[摘要]通過分析混凝土箱梁施工中產(chǎn)生裂縫產(chǎn)生的成因,提出對策。

[關(guān)鍵詞]混凝土箱梁裂縫成因?qū)Σ?/p>

中圖分類號:TU5文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0710097-01

普通鋼筋混凝土連續(xù)箱梁橋型常被采用在市政和公路建設(shè)中,但由于隨之產(chǎn)生的箱梁裂縫帶來了極大的生命財產(chǎn)安全隱患,因此裂縫問題不容忽視。現(xiàn)根據(jù)筆者的經(jīng)驗,分析混凝土箱梁施工中裂縫產(chǎn)生主要類型、原因,并初步提出防治對策,供類似橋型施工參考。

一、裂縫產(chǎn)生的原因分析

(一)混凝土收縮裂縫

1.箱梁的體積與表面積比值小,混凝土收縮大,易產(chǎn)生裂縫。2.箱梁混凝土澆筑均采用泵送混凝土,由于泵送混凝土施工工藝要求坍落度大,混凝土用水量和水泥用量較大,濕潤養(yǎng)護(hù)如不及時,混凝土中的水泥水化物因部分失水而干縮,導(dǎo)致水泥混凝土表面的干縮裂縫。3.由于溫差作用,混凝土頂部溫度較高、底部溫度較低,頂部混凝土收縮受到下部混凝土的約束產(chǎn)生裂縫;由于泵送混凝土?xí)r,溫度較高,同時內(nèi)部水化熱進(jìn)一步升溫,而外部環(huán)境溫度較低時,形成了較大的內(nèi)外溫差,從而使混凝土表面開裂。氣溫的降低也會在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時,即會出現(xiàn)裂縫。

(二)地基基礎(chǔ)沉降差異產(chǎn)生的裂縫

1.因地基持力層或樁壁土層的變化,容許承載力的差異導(dǎo)致早期或晚期裂縫。2.由于基礎(chǔ)本身施工時處理不當(dāng),處理不均勻,致使箱梁澆筑后基礎(chǔ)在外荷載作用下發(fā)生不均勻沉降導(dǎo)致早期或晚期裂縫。

(三)支架系統(tǒng)變形產(chǎn)生的裂縫

1.由于支撐立桿(或立柱)不均勻分布,各部分剛度分布不一致,使其桿件的彈性變形不均勻,導(dǎo)致早期裂縫。2.支架的地基不均勻沉降引起現(xiàn)澆箱梁的早期裂縫。

(四)施工管理不善產(chǎn)生裂縫

1.拌制混凝土?xí)r不按配合比計量,任意加水,澆筑的質(zhì)量不均勻,收縮不統(tǒng)一產(chǎn)生裂縫。2.混凝土從攪拌到澆筑的時間過長,致使大量網(wǎng)狀不規(guī)則的裂縫產(chǎn)生。3.混凝土養(yǎng)護(hù)差,混凝土在高溫和大風(fēng)的影響下,常產(chǎn)生早期裂縫,裂縫常發(fā)生在梁的薄弱處(據(jù)有關(guān)資料表明:周圍溫度高于30℃,水份蒸發(fā)很快,當(dāng)風(fēng)速增至11.1m/s的大風(fēng)時,水份蒸發(fā)速度快7倍)。4.有的施工處理不當(dāng),沒有按規(guī)定處理就澆筑新混凝土,造成施工縫處新老結(jié)合處夾渣和裂縫。5.箱梁混凝土過早受力產(chǎn)生裂縫,由澆筑方法本身不夠嚴(yán)密或者提早拆模或過早落架使梁過早受力,這種情況經(jīng)常發(fā)生。6.野蠻施工,用重物撞擊等造成裂縫。

二、預(yù)防措施

(一)施工管理不善產(chǎn)生的裂縫和混凝土收縮。1.攪拌混凝土要先做配合比,施工時嚴(yán)格按照配合比計量,控制用水量,確?；炷翉?qiáng)度及坍落度一致。2.采用高效減水劑,在滿足混凝土坍落度的前提下降低水泥用量及含水量。3.合理組織混凝土供料,澆筑混凝土?xí)r,前、后方配合好,設(shè)專人負(fù)責(zé),隨拌隨用。4.混凝土澆筑好后要進(jìn)行二次抹平壓實,以消除沉縮裂縫。5.澆筑好的混凝土箱梁在12小時內(nèi)加以覆蓋和灑水,以保持混凝土的濕潤狀態(tài),一般不小于7天,必要時采用養(yǎng)護(hù)液噴灑或用塑料膜覆蓋封閉,防止水分蒸發(fā),以利于混凝土的養(yǎng)護(hù)。6.嚴(yán)格按照規(guī)范預(yù)留和處理施工縫,并盡量縮短施工縫上下兩部分混凝土的施工時間差,以減少由于兩部分不同量收縮而產(chǎn)生的相互作用力。7.對操作人員進(jìn)行技術(shù)交底,劃分振搗范圍,澆注層次清楚,澆筑程序要充分論證,避免已初凝的混凝土過早受力造成裂縫。8.在高溫季節(jié)晝夜溫差較大,混凝土澆筑安排盡量避開高溫階段。9.嚴(yán)格控制拆模和落架時間,避免使梁過早受力。并嚴(yán)禁在拆除底模的梁上堆放重物。

