現(xiàn)澆箱梁裂縫產(chǎn)生原因及施工對策

陳 勇 張 民

(1.中鐵十二局集團第一工程公司，山西臨汾 041000; 2.山東東泰交通建設監(jiān)理咨詢有限公司，山東淄博 256412)

1 工程概況

京滬互通立交擔負著京滬高速公路與臨(沂)棗(莊)高速公路交通流快速轉換的功能，京滬互通立交為臨棗高速公路上跨京滬高速的苜蓿葉、半定向樞紐互通立交。A，B匝道為環(huán)形匝道，C，D匝道為半定向匝道，共設跨線橋1座，匝道橋4座，總工期36個月。全橋左右各9聯(lián)現(xiàn)澆箱梁，第4聯(lián)、第6聯(lián)采用鋼筋混凝土連續(xù)箱梁，其余均采用預應力混凝土連續(xù)箱梁;C，D匝道均為18跨各6聯(lián)現(xiàn)澆箱梁，A，B匝道均為3跨各1聯(lián)現(xiàn)澆箱梁。

2 裂縫產(chǎn)生機理及原因

現(xiàn)澆箱梁施工中經(jīng)常在箱梁的頂板、腹板或箱室內(nèi)的底板出現(xiàn)一些裂縫，長短不一，寬度不等。分析裂縫出現(xiàn)的原因主要包括以下幾個方面。

2.1 外加變形或約束變形引起裂縫

在箱梁施工過程中，由于混凝土配合比不合理、澆筑前后溫差過大、沒有進行有效養(yǎng)護等都會導致混凝土出現(xiàn)外加變形。同時，地基的不均勻沉降、支架的不穩(wěn)定變形、支架頂撓度控制不嚴等又會導致在箱梁上出現(xiàn)約束變形，約束變形越大，箱梁的裂縫寬度就越大。

2.2 混凝土質(zhì)量較差或保護層厚度不足等原因造成裂縫

由于混凝土質(zhì)量較差或保護層厚度不足，混凝土保護層受二氧化碳侵蝕炭化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或由于氯化物介入，鋼筋周圍氯離子含量較高，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞，鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發(fā)生銹蝕反應，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約2倍～4倍，從而對周圍混凝土產(chǎn)生膨脹應力，導致保護層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫，并有銹跡滲到混凝土表面。由于銹蝕，使得鋼筋有效斷面面積減小，鋼筋與混凝土握裹力削弱，結構承載力下降，并將誘發(fā)其他形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導致結構破壞。同時，鋼筋在澆筑前沒有進行徹底的除銹也是導致箱梁出現(xiàn)裂縫的一個原因。

3 施工對策

3.1 混凝土質(zhì)量較差或保護層厚度不足等原因造成裂縫

3.1.1 加強施工過程中的技術指導，認真按設計圖紙規(guī)范施工在實際施工中，有些施工隊伍貪圖方便，在施工過程中出現(xiàn)難以滿足設計要求的問題時，不經(jīng)現(xiàn)場技術人員同意，擅自修改設計，引起結構整體受力發(fā)生變化，導致箱梁在養(yǎng)護期就因恒載作用出現(xiàn)荷載裂縫。因此，要對箱梁施工的各個環(huán)節(jié)加強技術指導，遇到問題要及時處理，不得隨意更改設計圖紙。

3.1.2 嚴格控制原材料的質(zhì)量，加強源頭控制

混凝土強度的高低與原材料的質(zhì)量息息相關，各類材料要嚴格按規(guī)范要求的檢驗頻率進行抽檢。一次澆筑中，一定要使用同一品種，同一批次的水泥;砂石料要保證清潔，粗集料必要時需進行水洗，石料的針片狀含量應控制在15%以內(nèi)，含泥量應控制在1%以下。在進行混凝土配合比設計時一定要確定外加劑與水泥的匹配，并在施工中隨時抽檢外加劑與設計時的成分看是否一致，并確定氯化物的含量不得超標。

3.1.3 保護層的厚度要滿足設計要求

一般構件保護層厚度控制在3 cm～5 cm之間，制作或購買的保護層墊塊厚度和質(zhì)量要滿足要求，但由于擺放間距不合理，往往會在混凝土澆筑過程中，受鋼筋混凝土壓力，使墊塊破壞，致使部分位置的鋼筋骨架下沉，保護層厚度達不到設計要求。因此，在實際施工中，首先要確保購買或制作的保護層墊塊的質(zhì)量，其次要計算好墊塊的間距，防止墊塊因局部壓力過大而損壞，影響保護層厚度。

3.1.4 嚴格控制混凝土的配合比

混凝土配合比是否合理直接關系到結構物的實體質(zhì)量，混凝土配合比的優(yōu)化調(diào)整是一項動態(tài)工作，要滿足不同施工方式和施工條件下的要求。澆筑前，要認真分析，統(tǒng)計混凝土抗壓強度數(shù)據(jù)，在混凝土澆筑過程中根據(jù)施工情況進行科學調(diào)整，并保證在張拉時混凝土的強度達到90%設計強度。

3.1.5 振搗要到位，保證混凝土的密度

均勻密實的混凝土是保證混凝土結構設計強度的前提。振搗必須按施工規(guī)范分層、分段進行，實行定人定崗?；炷琳駬v采用插入式振動器，振動至混凝土表面泛漿，不再冒出氣泡、混凝土不再下沉為止。根據(jù)不同機械的性能，一般振搗時間控制在5 s/次～15 s/次為宜。澆筑完畢后，表面應及時進行上光抹平，二次收漿并進行覆蓋灑水養(yǎng)護處理。

