制

砼澆筑完成后即進(jìn)行養(yǎng)生，能促進(jìn)硬化作用得以充分發(fā)揮，防止干縮裂縫的出現(xiàn)。在施工中通常采用直接往砼表面澆水的方法，使砼表面保持絕對(duì)濕潤(rùn)，防止砼時(shí)干時(shí)濕，致使頂板開裂。

2.2.2 混凝土澆筑質(zhì)量控制

連續(xù)箱梁的澆筑采用從頂板下料，先澆筑底板，再澆筑腹板，最后澆筑頂板的澆筑順序澆筑，并分別采用不同的坍落度控制。底板和頂板控制在14-16cm之間，腹板控制在16-18cm之間。

砼的振搗以附著式為主，插入式振動(dòng)棒為輔，且重視附著式振動(dòng)器的設(shè)置。附著式振動(dòng)器必須兩邊對(duì)稱振動(dòng)，控制振動(dòng)時(shí)間。底板和頂板采用插入式振動(dòng)棒搗固，要布點(diǎn)均勻，逐步振搗，尤其是注意錨頭位置和新老混凝土接縫位置的振搗，不可過(guò)振或漏振，保證砼的質(zhì)量，抑制裂縫的產(chǎn)生。梁體頂板在澆筑后要二次收漿，抹面拉毛，防止沉陷裂縫的出現(xiàn)。

2.3 預(yù)應(yīng)力張拉控制

預(yù)應(yīng)力施工是一道關(guān)鍵工序，是保證整個(gè)梁體質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，也將直接影響箱梁以后的承載力。施加預(yù)應(yīng)力要求精度高，故在施工中易受各方面的不良影響，如錨頭砼質(zhì)量，錨下鋼筋及彈簧筋的布置，張拉機(jī)具及施工人員的技術(shù)水平等。在施工中采取以下措施:①標(biāo)定千斤頂、油表，使其處于良好的工作狀態(tài)；②檢查錨具、鋼絞線的質(zhì)量，杜絕不合格產(chǎn)品；③控制張拉時(shí)砼的強(qiáng)度和彈性模量；④使工作錨與錨墊板貼近，并且夾片安裝均勻、打緊；⑤加載卸載時(shí)要平穩(wěn)、緩慢，不可過(guò)快產(chǎn)生沖擊力；⑥張拉順序須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)張拉順序施工。

3 結(jié)束語(yǔ)

由上述可知，任何一種裂縫的產(chǎn)生，都離不開某一種因素的影響，正所謂凡事必有起因。因此，作為一名經(jīng)驗(yàn)豐富的工作管理者，當(dāng)我們?cè)谥朴嗊@些裂縫防控措施時(shí)，切不可盲目地進(jìn)行照搬照套，而是必須從科學(xué)的角度出發(fā)，在原因的定性查找上多下功夫，多做工作，只有確定了真正的裂縫成因后，我們才能做到“對(duì)癥下藥”，做到“藥到病除”，以避免了一些無(wú)用功的決策錯(cuò)誤，從而為箱梁的有效管理提出一套切實(shí)可行的控制辦法。

[1]JTJ041-2000，公路工程橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]雷俊卿.橋梁懸臂施工與設(shè)計(jì)[M].北京:人民交通出版社，2000.