某引橋工程混凝土面層裂縫的成因與預(yù)防

尤貴平 中交第三航務(wù)工程局有限公司寧波分公司

1.工程簡介

該工程位于泉州市惠安縣，本工程包括總長2288m，其中引橋長1920m，高樁梁板結(jié)構(gòu)，寬16m，上部結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆鋼筋混凝土橫梁，橫梁上安裝預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土空心板，空心板上直接澆筑200mm厚C35鋼筋混凝土面層及30mm～80mm厚磨耗層；引堤長368m，拋石斜坡結(jié)構(gòu)，頂寬17m，引堤面車道寬15m，為C35混凝土路面，兩側(cè)設(shè)鋼筋混凝土壓頂和防撞欄。

（1）施工方案。該引橋工程混凝土面層分左右兩個(gè)半幅進(jìn)行交錯(cuò)澆注，每次澆注半幅的長度為80m，一次澆注的面層寬度為7m、厚度為20cm。

（2）施工工藝。面層混凝土分區(qū)澆筑，在預(yù)制場集中攪拌混凝土，用運(yùn)輸車將混凝土運(yùn)到施工現(xiàn)場，采用泵送或直接卸料的方法運(yùn)送（先澆注的半幅采用泵送式輸送，另外半幅采用攪拌車直接卸料的方式澆注），人工攤鋪整平后使用振搗棒振搗密實(shí)，采用抹面機(jī)抹面，人工光面壓紋，終凝后灑水養(yǎng)護(hù)，24h后切縫即可。

采用泵送施工工藝的混凝土是在水灰比不變的情況下，砂率、水泥漿用量和坍落度有所增加，而采用運(yùn)輸車卸料的混凝土是在水灰比不變的情況下，砂率、水泥漿用量和坍落度有所減小。

2.裂紋調(diào)查

由于國內(nèi)外混凝土結(jié)構(gòu)工程出現(xiàn)面層裂縫的現(xiàn)象已屢見不鮮，嚴(yán)重影響施工單位的質(zhì)量信譽(yù)，導(dǎo)致大量工程返工，工程混凝土面層裂縫的預(yù)防與處理是工程界普遍關(guān)注的問題。本文結(jié)合《水運(yùn)工程混凝土施工規(guī)范》（JTS 202-2011）要求，對面層混凝土出現(xiàn)的裂縫情況進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)第一聯(lián)～第四聯(lián)左半幅采用的是泵送澆筑方式，澆筑后24h內(nèi)出現(xiàn)裂縫數(shù)量分別為8、6、3、8；而第一聯(lián)～第四聯(lián)右半幅采用的是攪拌車直接卸料澆筑方式，澆筑后24h內(nèi)出現(xiàn)裂縫數(shù)量分別為10、4、8、3。

根據(jù)記錄的裂縫情況可以歸納出：兩種運(yùn)輸條件下混凝土裂縫數(shù)據(jù)差別不大，且都出現(xiàn)了裂縫。

3.原因分析

根據(jù)調(diào)查結(jié)果展開分析，對混凝土面層裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行歸類，并確認(rèn)主要原因和次要原因，具體如表1所示。

表1 原因歸類及確認(rèn)

綜上分析，混凝土澆筑后產(chǎn)生的早期裂縫主要是由于失水和強(qiáng)度增長引起的干縮裂縫。

4.主要預(yù)防措施

4.1 設(shè)計(jì)階段

（1）在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要充分考慮施工環(huán)境，確保結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度以及穩(wěn)定性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求；根據(jù)實(shí)際情況對該結(jié)構(gòu)的受力進(jìn)行設(shè)計(jì)，使兩者相匹配，在計(jì)算受力時(shí)要具有針對性，不能濫用模板進(jìn)行套用；若該結(jié)構(gòu)出現(xiàn)突變，應(yīng)及時(shí)提出相應(yīng)對策并解決。

（2）根據(jù)實(shí)際情況控制配合比，為了保證混凝土具有良好的坍落度和和易性，在設(shè)計(jì)時(shí)要遵循“三低二摻一高”原則；同時(shí)，水灰之比至多為0.6，每立方米混凝土使用450kg水泥即可。

（3）依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)保護(hù)層，其厚度設(shè)置要適當(dāng)?？赏ㄟ^添加鋼筋或纖維來減小由溫度和收縮變化而產(chǎn)生的裂縫，選用小直徑鋼筋，采用小間距方式鋪設(shè)。需注意的是，在整個(gè)截面上，其鋼筋覆蓋率至少為0.3%，至多為0.5%。