3.2 外加變形或約束變形引起的裂縫

3.2.1 加強地基處理，確保地基處理質(zhì)量，減少不均勻沉降

在外加變形中，地基的不均勻沉降是主要原因之一。若天然狀態(tài)下地基的承載能力差，無法滿足現(xiàn)澆箱梁對地基承載能力及穩(wěn)定性的要求，則施工前應進行地基處理。在地基處理前，應了解需處理地段的地質(zhì)、地形情況，采用適當?shù)牡鼗幚矸绞?。由于京滬互通立交橋所處臨沂地區(qū)整個地質(zhì)情況較好，在整平地基后，進行碾壓，壓實度達到93%，再填筑一層風化料，厚度50 cm，分兩層碾壓，經(jīng)檢測地基承載力達到250 MPa，然后再用10 cm厚C25混凝土硬化并形成1%的橫坡，在搭設支架的底托下鋪設4 m長10 cm×15 cm的方木，并用細砂找平，提高地基承載能力。

3.2.2 確保支架的穩(wěn)定性

由于京滬互通立交主線斷面是變化的，在計算支架受力時考慮最大斷面的自重進行計算，確定支架的間距，其他斷面也采用該支架方案。支架體系不僅要根據(jù)支架形式和所承受的荷載進行強度、撓度驗算，還要對底腳的混凝土墊石進行受壓承載力驗算，防止支架失穩(wěn)破壞，特別針對京滬高速邊坡處的支架應特別加強，重點強調(diào)縱橫向剪刀撐的加固作用，確保支架的穩(wěn)定性。在對支架預壓時，預壓重量為現(xiàn)澆箱梁自身荷載、施工荷載、動荷載及其他荷載的1.2倍，并考慮雨季施工時覆蓋不到位的影響，保證預壓充分，支架預壓為超載預壓(為120%施工荷載)，預壓期一般為7 d左右，支架受壓測定以變形時程曲線為準。澆筑混凝土使用置換澆筑重量的方式，確保支架受壓穩(wěn)定。

3.2.3 控制混凝土澆筑溫度

夏季澆筑應避開中午12點～15點的高溫期，一次澆筑的時間要控制在15 h左右，防止因溫差過大在混凝土表面產(chǎn)生收縮裂縫，混凝土方量較大時可采用兩臺混凝土泵車同時施工，以便縮短施工時間。

3.2.4 加強混凝土的早期養(yǎng)護，確保養(yǎng)護條件和時間

現(xiàn)澆箱梁混凝土在澆筑完畢收光后，應立即轉入養(yǎng)護狀態(tài)，全聯(lián)應覆蓋土工布，同時不間斷灑水濕養(yǎng)，盡量避免箱梁頂面出現(xiàn)大的溫縮和干縮變形，繼而產(chǎn)生收縮裂縫。

3.2.5 嚴格控制支架、模板的拆除時間

箱梁混凝土澆筑完成后，根據(jù)設計要求混凝土強度達到設計強度的75%以上，方可拆除模板和支架。現(xiàn)場施工時，非受力部分如翼板底模及側模在齡期達到7 d后拆除，底模在混凝土強度達到設計強度90%并且彈性模量達到設計要求時，在混凝土張拉完成后才拆除底模及支架。

3.3 鋼筋銹蝕裂縫

要防止鋼筋銹蝕，施工時應控制混凝土的水灰比，加強振搗，保證混凝土的密實性，防止氧氣侵入，同時嚴格控制含氯鹽的外加劑用量，對混凝土中的用水也要慎重。出現(xiàn)這種裂縫的情況較少，且在短時期內(nèi)不易發(fā)現(xiàn)，但危害卻較大，將影響結構的使用壽命。為防止出現(xiàn)這種裂縫，施工時應注意:

1)必須保證鋼筋的保護層厚度達到設計要求，加強振搗，保證混凝土的密實性;2)控制早凝劑、早強劑的摻入量，嚴格按設計要求進行，對使用的地下水要加強檢驗，嚴防氯離子含量超標;3)在鋼筋綁扎時對生銹鋼筋必須進行除銹處理，在鋼筋料場要用防雨布將所有材料進行覆蓋，防止雨水銹蝕鋼筋。

4 結語

通過山東臨(沂)至棗(莊)高速公路京滬互通立交現(xiàn)澆箱梁的施工，對現(xiàn)澆箱梁裂縫的產(chǎn)生機理及原因予以分析，提出了控制現(xiàn)澆箱梁裂縫的措施。首先要從思想上高度重視，使參與施工的人員牢固樹立質(zhì)量意識，樹立“百年大計、質(zhì)量第一”的思想;其次，要嚴把各類材料關，確?；炷?、模板、鋼筋、保護層墊塊等的質(zhì)量;最后，要嚴格控制施工質(zhì)量，優(yōu)化施工工藝，強化質(zhì)量管理。通過這些技術措施在工程實踐中具體應用，大大減少了現(xiàn)澆箱梁在施工中經(jīng)常出現(xiàn)的裂縫，對于確保工程質(zhì)量具有重要意義。

［1］袁和峰.淺談鋼筋混凝土現(xiàn)澆箱梁的裂縫分析與處理［J］.科技信息，2008(36):182-183.

［2］JTJ 041-2000，公路橋涵施工技術規(guī)范［S］.

［3］汪 飛.現(xiàn)澆箱梁典型施工常見問題及解決方法［J］.山西建筑，2011，37(10):76-77.