景淑媛

摘 要：該文通過對某客運(yùn)專線預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁出現(xiàn)裂縫的情況，對混凝土裂縫成因和裂縫分布規(guī)律展開分析，尋找裂縫產(chǎn)生的原因，并采用適當(dāng)?shù)拇胧┻M(jìn)行干預(yù)、控制，使后續(xù)箱梁的裂縫數(shù)量較大幅度的降低，保證了預(yù)制箱梁滿足設(shè)計(jì)和使用的要求。

關(guān)鍵詞：混凝土箱梁 裂縫 成因

中圖分類號：U44 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）12（a）-0085-02

某客運(yùn)專線32 m箱梁采用后張法預(yù)應(yīng)力混凝土簡支梁，單室雙箱，圓弧形薄壁，C50混凝土一次澆筑，澆筑數(shù)量260 m3，張拉分為兩次張拉完成，結(jié)構(gòu)簡潔、線條流暢，初期預(yù)制的箱梁表面產(chǎn)生了一部分裂縫，該文對該箱梁裂縫進(jìn)行成因和預(yù)防措施進(jìn)行分析。

1 混凝土裂縫的成因

混凝土是當(dāng)代最主要的土木工程材料之一，它是由膠凝材料、顆粒狀集料、水及外加劑和摻合料按一定比例配制，經(jīng)均勻攪拌，密實(shí)成型，養(yǎng)護(hù)硬化而成的一種人工石材，由于內(nèi)外因素的作用，混凝土澆筑完成后不可避免地存在裂縫，裂縫產(chǎn)生的原因分析如下。

1.1 水泥水化熱

水泥水化反應(yīng)[1]是放熱過程，水泥水化熱引起的砼內(nèi)部溫度升高可達(dá)30 ℃左右，在常溫條件下水泥在3 d內(nèi)放出熱量占總水化熱的50%以上，造成混凝土內(nèi)部升溫較快[2]?；炷翝仓瓿珊?以內(nèi)，混凝土內(nèi)部溫度的上升造成混凝土內(nèi)外的溫差，在外部降溫時(shí)，砼外部表面收縮，而內(nèi)部溫度高，對外部的收縮產(chǎn)生一定的約束力，最后在砼的外表面形成一定的拉應(yīng)力，若混凝土的抗拉強(qiáng)度小于拉應(yīng)力時(shí)，混凝土的表面就會出現(xiàn)微小的裂縫。

1.2 干燥收縮

混凝土停止養(yǎng)護(hù)后，置于未飽和空氣中的混凝土因失去內(nèi)部毛細(xì)孔和凝膠孔的吸附水而發(fā)生的不可逆收縮，稱為干燥收縮。收縮過程中由于外表面溫度低，收縮快；中心溫度高，收縮慢，內(nèi)外收縮不一致，外表面的干縮受到內(nèi)部的約束，在混凝土的外表面形成一定的拉應(yīng)力[3]，從而誘發(fā)混凝土裂縫的逐漸發(fā)生。

1.3 外部約束條件

外部約束條件在混凝土結(jié)構(gòu)在變形過程中產(chǎn)生外部約束力。當(dāng)大體積混凝土澆灌在堅(jiān)硬地基或者堅(jiān)硬鋼模板臺座上時(shí)，混凝土表面由于冷卻而收縮，由于受地基或鋼臺座的約束，混凝土下部收縮緩慢，使混凝土內(nèi)部形成一定的拉應(yīng)力，使砼產(chǎn)生裂縫[4]。

1.4 外界氣溫

外界氣溫愈高，混凝土的澆灌溫度也愈高，這對控制溫升是有利的，而外界氣溫劇降，則會增加混凝土表面與內(nèi)部的溫度梯度，造成砼表面形成裂縫。

2 裂縫的分類

根據(jù)混凝土裂縫的寬度大小，一般可分為微觀裂縫和宏觀裂縫兩大類[5]。

2.1 微觀裂縫

微觀裂縫是指肉眼看不到的，砼內(nèi)部固有的一種裂縫，它是不連貫的，寬度一般在0.05 mm以下，這種砼本身固有的微觀裂縫，荷載不超過設(shè)計(jì)規(guī)定的條件下，一般視為無害。

