京滬高速鐵路箱粱施工裂縫控制措施探討

張　崇

摘要：京滬高速鐵路簡稱：京滬高鐵，英文：Beiing-Shanghai High-speed RaIlway。京滬高速鐵路是《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》中投資規(guī)模最大、技術(shù)含量最高的一項工程，也是我國第一條具有世界先進(jìn)水平的高速鐵路。橋梁長度約1140km，占正線長度86.5％；隧道長度約16km，占正線長度1.2％；路基長度162km，占正踐長度12.3％；全線鑄設(shè)無砟正線約1268公里，占線路長度的96.2％。有砟軌道正線約50公里，占線路長度的3.8％。全線用地總計5000kmz(不包括北京南站、北京動車段、大勝關(guān)橋及相關(guān)工程)。即結(jié)合京滬高缺箱梁施工中梁體裂縫的原因進(jìn)行分析，進(jìn)而提出控制和防止裂縫的有效措施，提高箱梁施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：京滬高鐵；箱梁施工；裂縫；原因分析；控制措施

中圖分類號：U238文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3198(2009)04-0300-01

1干縮裂縫

干縮裂縫多出現(xiàn)在箱梁養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥漿中水分的蒸發(fā)會產(chǎn)生干縮，且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果；混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過快。變形較大，內(nèi)部濕度變化較小，變形較小。較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。相對濕度越低，水泥漿體干縮越大，干縮裂縫越易產(chǎn)生。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細(xì)裂縫，寬度多在0.05～0.2mm之間，干縮裂縫通常會影響混凝土的抗?jié)B性，引起鋼筋的銹蝕，影響混凝土的耐久性。箱梁的橋面部位由于暴露在外，如混凝土終凝后養(yǎng)護(hù)不及時就容易出現(xiàn)干縮裂縫，腹板部位也偶爾出現(xiàn)，另外端部模型拆除較早又養(yǎng)護(hù)不及時，表面失水也容易出現(xiàn)干縮裂縫。

主要預(yù)防措施：(1)選用低C3A和C4AF、高c2s的水泥，可以降低干縮；(2)摻入粉煤灰可以降低高性能混凝土的干縮；(3)混凝土的干縮受水灰比的影響較大。水灰比越大，干縮越大，因此在混凝土配合比設(shè)計中應(yīng)盡量控制好水灰比的選用，同時摻加高效減水劑，(4)加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，并適當(dāng)延長混凝土的養(yǎng)護(hù)時間。冬季施工時要適當(dāng)延長混凝土保溫覆蓋時間，并涂刷養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。

2塑性收縮裂縫

塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)之前。表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn)，裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)且長短不一，互不連貫狀態(tài)。較短的裂縫一般長20～30cm，較長的裂縫可達(dá)2～3m，寬0.1～0.5mm。其產(chǎn)生的主要原因為；混凝土在終凝前幾乎沒有強(qiáng)度或強(qiáng)度很小，或者混凝土剛剛終凝而強(qiáng)度很小時，受高溫或較大風(fēng)力的影響，混凝土表面失水過快，造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時混凝土的強(qiáng)度又無法抵抗其本身收縮，因此產(chǎn)生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結(jié)時間、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對濕度等等。由于箱粱的橋面部位暴露在外，如果覆蓋不及時將會產(chǎn)生裂縫，所以箱粱橋面是梁體最容易產(chǎn)生塑性收縮裂縫的部位。

主要預(yù)防措施：(1)選用千縮值較小早期強(qiáng)度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥；(2)嚴(yán)格控制水灰比，摻加高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性t減少水泥及水的用量I(3)在配合比設(shè)計時，盡量避免或減少用硅灰和高細(xì)度的礦粉等礦物外加劑，減少混凝土的塑性收縮；(4)嚴(yán)格控制振搗時間，振搗過長時導(dǎo)致粗、細(xì)骨料分層，過短則振搗不密實。形成了混凝土強(qiáng)度不足或不均勻；(5)梁體混凝土澆筑完后，橋面要作好二次抹壓；(6)及時覆蓋土工布或者潮濕的草墊、麻袋等，保持混凝土終凝前表面濕潤，或者在混凝土表面噴灑養(yǎng)護(hù)劑等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；(7)在高溫和大風(fēng)天氣要設(shè)置遮陽和擋風(fēng)設(shè)施，及時養(yǎng)護(hù)。