(二)地基沉降和支架原因產(chǎn)生的裂縫。1.支架的地基要處理均勻,并對下臥層的不良土層進(jìn)行處理。2.支架設(shè)計時應(yīng)盡量分布均勻,其桿件的剛度應(yīng)盡量保持一致。并進(jìn)行預(yù)壓,設(shè)計合理的預(yù)拱度。

(三)材料質(zhì)量差異引起的裂縫。1.水泥進(jìn)場必須有出廠合格證,并對其抽樣試驗,以滿足其抗壓、抗折強(qiáng)度及安定性要求。應(yīng)使用水化熱較低的硅酸鹽水泥,不應(yīng)使用水化熱較高的水泥。2.砂必須選用材質(zhì)堅硬、干凈的中粗砂;粗骨料的最大粒徑、級配、強(qiáng)度均要滿足規(guī)范要求,并要嚴(yán)格控制含泥量。3.優(yōu)選降低混凝土收縮變形的材料配合比,其中包括水泥用量、水灰比、外加劑等。

三、裂縫的控制

1.在腹板處兩面對稱增加通長縱向應(yīng)力鋼筋,根數(shù)為原設(shè)計的一倍。2.控制好混凝土的澆注時間和澆注時的溫度,安排在早、晚或溫度低的時候進(jìn)行混凝土澆注。3.及時養(yǎng)護(hù),并用塑料布進(jìn)行覆蓋,經(jīng)常保持混凝土濕潤。4.在腹板處每隔5米留一個通氣孔,可以保證混凝土箱梁在拆模后通風(fēng)散熱,保持體內(nèi)外溫度基本一致。5.當(dāng)混凝土達(dá)到拆模強(qiáng)度時就及時拆模;當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計張拉強(qiáng)度時就及時張拉壓槳。

四、裂縫的處理

針對混凝土收縮裂縫等這些對梁體結(jié)構(gòu)本身受力影響并不大,為了防止鋼筋生銹而進(jìn)行的裂縫處理,或者裂縫較小,象這類裂縫一般采用壓注環(huán)氧樹脂進(jìn)行粘合封閉;另一種則是因箱梁過早受力和部分設(shè)計原因等引起的裂縫,這種裂縫一般采用環(huán)氧砂漿進(jìn)行封堵。

(一)環(huán)氧樹脂法。1.首先對混凝土裂縫的基層表面進(jìn)行處理,在裂縫表面用鋼絲刷將其表面的灰塵、浮渣、油垢等清除,并沿縫用丙酮擦洗,晾曬干燥,且其含水率不能大于6%。2.環(huán)氧樹脂膠料配制。稱取定量的環(huán)氧樹脂,按膠料配合比加入稀釋劑二甲苯與環(huán)氧樹脂均勻拌和,待溫度降至常溫后,再加入固化劑乙二胺充分?jǐn)嚢杈团渲瞥闪谁h(huán)氧樹脂膠料。配制好的環(huán)氧樹脂膠料,至加入固化劑起,必須在30分鐘內(nèi)處理完畢。3.最后用玻璃布或嵌刀將環(huán)氧樹脂膠泥仔細(xì)批嵌封閉。

(二)環(huán)氧砂漿封堵法。1.處理步驟。(1)混凝土基層表面清理,沿縫鑿寬8～10mm,深度大于10mm,用鋼絲刷沿縫槽將灰塵、浮渣及松散層徹底清除,用丙酮將其油垢擦洗干凈、晾曬,其含水率不大于6%。(2)在清潔的混凝土槽內(nèi),薄而均勻地涂刷環(huán)氧底膠料,不得有漏涂和留墜現(xiàn)象。(3)涂完底膠料后,自然固化12小時后,然后用玻璃布或嵌刀將環(huán)氧砂漿分層封堵,每層厚度不大于5mm,用溝縫條壓平壓實。(4)環(huán)氧砂漿自然固化24小時后,用環(huán)氧底膠料封閉,封閉寬度應(yīng)大于環(huán)氧砂漿縫寬,且每邊要超出2～3mm。(5)封堵后要保持干燥,用碘鎢燈烘烤。2.配制方法。(1)環(huán)氧底膠料的配制方法與環(huán)氧樹脂膠料的配制方法一樣,只不過配合比不同而已。(2)環(huán)氧砂漿的配制:先將石英粉、石英砂按比例拌勻,然后將前面拌制好的環(huán)氧底膠料倒入已好的混合料中充分?jǐn)嚢杈鶆蚣纯伞?/p>

通過以上的控制方案和防處治措施,箱梁可以減少出現(xiàn)裂縫,并通過對裂縫的處治也不影響梁體的正常使用。

作者簡介:

汪云剛(1973-),本科學(xué)歷,工程師,1997年畢業(yè)于武漢城市建設(shè)學(xué)院現(xiàn)為華中科技大學(xué))城市道路與橋梁工程專業(yè),長期從事道橋施工、監(jiān)理工作。