2.2 宏觀裂縫

微觀裂縫在外力或自身變形下繼續(xù)擴(kuò)展，當(dāng)裂縫寬度大于等于0.05 mm時(shí)，稱為宏觀裂縫，當(dāng)寬度小于0.2-0.3 mm的裂縫是無害的，若裂縫超過0.3 mm時(shí)，將對混凝土有一定影響。

3 箱梁裂縫的分布規(guī)律及其原因分析

3.1 頂板裂縫

沿箱梁的各個(gè)方向均有分布，分布基本無規(guī)律，裂縫寬度為0.2～0.5 mm，裂縫長度為5～20 cm，如圖1和圖2所示，裂縫原因分析如下。

（1）混凝土收縮，溫差，養(yǎng)護(hù)，結(jié)構(gòu)構(gòu)造筋變形等原因引起的[6]?；炷猎谟不^程中，僅有一部分水分參加水化作用，而其余水分漸漸蒸發(fā)，使混凝土產(chǎn)生干縮變形。如果干縮產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過混凝土硬化初期的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會出現(xiàn)裂縫。而在頂板施工的這幾天天氣變化和溫差都較大，加之澆筑完畢后未及時(shí)覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)而造成表面水分蒸發(fā)過快，使混凝土體積急劇收縮產(chǎn)生裂縫。

（2）砼澆筑間隔過長，箱梁腹板和頂板混凝土澆筑間隔時(shí)間長，箱梁腹板澆筑完成后，部分箱梁頂板澆筑未能及時(shí)跟上，造成頂板和腹板連接部分變形不同步，而易產(chǎn)生裂縫。

（3）砼澆筑時(shí)間長，由于混凝土拌合設(shè)備出現(xiàn)故障，一部分箱梁在澆筑過程中，混凝土澆筑迫不得已中斷，最長中斷達(dá)2.0 h，個(gè)別箱梁總澆筑時(shí)間接近10 h，而設(shè)計(jì)文件要求箱梁澆筑時(shí)間為6 h以內(nèi)。

（4）箱梁頂板壓光收面時(shí)，由于表面浮漿不足，部分工人違規(guī)向箱梁表面灑水壓光收面，改變了梁體原有混凝土的配合比。

3.2 提梁預(yù)留孔附近裂縫

在提梁預(yù)留孔附近發(fā)現(xiàn)有少量裂縫，分布不規(guī)則，原因有：由于施工人員在箱梁頂板上開設(shè)的提梁預(yù)留孔被割斷的鋼筋不能有效的產(chǎn)生約束作用，形成這一斷面抗拉能力下降導(dǎo)致預(yù)留孔附近產(chǎn)生裂縫，而鋼筋就是在混凝土收縮過程中產(chǎn)生拉應(yīng)力，有效提高混凝土的抗裂性能。

3.3 梁體兩端底板裂縫

梁體兩端底板裂縫分布比較密集，裂縫寬度在0.15～0.5 mm之間，原因分析如下。

一是底板無法灑水養(yǎng)護(hù)，溫度較大產(chǎn)生裂縫；二是由材料質(zhì)量引起的，混凝土的水灰比、塌落度、外加劑、以及砂石料的含泥量超標(biāo)均會影響混凝土的強(qiáng)度，引起裂縫。三是振搗工藝引起的，在澆筑過程中，混凝土的振搗不及時(shí)，不到位或過分振搗，造成離析，造成表面砂漿層，它比下層混凝土有較大的干縮性能，待水分蒸發(fā)后，形成凝縮裂縫。

4 裂縫預(yù)防措施

經(jīng)過現(xiàn)場分析和討論，預(yù)防措施如下。

4.1 減少兩次混凝土澆筑時(shí)間

箱梁腹板和頂板的兩次澆筑時(shí)間間隔過長，當(dāng)頂板混凝土在迅速地硬化時(shí)，腹板砼已完成了大部分的硬化和收縮，硬化、收縮速率不同，腹板混凝土約束了頂板混凝土的收縮，腹板和頂板界面處產(chǎn)生拉應(yīng)力，而此時(shí)頂板混凝土早期強(qiáng)度低，當(dāng)拉應(yīng)力增加達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會出現(xiàn)裂縫。endprint

4.2 提梁預(yù)留孔處加設(shè)防裂鋼筋

按規(guī)范合理開設(shè)預(yù)留孔，在開孔角上適當(dāng)?shù)丶釉O(shè)防裂鋼筋能夠提高混凝土的極限拉伸值，對控制混凝土的收縮裂縫有積極作用。