3溫度裂縫

箱梁混凝土澆筑后，在硬化過程中，水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱。由于箱梁混凝土的體積較大，大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升。而混凝土表面散熱較快，使得混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外出現(xiàn)較大的溫差，這些溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中當(dāng)溫差變化較大，特別是拆模時，混凝土表面溫度和環(huán)境溫度差別太大(一般超過15℃時)，會導(dǎo)致混凝土表面溫度急劇下降，而產(chǎn)生收縮，表面收縮的混凝土受內(nèi)部混凝土的約束，將產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。這種裂縫通常在箱渠混凝土表面較淺的范圍內(nèi)產(chǎn)生，一般出現(xiàn)在腹板及端部較厚部位，另外由于混凝土大截面與小截面的溫度差引起的應(yīng)力差，也很容易造成溫度裂縫。箱梁施工中發(fā)現(xiàn)過在腹板大截面與翼板小截面交接的端部位置出現(xiàn)較長的裂紋就是典型的溫度裂紋?；炷羶?nèi)部的溫度與混凝土厚度及水泥品種、用量有關(guān)，混凝土越厚，水泥用量越大，水化熱越高的水泥，其內(nèi)部溫度越高，形成溫度應(yīng)力越大，產(chǎn)生裂縫的可能性越大。因此防止大體積混凝土出現(xiàn)裂縫最根本的措施就是控制混凝土內(nèi)部和表面的溫度差。

主要防治措施；(1)盡量選用低熱水泥，減少水泥用量，減少溫度裂紋；(2)改善骨料級配，使用高效減水劑等減少水泥用量，降低水化熱；(3)摻加粉煤灰降低水化熱，推遲熱蜂的出現(xiàn)時間l(4)使用高效減水、緩凝的外加劑；(5)采用二次投料的凈漿裹石或砂漿裹石工藝，可以有效地防止水分聚集在水泥砂漿和石子的界面上，使硬化后界面過渡層結(jié)構(gòu)致密、粘結(jié)力增大，從而提高混凝土強(qiáng)度10％或節(jié)約水泥5％，并進(jìn)一步減少水化熱和裂縫；(6)合理安排施工工序，分層、分塊澆筑，以利于散熱，減小約束。對已澆筑的混凝土，在終凝前進(jìn)行二次振動，可排除混凝土因泌水在石子、水平鋼筋下部形成的空隙和水分，提高粘結(jié)力和抗拉強(qiáng)度，并減少內(nèi)部裂縫與氣孔，提高抗裂性。在高溫季節(jié)泵送，宜用骨料降溫冷卻，溫草袋覆蓋管道進(jìn)行降溫措施，以降低混凝土人模溫度；(7)混凝土養(yǎng)護(hù)主要是保持適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件。保溫能減少混凝土表面的熱擴(kuò)散，降低混凝土表層的溫差，防止表面裂縫。混凝土澆筑后，及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養(yǎng)護(hù)，適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時間，保證混凝土表面緩慢冷卻。在寒冷季節(jié)，混凝土表面應(yīng)設(shè)置保溫措施，以防止寒潮襲擊。

4裂縫的處理方法

4.1表面修補(bǔ)法

表面修補(bǔ)法主要適用箱梁混凝土表層很淺的龜裂的修補(bǔ)，裂紋不對內(nèi)部鋼筋銹蝕造成影響的，而限于美化外觀的一種修補(bǔ)方法。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹膠水拌合的水泥漿。

4.2注縫法

嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填專用注縫膠，以達(dá)到封閉裂縫的目的。梁場采用的是鐵道部研制的專用注縫膠。

5結(jié)語

裂縫的存在是混凝土施工中不可避免的普遍現(xiàn)象，箱梁混凝土施工同樣如此。但是，我們應(yīng)該明白裂縫的出現(xiàn)不僅會降低箱梁的抗?jié)B能力，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，直接影響箱梁的使用壽命。因此，我們在施工中，應(yīng)充分認(rèn)識到裂縫的出現(xiàn)的危害性，采取各種有效的措施和合理的處理方法來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，不斷提高混凝土澆筑質(zhì)量，滿足客專鐵路安全穩(wěn)定耐久的要求。