掛籃懸臂澆筑施工中裂縫的成因及防治措施

摘要：科學技術的進步使得交通行業(yè)獲得快速發(fā)展，越來越多的新工藝不斷涌現(xiàn)，掛籃懸臂澆筑施工技術便是源自國外的新型工藝。文章通過闡述混凝土裂縫的含義及形成位置，分析了不同種類的混凝土裂縫的產(chǎn)生原因，并由此提出了有效的防治措施，以便給廣大施工人員提供更多的幫助，進而確保工程的質(zhì)量和安全。

關鍵詞：掛籃懸臂澆筑施工；裂縫原因；裂縫防治；混凝土裂縫；橋梁施工 文獻標識碼：A

中圖分類號：U445 文章編號：1009-2374（2015）27-0116-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.060

在掛籃懸臂澆筑施工方法借助其自身優(yōu)勢迅速得以發(fā)展的同時，各種不同類型的掛籃也隨之出現(xiàn)，比如三角形型鋼桁架式掛籃、菱形型鋼桁架式掛籃、斜拉式掛籃等，成為了普遍應用在橋梁工程中的結(jié)構(gòu)。在橋梁施工過程中，不容忽視的一道難題便是混凝土裂縫的預防和處理。由于自身及外界荷載的共同作用，會使得裂縫不斷增大，導致諸如鋼筋生銹、砼保護層破壞等危害，影響到整體結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，因此加強對掛籃懸臂澆筑施工中裂縫成因及防治措施的分析與探討十分必要，具有現(xiàn)實意義。

1 混凝土裂縫的含義及形成位置

混凝土裂縫含義可以從宏觀與微觀兩個角度來考慮和分析，而理論上可以劃分為微觀裂縫、宏觀裂縫兩類。前者的裂縫寬度有一定的范圍，一般在0.05mm以下，主要為那些存在于砼中不受荷載且看不見的裂縫。同時按照材料及形成位置的不同，可以分為水泥石裂縫、集料裂縫、黏著裂縫三種。其中水泥石裂縫一般指的是水泥漿中的裂縫，并且常見于骨料間，而集料裂縫則為骨料自身的裂縫，黏著裂縫常見于骨料周圍，是水泥石與骨料黏結(jié)后產(chǎn)生在接觸面上的裂縫，顯而易見，分布在混凝土結(jié)構(gòu)中的微觀裂縫毫無規(guī)則可言，其不會沿著截面貫穿，但其一旦產(chǎn)生在建筑物中的較弱荷載位置時，會因拉力作用使得整個截面被貫穿，造成過早斷裂現(xiàn)象，影響到結(jié)構(gòu)安全和質(zhì)量。針對后者來說，可以看作微觀裂縫逐漸擴大所形成的可以看見的裂縫，其裂縫寬度則在0.05mm以上。實際上，依照建筑結(jié)構(gòu)設計規(guī)范的要求，建筑結(jié)構(gòu)中不允許出現(xiàn)0.05mm以上寬度的裂縫，因此微觀裂縫可以看作不存在裂縫，再加上其不會給建筑的防水、承重荷載、耐腐性帶來影響，因此幾乎可以忽略不計，那么具有絕對性的宏觀裂縫顯然應該受到更多重視。

2 不同種類的混凝土裂縫的產(chǎn)生原因

在施工過程中，混凝土裂縫問題及產(chǎn)生的危害是不容忽視的。經(jīng)過長期的實踐和總結(jié)，對于常見的混凝土裂縫形成原因主要可以分為以下三類：（1）由于外界荷載直接應力導致裂縫的產(chǎn)生，也可看作一般因主要應力作用引發(fā)的利用常規(guī)計算方式的裂縫；（2）因結(jié)構(gòu)變形作用影響導致的裂縫，比如常見的導致因素包括溫度變形、收縮膨脹變形以及地基不均勻沉降變形；（3）因結(jié)構(gòu)物的功能運作常常和計算結(jié)果產(chǎn)生差異而形成的次應力所導致的裂縫。

以上是混凝土裂縫中最為常見的三類產(chǎn)生原因，然而在實際的工程施工過程中，會因為不同部位、受力作用而產(chǎn)生不同類型的裂縫，那么其產(chǎn)生原因也就有所不同，需要根據(jù)具體情況分析。

2.1 箱梁頂板表面及底板處的裂縫

在對箱梁澆筑完混凝土的3～5個小時過程中，會發(fā)生強烈的水泥水化反應，進而導致混凝土嚴重失水，出現(xiàn)收縮，引發(fā)箱梁頂板的表面處產(chǎn)生裂縫，顯然塑形收縮的危害很大。而箱梁底板處產(chǎn)生裂縫多是因為底板和腹板兩個結(jié)構(gòu)部分產(chǎn)生不均勻受力而形成的。