4.3 優(yōu)化砼配合比

（1）適當(dāng)添加早強(qiáng)劑，提高混凝土的早期強(qiáng)度。

（2）適當(dāng)增加粉煤灰的含量，粉煤灰能提高混凝土流動性、和易性，降低混凝土水化熱，有減水、潤滑、緩凝等作用，可以有效防止溫度裂縫的產(chǎn)生。

（3）適當(dāng)增加減水劑，可以有效地控制混凝土的坍落度、凝結(jié)時(shí)間，減少用水量。

4.4 提高振搗質(zhì)量

對澆筑、振搗過程中的操作人員進(jìn)行有針對性的技術(shù)交底，澆筑過程中合理安排施工人員，做到振搗及時(shí)、到位、無離析，避免振搗不及時(shí)、不充分、過分振搗，避免混凝土離析、粗骨料下沉、表面泌水等情況出現(xiàn)。

4.5 及時(shí)收面壓光

在混凝土澆筑完成后，加強(qiáng)振搗，利用振動滾桿提漿，使表面出現(xiàn)浮漿，安排專人進(jìn)行收面壓光，嚴(yán)禁用灑水代替浮漿。

4.6 及時(shí)養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完畢及收面壓光后，待強(qiáng)度達(dá)到一定后及時(shí)覆蓋土工布，灑水養(yǎng)護(hù)，使混凝土表面保持濕潤狀態(tài)，不斷補(bǔ)充蒸發(fā)的水分，這樣既可以防止混凝土的干縮裂縫，又可以加速混凝土的水化，提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。

5 結(jié)語

客運(yùn)專線預(yù)應(yīng)力箱梁的裂縫成因是比較復(fù)雜的，對于箱梁裂縫的分布規(guī)律、形成原因還有待進(jìn)一步分析，該工程通過采取上述預(yù)防措施后，裂縫數(shù)量逐步減少，取得預(yù)期的效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 薛峰.預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁裂縫的分析與探討[J].城市道橋與防洪術(shù)，2013（5）：162-163.

[2] 陳罡.淺析大體積混凝土開裂原因及其防止方法[J].大眾商務(wù)（投資版）中國建筑工業(yè)出版社，2009（12）.

[3] 張令葦.淺析大體積混凝土開裂原因及對策[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（15）.

[4] 王艷華.大體積混凝土施工工藝淺析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2011（34）.

[5] 高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南[M].鐵建設(shè)[2010] 241號.北京：中國鐵道出版社，2011.

[6] 杜文舉.混凝土橋梁裂縫成因的研究分析[J].甘肅科技，2009（24）：115-118.endprint

4.2 提梁預(yù)留孔處加設(shè)防裂鋼筋

按規(guī)范合理開設(shè)預(yù)留孔，在開孔角上適當(dāng)?shù)丶釉O(shè)防裂鋼筋能夠提高混凝土的極限拉伸值，對控制混凝土的收縮裂縫有積極作用。

4.3 優(yōu)化砼配合比

（1）適當(dāng)添加早強(qiáng)劑，提高混凝土的早期強(qiáng)度。

（2）適當(dāng)增加粉煤灰的含量，粉煤灰能提高混凝土流動性、和易性，降低混凝土水化熱，有減水、潤滑、緩凝等作用，可以有效防止溫度裂縫的產(chǎn)生。

（3）適當(dāng)增加減水劑，可以有效地控制混凝土的坍落度、凝結(jié)時(shí)間，減少用水量。

4.4 提高振搗質(zhì)量

對澆筑、振搗過程中的操作人員進(jìn)行有針對性的技術(shù)交底，澆筑過程中合理安排施工人員，做到振搗及時(shí)、到位、無離析，避免振搗不及時(shí)、不充分、過分振搗，避免混凝土離析、粗骨料下沉、表面泌水等情況出現(xiàn)。

4.5 及時(shí)收面壓光

在混凝土澆筑完成后，加強(qiáng)振搗，利用振動滾桿提漿，使表面出現(xiàn)浮漿，安排專人進(jìn)行收面壓光，嚴(yán)禁用灑水代替浮漿。

4.6 及時(shí)養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完畢及收面壓光后，待強(qiáng)度達(dá)到一定后及時(shí)覆蓋土工布，灑水養(yǎng)護(hù)，使混凝土表面保持濕潤狀態(tài)，不斷補(bǔ)充蒸發(fā)的水分，這樣既可以防止混凝土的干縮裂縫，又可以加速混凝土的水化，提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。

