市政工程中現澆鋼筋混凝土箱梁裂縫原因分析及預防措施

楊偉伶，胡建宗，周其健，鄧正宇，陳春霞

(1．重慶江河工程咨詢中心有限公司，重慶400015;2．中國建筑西南勘察設計研究院有限公司，四川成都610081)

在工程建設施工中混凝土結構的開裂時有發(fā)生，而混凝土結構的裂縫出現之后又怎樣解決處理呢?首先要清楚哪些混凝土結構裂縫會影響結構的承載力，進而有可能危及建筑物的安全。而大量的常見裂縫如溫度、收縮等只要正確的處理好了是不會發(fā)生事故。所以在裂縫發(fā)生時要準確鑒別，及時調查、分析，作出的判斷，確定問題性質是否會轉化，對哪些隨著時間和溫度條件的變形，裂縫是否發(fā)展等要認真觀測、記錄，尋找裂縫變化的特征與規(guī)律，這是分析和處理的參考依據，并采取相應的處理措施。

在目前市政工程建設中高架立交橋，搭設高支架現澆連續(xù)板梁和箱梁很多［1］、［2］，而底板拆模后開裂的現象時有發(fā)生。其原因大多是因未考慮支架的強度、剛度整體性，在混凝土澆筑過程中或澆完后未達到時，支架發(fā)生下沉;為了工期對支架、模板拆除過早，導致出現底板開裂現象。對裂縫的處理不好，很可能給工程質量帶來后患。

1 裂縫的產生一般原因

混凝土結構的破壞一般是從裂縫開始，而裂縫在施工階段又是經常出現的。裂縫的種類一般有施工裂縫、應力裂縫、沉縮裂縫、溫度裂縫以及干縮裂縫(收縮裂縫)。對這些裂縫產生的原因，按各自的特性所采取的預防措施也是不同的。而在實際中混凝土裂縫的產生往往不單純是某一項因素的影響，都是多種因素的綜合所造成，這就要求裂縫發(fā)生后正確的分析與處理。這不僅為了確保工程質量，而且為施工順利進行創(chuàng)造條件，避免造成不必要的經濟損失，也確保了建筑物的安全。對混凝土結構的裂縫首先要做到了解容易發(fā)生的原因，才能有效地在施工過程中做到事前預控，以預防為主，采取一些必要的措施。

2 裂縫產生的預防措施

2.1 施工技術管理要落實

對施工技術員的專業(yè)技術、經驗、行為，首先要加強質量意識，認真熟悉圖紙，對圖紙須做出先會審后才施工，領會設計意圖。認真的編制施工組織設計和施工方案措施。作為監(jiān)理工程師也應認真的審核方案，幫助承包商想一些切實可行的有效方法，防止裂縫的產生。在工程施工中不按規(guī)范、設計以及技術操作規(guī)程，很容易發(fā)生混凝土開裂的質量問題。

2.2 建立各級技術責任制，做好技術交底

特別是設計上的混凝土強度等級不得為了搶工期而隨意提高，斷面尺寸不得減小。混凝土結構的配筋當為構造配筋時，常常不引起重視，認為少幾根對受力也沒有多大的影響，這樣就有可能影響混凝土的抗裂度的要求，引起開裂。主要受力的鋼筋應注意保護層不能過大，特別是梁底部(如簡支梁)，受力鋼筋的保護層大了，承受荷載后就很容易出現跨中底面混凝土開裂的現象。

2.3 工程原材料的質量控制

做到材料要有出廠合格證以及有關產品檢驗證書，進場后按規(guī)范要求進行取樣復檢，合格的才能使用，如對水泥的質量即安定性、強度等必須滿足要求，它的質量如不好就很容易造成混凝土的開裂，也可能會造成一些重大的質量事故發(fā)生。

2.4 施工配合比試配

合理選用水泥品種，為了減少混凝土的收縮性，砂不宜用特細砂，混凝土的配合比應采用低水灰比、低單方水泥用量和低用水量，施工中加強振搗，振搗密實，加強澆水養(yǎng)護，延遲收縮發(fā)生，以避免在混凝土早期強度較低時出現過大的收縮而造成裂縫。

2.5 模板的支架設計與施工

模板及支架系統(tǒng)的強度，剛度不足造成整體性差以及拆模過早，往往會造成混凝土裂縫的產生［3］、［4］。對支架的下沉的防止首先要處理好基礎，支架搭設完后，應按規(guī)范要求對支架進行全面的預壓。預壓在于事先消除支架的本身壓縮變形加地基壓縮變形，也檢驗了支架的整體強度、剛度。拆除的順序不當，也可能使混凝土底板會發(fā)生局部的開裂現象。如在五里店立交橋工程中現澆箱梁搭設支架高達35m左右，連續(xù)一次性澆筑100m多長，為了防止裂縫的產生，按要求進行了嚴格的事前準備和過程把關。對基礎的處理，土層厚度小于2m的采取挖至巖基，使得地基牢固可靠，超過2m的土層用定型槽鋼縱、橫方向鋪設，使之受力均勻，并對支架預壓，持荷在24 h以上，每幾個小時觀測一次，作好記錄，分析是否達到穩(wěn)定。試壓完后再對支架的連結件作全面檢查，再次緊固。模板拆除前，混凝土強度達到要求并經監(jiān)理工程師批準后再拆除，并對拆除的順序作了專題方案，嚴格按方案實施。因而在該工程上共澆筑了1 400m長，未出現混凝土有開裂現象，保證了工程質量。

