對現(xiàn)澆箱梁變形裂縫控制的探討

俞志坤

摘要：本文通過對高速公路橋梁施工過程中現(xiàn)澆箱梁的裂縫問題分析，并提出了相應(yīng)的控制措施，以期更好地確保高速公路橋梁工程的工程質(zhì)量及橋梁施工順利有序進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：橋梁施工；現(xiàn)澆箱梁；裂縫；控制措施

前言：在高速公路橋梁施工過程中，鋼筋混土連續(xù)箱梁橋憑借自身適應(yīng)地形、地物限制的優(yōu)勢而得到廣泛應(yīng)用，在展線受限制的山區(qū)高速公路建設(shè)中，這種橋型優(yōu)勢表現(xiàn)的尤為突出，然而，這種橋型也存在著施工時容易出現(xiàn)裂縫問題。

一、裂縫成因

裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)普遍存在的現(xiàn)象，一類是由外部荷載引起，也稱結(jié)構(gòu)性裂縫或受力裂縫，說明結(jié)構(gòu)承載力可能不足或存在嚴(yán)重問題；另一類裂縫是由變形引起的，也稱非結(jié)構(gòu)性裂縫或變形裂縫，指變形得不到滿足，在構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生自應(yīng)力，當(dāng)自應(yīng)力超過混凝土容許應(yīng)力時，引起混凝土開裂。在兩類裂縫中，變形裂縫約占80%。

（一）養(yǎng)護(hù)不到位

箱梁拆模后未能及時養(yǎng)護(hù)或養(yǎng)護(hù)齡期不足，使混凝土強(qiáng)度增長緩慢、強(qiáng)度較

低，或表面出現(xiàn)干縮裂紋。養(yǎng)護(hù)不及時，在高溫和有風(fēng)天氣混凝土表面失水過快，形成干縮裂紋。

原因分析：①拆模后未及時灑水養(yǎng)護(hù)，灑水次數(shù)不夠，養(yǎng)護(hù)齡期過短；②夏

季高溫時水分蒸發(fā)快，養(yǎng)護(hù)效果差；③土工布難以與箱梁腹板緊密接觸，箱梁腹板難以長時間保持濕潤。

（二）溫度變化

外界氣溫較低時，混凝土內(nèi)部水化熱產(chǎn)生的溫度和外界溫差過大而產(chǎn)生溫差應(yīng)力，或夏季混凝土養(yǎng)護(hù)時采用從地下抽取的地下水直接養(yǎng)護(hù)，使混凝土內(nèi)外產(chǎn)生溫差應(yīng)力，導(dǎo)致混凝土開裂。

原因分析如下：混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，當(dāng)外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化時，混凝土將發(fā)生變形，若變形遭到約束，則在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時即產(chǎn)生溫度裂縫。溫度裂縫區(qū)別其它裂縫最主要特征是將隨溫度變化而擴(kuò)張或合攏。引起溫度變化的主要因素有溫差、日照、驟然降溫、水化熱、蒸汽養(yǎng)護(hù)或冬季施工時施工措施不當(dāng)?shù)?。日照和驟然降溫是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)溫度裂縫的最常見原因。

（三）基礎(chǔ)變形引起的裂縫

1.地基凍脹。由于基礎(chǔ)位于凍脹土層內(nèi)，冬季含水率較高的土冰凍膨脹，溫度升高時凍土融化，地基出現(xiàn)沉降。北方地區(qū)此類情況比較嚴(yán)重。

2.地質(zhì)資料不準(zhǔn)確或天然擴(kuò)大基礎(chǔ)作用在差異很大的土層內(nèi)，由于地基土不均勻沉降而產(chǎn)生裂縫。

3.在原橋梁較近處重新修建新橋，新建橋梁基礎(chǔ)處理時引起地基土重

新固結(jié)而使原有橋梁基礎(chǔ)產(chǎn)生較大沉降致使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

4.地質(zhì)勘查及試驗(yàn)資料不準(zhǔn)確，在這種情況下進(jìn)行的設(shè)計(jì)、施工已不符合真實(shí)的地質(zhì)狀況，從而引起基礎(chǔ)不均勻沉降使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

（四）凍脹引起的裂縫

吸水達(dá)到飽和狀態(tài)的混凝土，當(dāng)外界大氣溫度低于0 ℃時，混凝土內(nèi)呈游離狀態(tài)的水凍結(jié)為冰，由于水變?yōu)楸鶗r體積膨脹，混凝土產(chǎn)生應(yīng)力使混凝土的強(qiáng)度降低而出現(xiàn)裂縫。特別是當(dāng)混凝土中含雜質(zhì)過多，空隙較大時更容易產(chǎn)生裂縫。