4.2 施工階段

（1）要按照設(shè)計(jì)要求和施工標(biāo)準(zhǔn)選擇材料，若在水泥中加入其他添加劑，則需檢測水泥是否能夠適應(yīng)，混凝土的強(qiáng)度和變形以及塌落度等是否有損失。添加劑的含量需根據(jù)具體情況來決定，一般低于水泥的5%。

（2）在施工過程中，要嚴(yán)格按照工程圖紙和技術(shù)交底進(jìn)行操作，若發(fā)現(xiàn)不合理設(shè)計(jì)，立即和負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)與監(jiān)理的人員進(jìn)行討論，為了避免受力模式發(fā)生改變，經(jīng)同意之后才可變動操作。

（3）對混凝土進(jìn)行配比時(shí)，要按照要求把握各成分的比例，為了避免出現(xiàn)計(jì)量出錯(cuò)的情況，定期對混凝土的狀態(tài)和性能進(jìn)行檢測。不斷優(yōu)化攪拌加工工藝，把“三冷技術(shù)”與“二次風(fēng)冷”技術(shù)相結(jié)合可顯著減小其澆筑溫度，使攪拌技術(shù)更加先進(jìn)。

（4）選用堅(jiān)實(shí)度高的地基完成混凝土澆筑工作，在澆筑之前確?；鶎雍湍０迳戏降碾s物已通過清水清理干凈。為了確保模板的平整密實(shí)性，要對其進(jìn)行堅(jiān)固安裝；在對鋼模板涂刷涂模劑時(shí)應(yīng)涂抹均勻。

（5）確?；炷猎谵D(zhuǎn)移過程中無初凝、分離和漏漿以及泌水現(xiàn)象；下料時(shí)先使其自由順落，當(dāng)順落高度達(dá)到2m以上時(shí)利用串筒或溜槽使其慢慢下落；若某處的變截面是豎向的，為了避免出現(xiàn)漏振和過振現(xiàn)象，應(yīng)選用分層澆筑法，同時(shí)對其進(jìn)行連續(xù)兩次的振搗。澆筑時(shí)確保模板始終在同一位置，若發(fā)生移動要停止?jié)仓?/p>

4.3 養(yǎng)護(hù)及使用階段

當(dāng)澆筑和振搗結(jié)束之后，為了避免發(fā)生表面收縮裂縫現(xiàn)象，選用較長的刮尺在混凝土初次凝固之前刮平表面，然后利用鐵制滾筒進(jìn)行多次滾壓，最后選用木抹子拍實(shí)和去毛即可。若澆筑已經(jīng)完成12h，則開始養(yǎng)護(hù)混凝土表面，主要方法是覆蓋塑料薄膜、潮濕草墊或麻片。若暴露在高溫、大風(fēng)或大雪環(huán)境中，要對其進(jìn)行遮陽、擋風(fēng)和加固，同時(shí)，確?；炷猎陴B(yǎng)護(hù)時(shí)期內(nèi)始終處于潮濕狀態(tài)，因此要經(jīng)常灑水。在其表面強(qiáng)度超過1.2N/mm方可堆放材料和雜物，否則會破壞完整性。

5.效果檢查與成果跟蹤

按上述方案實(shí)施后，對試驗(yàn)段施工效果進(jìn)行分析，未發(fā)現(xiàn)裂縫，同時(shí)對強(qiáng)度和其它技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行比對，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過調(diào)整和細(xì)化方案不但能保證工程質(zhì)量，且更有利于工程施工。

對后期的第五聯(lián)～第八聯(lián)左右幅部位進(jìn)行跟蹤后，發(fā)現(xiàn)澆注后24h內(nèi)僅在第五聯(lián)左半幅和第七聯(lián)左半幅存在1條裂縫，可知處理效果良好。

6.結(jié)語

總之，若要有效處理裂縫，應(yīng)根據(jù)實(shí)際環(huán)境和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比和分析，依據(jù)所得數(shù)據(jù)提出相對應(yīng)的解決對策；如果該裂縫是由于收縮而產(chǎn)生的，不僅可以對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，還要調(diào)整施工技術(shù)，或者通過改善添加劑的性能來減小裂縫。