3 工程實例

某工程上部結構有30m預應力箱梁，混凝土等級為C40，梁長30m，寬1.52m，高1.3m，底板、腹板和頂板厚度分別為0.11m、0.14m、0.12m厚。在梁板上有4束鋼絞線預應力筋(φj15.24)。箱梁剖面及裂縫分布見圖1所示。在預制施工時，頭幾片梁混凝土澆筑完成后，拆模前后均發(fā)現有裂縫，發(fā)現后就進行了檢查和作好了記錄。

3.1 裂縫主要特點

(1)裂縫產生的位置均發(fā)生在梁1/3跨中壓域，兩側腹板外表面及頂板有裂縫，在梁孔空內未見裂縫，底板是否有無法檢查(后來張拉完后移梁觀察底板未見裂縫)。

(2)裂縫寬度均在0.2mm以下。

(3)裂縫方向及形狀均為豎向，很有規(guī)律，兩側腹板與頂板的裂縫在同一位置，有的基本連通。

3.2 裂縫原因分析

經分析原因，認為該裂縫是混凝土的收縮引起的而影響的因素是多方面的，主要有如下幾點。

(1)混凝土配合比水泥用量偏高。當時考慮到為了提前張拉施工而把強度提高了一個等級(設計要求強度必須達到100%才能張拉)。按C50考慮，水泥用量為500kg/m3，增大了混凝土的收縮。

(2)預制的臺座為混凝土結構，表面隔離較差(因刷隔離后易污染，故將下面隔離層沖掉)，底板混凝土的約束力較大(引起底板混凝土與腹板、頂板的收縮不一致)，造成腹板的開裂。

(3)梁腹板的配筋較弱(縱向僅有5φ12)。(4)對混凝土的養(yǎng)護較差。

3.3 預防措施

針對問題，為了避免裂縫的再次發(fā)生采取了如下防止措施。

(1)調整配合比，減小水泥用量，降低水化熱，水泥用量從500kg/m3降至439kg/m3。

(2)建議把張拉施工混凝土強度達到80%即可張拉(這是為了降低水泥作量和早日張拉施工)。另把兩側腹板的縱向鋼筋5φ12增加至7φ12，位置改在箍筋的外側，以增加抗拉裂效果，這得到了設計單位的確認。

(3)為了減少對底板混凝土約束力，在混凝土臺座表面鋪一層硬塑料膠板。

(4)混凝土澆筑方法及順序作了具體的要求，即先底板，后側腹板，最后頂板，從中間對稱向兩端澆筑。保證混凝土攪拌均勻，控制好坍落度，為了確保混凝土質量，采取二次振搗法。

(5)加強混凝土強度的養(yǎng)護工作，保證混凝土外表濕潤，用麻袋復蓋，全天候設專人員負責養(yǎng)護。

3.4 防治效果

經過采取了以上措施后，共澆筑預制了134片空心板梁，沒有再出現混凝土開裂的不良現象。這說明只要認真對待，正確分析，找準原因，采取有效的措施是能夠防止裂縫的發(fā)生。對先前生產的梁的裂縫處理，由于為重復構件，處理時也很慎重，張拉施工完后觀察裂縫有所減小，再用環(huán)氧樹脂進行封閉。為了可靠，不留隱患，采取荷載試驗，為該梁的使用提供了重要依據，得到了承建方、監(jiān)理、業(yè)主、質量監(jiān)督站的共同認可，也避免了造成不必要的損失。

4 結束語

對工程質量通病，不管大小都要高度重視，不但要有預防措施，當出現時必須要有處理措施。一般處理的基本原則為滿足使用要求，安全可靠，不留隱患，經濟合理。處理的方法使用，處理的機具，設備材料及技術力量能滿足要求，要認真的檢查驗收，根據具體情況的需要作一些必要的試驗與鑒定，才能作出最后的結論，只有這樣才能避免因工程質量通病而引發(fā)質量事故，只有這樣才能夠確保工程質量。

［1］ JTG B01－2003公路工程技術標準［S］

［2］ JTG D60－2004公路橋涵設計通用規(guī)范［S］

［3］ JTJ 041－2000公路橋涵施工技術規(guī)范［S］

［4］ CJJ 2－2008城市橋梁工程施工與質量驗收規(guī)范［S］