黃育強

（惠州暉華混凝土有限公司，廣東 惠州 516257）

某工程現(xiàn)澆箱梁裂縫分析鑒定

黃育強

（惠州暉華混凝土有限公司，廣東 惠州 516257）

混凝土現(xiàn)澆箱梁體量大，結(jié)構(gòu)重要，其質(zhì)量更為大家所關(guān)注，在本文中，結(jié)合具體的工程實例，進行實際檢測，分析了裂縫產(chǎn)的原因，有效避免了后續(xù)工程的質(zhì)量缺陷。

混凝土；現(xiàn)澆箱梁；裂縫；耐久性；分析

1 工程概況

天津外環(huán)線某互通立交主線方向長 2338.263m（JHK0+107.487～JHK2+445.750），為全互通半定向半苜蓿葉式立交，整個立交共三層。

（1）上部結(jié)構(gòu)：主線橋 JHLK45-47 孔為預應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，跨度 (30+40+30)m，梁高 2.6m，箱梁寬度24.25 ～27.18m 漸變，為單箱 6 室截面，翼板懸臂長度為2.5m，箱梁頂板厚度為 250mm，底板跨中厚度為 250mm（支點附近厚度為 400mm），腹板標準厚度為 400mm（支點附近厚度為 700mm），端橫梁寬 度為 1.5m，中橫梁寬度為 2m。

圖1 JHL45-47 孔箱梁縱斷圖（單位：mm）

圖2 JHL45-47 孔箱梁橫斷圖（單位：mm）

JHLK45-47 孔箱梁施工情況：主線橋左幅 JHLK45-47 孔箱梁于 2016 年 4 月 13 日 6:40～4 月 14 日 5:30 進行第一步混凝土施工，施工部位為箱梁底板與腹板，養(yǎng)護方式為 24 小時灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護期 7 天，于 2016 年 4 月 16 日拆除內(nèi)膜。2016 年 4 月 25 日 18:40～4 月 26 日 7:22 進行第二步混凝土施工，施工部位為箱梁頂板，養(yǎng)護方式為收面后立即用薄膜覆蓋灑水養(yǎng)護，待初凝時用土工布苫蓋灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護期 7跨中箱梁結(jié)構(gòu)形式如圖 1。天，于 2016 年 5 月 2 日拆除內(nèi)膜。箱梁混凝土澆筑情況具體見表 1。

表1 箱梁混凝土澆筑情況

5 月中旬，發(fā)現(xiàn)橋梁頂板出現(xiàn)多條裂縫，很多通裂，為此，必須排查裂縫產(chǎn)生的原因，以避免后續(xù)工程再次產(chǎn)生。

2 橋梁混凝土結(jié)構(gòu)檢測

主線橋左幅 JHLK45～47 孔連續(xù)箱梁在施工過程中發(fā)現(xiàn)，箱梁頂板的頂面與底面均出現(xiàn)較普遍的橫向裂縫，根據(jù)現(xiàn)場勘查，制定具體檢測內(nèi)容如下：（1）針對主線橋左幅 JHLK45～47 孔連續(xù)箱梁，從箱室內(nèi)對頂板的底面進行裂縫長度、寬度、深度檢測，所檢測裂縫基本涵蓋較明顯的可見裂縫（少數(shù)微細裂縫未檢測，已進行裂縫封閉處理的未檢測），頂板貫通裂縫和少數(shù)不具備裂縫深度檢測條件的非貫通裂縫僅作裂縫寬度、長度檢測；（2） 針對主線橋左幅JHLK45～47 孔連續(xù)箱梁頂板的頂面，進行保護層厚度檢測；（3）針對主線橋左幅 JHLK45～47 孔連續(xù)箱梁頂板，采用鉆芯法進行混凝土強度檢測。

3 檢測依據(jù)及參考資料

DB/T 29－148－2005《結(jié)構(gòu)混凝土實體檢測技術(shù)規(guī)程》；GB 50204－2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》；天津市快速路系統(tǒng)二期項目外環(huán)線東北部調(diào)線工程一標施工圖。

4 檢測所用主要儀器設(shè)備

裂縫寬度測試儀（4-LFKD-03）；裂縫深度測試儀（4-LFSD-01）；鋼筋直徑/保護層厚度測試儀（4-WZY-01）；壓力試驗機（1-YLJ-01）；鋼卷尺（4-GJC-01）；鋼直尺（4-GZC-01）。

5 檢測結(jié)果

5.1 箱梁箱體內(nèi)頂板裂縫分布情況檢測結(jié)果

本次對主線橋左幅 JHLK45～47 孔 3 跨共計 18 個箱室，從箱室內(nèi)對頂板的底面進行裂縫長度、寬度、深度檢測。裂縫檢測數(shù)量共計 496 條，其中 45 條進行裂縫長度、寬度、深度檢測，另外 451 條僅進行裂縫長度、寬度檢測。經(jīng)現(xiàn)場施工方對箱梁頂板頂面澆水后，查驗底板底面，發(fā)現(xiàn)頂板裂縫大多數(shù)為頂板貫通裂縫。

5.2 箱梁頂板鋼筋保護層厚度

對主線橋左幅 JHLK 45～47 孔連續(xù)箱梁，每孔頂板頂層各選取 90 根鋼筋進行保護層厚度檢測。檢測結(jié)果表明，保護層厚度檢測范圍為 33～42mm，基本符合設(shè)計要求。