5 結(jié)語

客運(yùn)專線預(yù)應(yīng)力箱梁的裂縫成因是比較復(fù)雜的，對于箱梁裂縫的分布規(guī)律、形成原因還有待進(jìn)一步分析，該工程通過采取上述預(yù)防措施后，裂縫數(shù)量逐步減少，取得預(yù)期的效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 薛峰.預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁裂縫的分析與探討[J].城市道橋與防洪術(shù)，2013（5）：162-163.

[2] 陳罡.淺析大體積混凝土開裂原因及其防止方法[J].大眾商務(wù)（投資版）中國建筑工業(yè)出版社，2009（12）.

[3] 張令葦.淺析大體積混凝土開裂原因及對策[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（15）.

[4] 王艷華.大體積混凝土施工工藝淺析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2011（34）.

[5] 高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南[M].鐵建設(shè)[2010] 241號.北京：中國鐵道出版社，2011.

[6] 杜文舉.混凝土橋梁裂縫成因的研究分析[J].甘肅科技，2009（24）：115-118.endprint

4.2 提梁預(yù)留孔處加設(shè)防裂鋼筋

按規(guī)范合理開設(shè)預(yù)留孔，在開孔角上適當(dāng)?shù)丶釉O(shè)防裂鋼筋能夠提高混凝土的極限拉伸值，對控制混凝土的收縮裂縫有積極作用。

4.3 優(yōu)化砼配合比

（1）適當(dāng)添加早強(qiáng)劑，提高混凝土的早期強(qiáng)度。

（2）適當(dāng)增加粉煤灰的含量，粉煤灰能提高混凝土流動性、和易性，降低混凝土水化熱，有減水、潤滑、緩凝等作用，可以有效防止溫度裂縫的產(chǎn)生。

（3）適當(dāng)增加減水劑，可以有效地控制混凝土的坍落度、凝結(jié)時(shí)間，減少用水量。

4.4 提高振搗質(zhì)量

對澆筑、振搗過程中的操作人員進(jìn)行有針對性的技術(shù)交底，澆筑過程中合理安排施工人員，做到振搗及時(shí)、到位、無離析，避免振搗不及時(shí)、不充分、過分振搗，避免混凝土離析、粗骨料下沉、表面泌水等情況出現(xiàn)。

4.5 及時(shí)收面壓光

在混凝土澆筑完成后，加強(qiáng)振搗，利用振動滾桿提漿，使表面出現(xiàn)浮漿，安排專人進(jìn)行收面壓光，嚴(yán)禁用灑水代替浮漿。

4.6 及時(shí)養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完畢及收面壓光后，待強(qiáng)度達(dá)到一定后及時(shí)覆蓋土工布，灑水養(yǎng)護(hù)，使混凝土表面保持濕潤狀態(tài)，不斷補(bǔ)充蒸發(fā)的水分，這樣既可以防止混凝土的干縮裂縫，又可以加速混凝土的水化，提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。

5 結(jié)語

客運(yùn)專線預(yù)應(yīng)力箱梁的裂縫成因是比較復(fù)雜的，對于箱梁裂縫的分布規(guī)律、形成原因還有待進(jìn)一步分析，該工程通過采取上述預(yù)防措施后，裂縫數(shù)量逐步減少，取得預(yù)期的效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 薛峰.預(yù)應(yīng)力混凝土箱梁裂縫的分析與探討[J].城市道橋與防洪術(shù)，2013（5）：162-163.

[2] 陳罡.淺析大體積混凝土開裂原因及其防止方法[J].大眾商務(wù)（投資版）中國建筑工業(yè)出版社，2009（12）.

[3] 張令葦.淺析大體積混凝土開裂原因及對策[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2012（15）.

[4] 王艷華.大體積混凝土施工工藝淺析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2011（34）.

[5] 高速鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南[M].鐵建設(shè)[2010] 241號.北京：中國鐵道出版社，2011.

[6] 杜文舉.混凝土橋梁裂縫成因的研究分析[J].甘肅科技，2009（24）：115-118.endprint