（五）其他原因

①混凝土配合比不合理，混凝土水泥含量、含泥量較大，使混凝土水化時產(chǎn)生大量水化熱，與外界形成較大溫差而產(chǎn)生溫度裂縫，或由于自身收縮過大產(chǎn)生干縮裂縫；②混凝土和易性差，或澆筑振搗工藝不當(dāng)，造成混凝土（離析），使混凝土局部浮漿較厚，混凝土水化時產(chǎn)生干縮裂縫；③由于施工組織不當(dāng)，混凝土澆筑不能連續(xù)進(jìn)行，澆筑時間間隔超過混凝土初凝時間，導(dǎo)致先澆與后澆混凝土間形成冷施工縫，甚至?xí)B水。尤其在高溫天氣澆筑混凝土?xí)r干硬速度塊，極易形成冷施工縫；④模板拆除過早，拆模時混凝土強(qiáng)度很低，在自重作用下或受到撞擊、踩踏等荷載，由于混凝土承載力不足而產(chǎn)生應(yīng)力裂縫；⑤箱梁局部產(chǎn)生應(yīng)力集中而導(dǎo)致混凝土開裂，如張拉后箱梁跨中起拱，箱梁自重完全由支座兩端承受，使非連續(xù)端底部混凝土受集中應(yīng)力過大而開裂。

二、預(yù)防裂縫產(chǎn)生的措施

（一）設(shè)計(jì)施工支架在平坦地段進(jìn)行施工時，采用滿堂支架對連續(xù)箱梁進(jìn)行處理，支架底部進(jìn)行整體硬化處理，立柱之間設(shè)置剪刀撐。當(dāng)采用跨越式支架對跨越河溝或需要留有行車通道的部位進(jìn)行處理，同時，支架中的橫梁剛度要足夠大。

（二）支架的地基在施工過程中需要認(rèn)真處理，防止支架地基出現(xiàn)不均勻沉降。如果在承載力較差的軟土地基上設(shè)置支架，通常情況下需清除淤泥，并分層碾壓回填，回填土層當(dāng)嚴(yán)格控制好密實(shí)度及新填土層密實(shí)度的均勻性；當(dāng)橋梁跨徑不大，并且采用跨越式支架時，在這種情況下，支架的基礎(chǔ)可用橋梁墩臺基礎(chǔ)上的承臺。

（三）支架預(yù)壓，為消除支架及基礎(chǔ)產(chǎn)生變形，利用與箱梁相等重量的靜載對支架進(jìn)行等荷預(yù)壓。為了避免磨損模板，通常情況下，不宜直接在箱梁底模上放置荷載，需用界質(zhì)進(jìn)行隔離。在加載前后及卸載后，需要對支架的沉降量情況進(jìn)行定時定點(diǎn)測量，采用雙控的方式對支架預(yù)壓進(jìn)行處理。

（四）正確的拆架時間與方法采用，高度重視施工支架的拆架程序。在施工過程中，如果工期允許，盡量延長支架的拆除時間。對連續(xù)箱梁支架拆除時間的控制需要給予高度重視，一方面需要考慮施工模板周轉(zhuǎn)時間，另一方面需要考慮溫差不能太大。

（五）改進(jìn)混凝土的施工工藝

1.控制溫度。在連續(xù)箱梁施工過程中，當(dāng)采用高強(qiáng)混凝土?xí)r，混凝土的水化熱問題應(yīng)重點(diǎn)考慮。通過降低水化熱最高溫度，在一定程度上可以降低混凝土內(nèi)部與表面之間的溫差。因此，在原材料選擇方面，盡量選擇水化熱較低的硅酸鹽水泥。

2.選擇合適的添加劑。在混凝土中，通過摻入適當(dāng)?shù)奶砑觿?，一定程度上可避免混凝土出現(xiàn)早期收縮裂縫和徐變，同時可以避免產(chǎn)生過多的氣孔。再者，采用高效緩凝劑后可延長混凝土的初凝時間，可有效地避免混凝土的初凝開裂。

3.合理安排混凝土的澆筑時間。對混凝土的施工工序進(jìn)行合理的安排，在施工過程中，盡量使底板、腹板的混凝土一次澆筑完成，安裝完成內(nèi)模及頂板鋼筋后，盡快澆筑頂板混凝土。

4.振搗。為了進(jìn)一步提高混凝土的強(qiáng)度，強(qiáng)化其抗裂性能，需要對混凝土加強(qiáng)振搗。對于腹板與底板交界處，以及內(nèi)橫梁、端橫梁等部位的混凝土尤其要加強(qiáng)振搗。在振搗過程中，采用兩次振搗技術(shù)對混凝土進(jìn)行處理，進(jìn)而在一定程度上增加混凝土的密實(shí)度，同時減少內(nèi)部微裂，并且可以提高混凝土的強(qiáng)度。

5.加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)生。對混凝土進(jìn)行養(yǎng)生，通常情況下，主要是保持混凝土具有適當(dāng)?shù)臏囟取穸葪l件。采用灑水濕潤的方式對現(xiàn)澆連續(xù)箱梁進(jìn)行養(yǎng)生，在交叉作業(yè)中，不得中斷混凝土的養(yǎng)生，進(jìn)一步確保施工質(zhì)量，避免梁體產(chǎn)生裂紋。

結(jié)語：綜上，我們需要要求參與施工的技術(shù)管理人員意識到橋梁施工質(zhì)量管理和控制的重要性，針對現(xiàn)澆箱梁的裂縫問題，要認(rèn)真分析原因，并采取有效措施給予改進(jìn)與完善，從而促進(jìn)橋梁施工質(zhì)量管理和控制水平的相應(yīng)提高。

參考文獻(xiàn)：

[1] 林先明.橋梁建設(shè)中現(xiàn)澆箱梁施工的裂縫控制[J].科技資訊，2011，（10）.