2.2 合龍澆筑段及箱梁彎曲的裂縫

在進行平衡懸臂跨中的合龍澆筑段施工時，常因為溫差變化過大以及混凝土結(jié)構(gòu)的大規(guī)模收縮而出現(xiàn)此類裂縫情況。而對于箱梁彎曲裂縫來說，常見于分段箱梁中的接縫周圍或者內(nèi)部，在梁底處出現(xiàn)0.1～0.2mm的裂縫。但因其較小，故并不會對結(jié)構(gòu)造成很大損害。實際上這種由于抗拉作用不足而形成的裂縫也有可能在外界荷載的反復長期作用下，而導致裂縫的擴大，產(chǎn)生更大的危害，這也是需要施工人員重視的地方。

2.3 位于懸臂箱梁錨固后接縫處的裂縫

在進行懸臂箱梁錨固施工之后，位于其錨固后面的底板中常會產(chǎn)生與梁縱軸呈現(xiàn)30°～45°角度的裂縫，并且這類裂縫存在向腹板擴大的趨勢，危害性不可忽略。究其產(chǎn)生原因，一方面是因為預應力筋的影響作用范圍較小，形成局部應力作用；另一方面則源于處于頂?shù)装逯辛畹腻^具，在彼此之間水平錯開距離范圍過小而導致的。

2.4 腹板豎向收縮及剪切形成的裂縫

混凝土大范圍收縮以及溫差變化而導致的腹板豎向收縮裂縫，其寬度常在0.2～0.4mm，并且形成于模板拆除之后，尤其由于預加應力作用會導致閉合結(jié)果。而對于腹板剪切裂縫來說，會呈現(xiàn)45°的傾斜角度，常見于反彎點和其支點的范圍當中。究其裂縫產(chǎn)生原因主要包括了二次應力的形成、預應力不足影響、腹板拉應力太大等因素。

3 掛籃懸臂澆筑施工中裂縫的有效防治措施

3.1 鋼筋安裝過程的控制

對于施工過程中的鋼筋綁扎和安裝環(huán)節(jié)，施工人員需要結(jié)合設計圖紙與施工規(guī)范的要求進行操作，尤其在混凝土保護層厚度的控制方面，應該嚴格按照圖紙設計規(guī)定來控制管理，以免因為混凝土收縮應力下降出現(xiàn)收縮裂縫，另外可以設置防裂鋼筋網(wǎng)片來進行裂縫預防。

3.2 模板、支架拆除過程的控制

當建筑物的非承重結(jié)構(gòu)模板以及芯模的混凝土齡期尚在72小時之內(nèi)的情況下，不應該太早進行拆模操作，而是要等到72小時之后才宜進行模板拆除，這樣做的目的在于可以利用拆模時間的延長而規(guī)避由于強度低所產(chǎn)生的裂縫情況。而在進行那些承重結(jié)構(gòu)模板的拆除的時候，需要遵循橫向一起拆除、縱向?qū)ΨQ均勻拆除的原則，并且以懸臂端為起始拆除位置的順序進行拆模，以防止裂縫的產(chǎn)生。

3.3 混凝土澆筑過程的控制

首先，在進行懸臂澆筑施工的環(huán)節(jié)時，施工人員應該以對稱、平衡的方式實施澆筑，并且由懸臂端開始朝向澆筑完成的梁段進行分層澆筑，要保證兩端懸臂上面的荷載值的偏差在設計標準值的范圍之內(nèi)，如果遇到設計圖紙中沒有明確要求的情況，則應在梁段總重量的1/4范圍之內(nèi)；其次，實施腹板澆筑混凝土時，一旦混凝土的傾倒高度超過2m，則應采用溜槽或者串筒等工具向模板內(nèi)傾倒。當自由倒落高度超過10m的范圍，則需施工人員利用減速設施使速度減緩，以防止由于混凝土出現(xiàn)離析情況，造成不同程度的裂縫；最后，在夏季施工時要注意等待溫度較低的時候再進行澆筑，確保新澆筑后的混凝土在其強度沒有達到2.5MPa時，不可承受一切外界荷載，比如支架、人、模板等。

4 結(jié)語

綜上所述，混凝土裂縫作為混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，不但會降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕、混凝土的碳化、材料的耐久性以及建筑物承載能力等，因此為了防治掛籃懸臂澆筑施工中裂縫的形成，施工人員必須依據(jù)設計圖紙和規(guī)范的要求來操作，合理安排施工進度，采用科學、實用的施工工藝，一旦發(fā)現(xiàn)裂縫，及時制定有效的處理對策，以免其產(chǎn)生更大的危害，進而提升建筑物構(gòu)件的整體質(zhì)量，使項目能夠順利完成。

參考文獻

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[2] 趙振平，劉新，吳紹江.淺談掛籃懸臂澆筑施工裂縫的防控措施[J].公路，2013，（10）.

作者簡介：沈宏（1979-），男，湖北荊門人，江蘇東南交通工程咨詢監(jiān)理有限公司工程師，研究方向：工程項目施工監(jiān)理。

（責任編輯：秦遜玉）