5.3 箱梁頂板混凝土強度

本次檢測構(gòu)件為，主線橋左幅 JHLK45～47 孔連續(xù)箱梁，每跨箱梁頂板處各鉆取 1 個直徑 100mm 芯樣進行抗壓強度試驗。芯樣抗壓強度測試值為 50.4～51.7MPa。

受測構(gòu)件混凝土強度檢測結(jié)果見表 2?；炷翉姸葷M足設(shè)計要求。

表2 混凝土強度檢測結(jié)果

6 病害成因分析

混凝土的裂縫包括結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫。這里的裂縫可排除荷載因素，均為非結(jié)構(gòu)性裂縫。非結(jié)構(gòu)性裂縫為混凝土結(jié)構(gòu)變形不均造成，一般情況下主要有三種原因：混凝土自收縮、干燥收縮和溫降收縮。

現(xiàn)澆梁底板、腹板與頂板混凝土配比一致，但均未發(fā)現(xiàn)裂縫，因此，可以排除材料本身的自收縮而造成裂縫。二是現(xiàn)場混凝土一澆筑完，抹面后立即覆膜養(yǎng)護，也不存在失水問題，因此，只剩下溫度收縮。

經(jīng)現(xiàn)場查勘與檢測分析，主線橋左幅 JHLK45～47 孔連續(xù)箱梁頂板出現(xiàn)裂縫因溫度驟降產(chǎn)生的收縮裂縫，屬于非結(jié)構(gòu)受力裂縫。箱梁分為兩次澆筑，兩次澆筑時間間隔較長，在混凝土收縮過程中受到先期施工混凝土約束，也導致二部混凝土（箱式內(nèi)八字腳部位）產(chǎn)生裂縫。

通過現(xiàn)場了解施工情況可知，第一步澆筑箱梁底板與腹板，第二步澆筑箱梁頂板，養(yǎng)護用水直接采用臨近的河水。2016 年 6 月 2 日大氣溫度最高 31℃、最低 20℃，第二步澆筑后養(yǎng)護期間 2016 年 4 月 27 日～5 月 1 日大氣溫度最高24℃、最低 11℃，據(jù)此推測養(yǎng)護期間的河水水溫應(yīng)低于 2016年 6 月 2 日，而 2016 年 6 月 2 日河水水溫實測是 20℃。由此可推測出施工現(xiàn)場在第二步澆筑后直接采用低于 20℃ 養(yǎng)護水，如果箱梁頂板混凝土水化熱產(chǎn)生溫度按大概 50℃ 左右考慮，則養(yǎng)護水溫度與箱梁頂板混凝土表面的溫差大于 30℃，明顯超過了混凝土施工要求的養(yǎng)護水溫度與混凝土表面溫差不超過 15℃ 的一般要求。因此，養(yǎng)護水造成的溫度驟降導致箱梁頂板的頂面與底面形成了大量的橫向裂縫，即溫度收縮裂縫。

現(xiàn)場觀察到的典型裂縫分析如下：

網(wǎng)狀裂縫（圖 1）。養(yǎng)護時直接噴淋低溫河水處形成的典型放射狀裂縫，屬溫度持續(xù)驟降造成，應(yīng)力來不及釋放即形成不均勻裂縫（已修補）。

塑料薄膜下面的裂縫（圖 2）。養(yǎng)護時薄膜覆蓋痕跡明顯，說明收面后蓋膜及時，排除了產(chǎn)生干縮裂縫的可能，同時，撕開表面薄膜后發(fā)現(xiàn)膜下裂縫，也說明是在未失水情況下產(chǎn)生的裂縫。

圖1 網(wǎng)狀裂縫

圖2 塑料薄膜下面的裂縫

踩踏裂縫。踩踏痕跡處貫穿腳印的裂縫清晰未閉合，說明是養(yǎng)護后期產(chǎn)生，不屬于早期裂縫。

圖3 箱式內(nèi)內(nèi)倒角（八字腳）處裂縫

圖3 內(nèi)倒角處集中的裂縫，特征明顯，成因是第一、二步混凝土澆筑間隔時間較長，收縮不均，下層混凝土約束了上層混凝土的變形，產(chǎn)生了局部裂縫。

7 結(jié)論與建議

經(jīng)分析鑒定，可以得出：（1）箱梁頂板裂縫主要是因為養(yǎng)護用水與結(jié)構(gòu)本體溫差過大造成變形而引起的，連續(xù)箱梁內(nèi)倒角處為兩步澆注混凝土時間過長，因收縮不均引起的裂縫，均為非結(jié)構(gòu)受力裂縫。（2）混凝土強度和鋼筋配置、保護層厚度符合設(shè)計要求，不影響結(jié)構(gòu)承載。（3）多數(shù)裂縫已貫通頂板，影響結(jié)構(gòu)耐久性，必須采取密封防水措施，以避免剛進的銹蝕。

建議：（1）后續(xù)施工中，要縮短第一、二步混凝土的澆筑時間差。（2）養(yǎng)護用水必須經(jīng)過晾曬，縮小與混凝土本體的溫差，以免再次產(chǎn)生溫度裂縫。

［單位地址］廣東省惠州市三環(huán)路旁馬安畜牧場路段惠州暉華混凝土有限公司（516257）

黃育強，男，工程師。