现浇箱梁施工中裂缝控制措施

现浇箱梁施工中裂缝的控制措施摘要：主要阐述现浇箱梁施工中梁体裂缝的原因分析，提出控制和防止裂缝的有效措施，提高现浇箱梁施工质量。

关键词：现浇箱梁；裂缝；原因分析；控制措施由于现浇箱梁大跨度、大体积、大厚度、高耐久要求，加上现场施工场地条件的限制，所以，现浇箱梁裂缝的防治是现浇箱梁施工工艺控制的难点。

我们知道，由于混凝土裂缝的存在和发展通常会使内部的钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响现浇箱梁的外观质量，降低现浇箱梁使用寿命。

所以，对裂缝的有效控制是影响现浇箱梁施工质量的关键。

现就现浇箱梁施工中裂缝产生原因及有效控制方法，谈几点认识。

一、现浇箱梁施工中裂缝产生的原因及防治措施混凝土裂缝产生的原因很多，有变形引起的裂缝：如温度变化、收缩、膨胀、不均匀沉陷等原因引起的裂缝；有外载作用引起的裂缝；有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等等。

在现浇箱梁施工中经常遇到的施工裂缝主要有以下几种：1.1支架不均匀沉降产生裂缝支架预压荷载不足，基底密实度不够，支架间距过大，稳定性不够，导致支架下沉，使梁体混凝土出现裂缝。

主要预防措施：（1）提前在箱梁基底两侧开挖宽0.6m~0.8m深的排水沟，沟底应有一定的纵向坡度，以降低地下水位并减少降雨及地表水对基底的浸泡和破坏。

（2）对原地面局部较软弱的区域进行换填处理，换填区域的底部宜处理成外高内低的反坡形式。

（3）对原地面进行压实后 ,再浇筑一层20cm 厚的c15素混凝土。

（4）处理后基底采用水箱加载法预压，加载的压应力应达到施工过程中实际承受的压应力( 一般约0.4mpa) ,将现场实验结果与实际测量沉降量对比 ,两者基本吻合即可。

（5）支架底部宜采用较大的枕木和木方 ( 如 15× 15 cm) ,以增大受力面积。

（6）通过预压消除大部分地基沉陷、支架在施工荷载作用下的非弹性压缩和间隙等。

（7）对于桥墩两侧相对较软的局部区域、地基条件变化较大、荷载分布不均匀处,均以剪刀撑和横向斜撑予以加强和加密。

1.2 干缩裂缝干缩裂缝多出现在箱梁养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的一周左右，水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。

干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小，变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。

相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。

干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0.05～0.2mm之间，干缩裂缝通常会影响混凝土的抗渗性，引起钢筋的锈蚀，影响混凝土的耐久性。

箱梁的桥面部位由于暴露在外，如混凝土终凝后养护不及时就容易出现干缩裂缝，腹板部位也偶尔出现，另外端部模型拆除较早又养护不及时，表面失水也容易出现干缩裂缝。

主要预防措施：（1）选用低c3a和c4af、高c2s的水泥，可以降低干缩。

（2）掺入粉煤灰可以降低高性能混凝土的干缩。

（3）混凝土的干缩受水灰比的影响较大，水灰比越大,干缩越大，因此在混凝土配合比设计中应尽量控制好水灰比的选用，同时掺加高效减水剂。

（4）加强混凝土的早期养护，并适当延长混凝土的养护时间。

冬季施工时要适当延长混凝土保温覆盖时间，并涂刷养护剂养护。

1.3 塑性收缩裂缝塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。

塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一，互不连贯状态。

较短的裂缝一般长20～30cm，较长的裂缝可达2～3ｍ，宽0.1～0.5mm。

其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。

影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。

由于箱梁的桥面部位暴露在外，如果覆盖不及时将会产生裂缝，所以箱梁桥面是梁体最容易产生塑性收缩裂缝的部位。

主要预防措施：（1）选用干缩值较小、早期强度较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。

（2）严格控制水灰比，掺加高效减水剂来增加混凝土的坍落度和和易性，减少水泥及水的用量。

（3）在配合比设计时，尽量避免或减少用硅灰和高细度的矿粉等矿物外加剂，减少混凝土的塑性收缩。

（4）严格控制振捣时间，振捣过长时导致粗、细骨料分层，过短则振捣不密实，形成了混凝土强度不足或不均匀。

（5）梁体混凝土浇筑完后，桥面要作好二次抹压。

（6）及时覆盖土工布或者潮湿的草垫、麻袋等，保持混凝土终凝前表面湿润，或者在混凝土表面喷洒养护剂等进行养护。

（7）在高温和大风天气要设置遮阳和挡风设施，及时养护。

1.4 温度裂缝箱梁混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热。

由于箱梁混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，使得混凝土结构内外出现较大的温差，这些温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。

当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。

在混凝土的施工中当温差变化较大，特别是拆模时，混凝土表面温度和环境温度差别太大（一般超过15℃时），会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝。

这种裂缝通常在箱梁混凝土表面较浅的范围内产生，一般出现在腹板及端部较厚部位，另外由于混凝土大截面与小截面的温度差引起的应力差，也很容易造成温度裂缝。

箱梁施工中发现过在腹板大截面与翼板小截面交接的端部位置出现较长的裂纹就是典型的温度裂纹。

混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关，混凝土越厚，水泥用量越大，水化热越高的水泥，其内部温度越高，形成温度应力越大，产生裂缝的可能性越大。

因此防止大体积混凝土出现裂缝最根本的措施就是控制混凝土内部和表面的温度差。

主要防治措施：（1）尽量选用低热水泥，减少水泥用量，减少温度裂纹。

（2）改善骨料级配，使用高效减水剂等减少水泥用量，降低水化热。

（3）掺加粉煤灰降低水化热，推迟热峰的出现时间。

（4）使用高效减水、缓凝的外加剂。

（5）改善搅拌工艺，采用二次投料的净浆裹石或砂浆裹石工艺，可以有效地防止水分聚集在水泥砂浆和石子的界面上，使硬化后界面过渡层结构致密、粘结力增大，从而提高混凝土强度10％或节约水泥5％，并进一步减少水化热和裂缝。

（6）严格控制浇筑流程，合理安排施工工序，分层、分块浇筑，以利于散热，减小约束。

对已浇筑的混凝土，在终凝前进行二次振动，可排除混凝土因泌水在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分，提高粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。

在高温季节泵送，宜用骨料降温冷却、湿草袋覆盖管道进行降温的措施，以降低混凝土入模温度。

（7）注重浇筑完毕后养护，混凝土养护主要是保持适当的温度和湿度条件。

保湿能减少混凝土表面的热扩散，降低混凝土表层的温差，防止表面裂缝。

混凝土浇筑后，及时用湿润的草帘、麻片等覆盖，并注意洒水养护，适当延长养护时间，保证混凝土表面缓慢冷却。

在寒冷季节，混凝土表面应设置保温措施，以防止寒潮袭击。

（8）采用自动温度采集系统，收集箱梁内部表面温度变化数据，严格控制拆模内外温度差，指导拆模时间。

二、裂缝的处理方法由于箱梁耐久性的高要求，裂纹的出现无疑对箱梁的质量造成很大的影响，所以对裂纹的处理也是至关重要的。

2.1 表面处理法采用表面处理法进行修补，在混凝土表面沿裂缝涂抹树脂保护膜。

施工时先用钢丝刷除去混凝土表面的附着物，再用清水清洗，干燥后，用油灰状树脂填充混凝土表面的凹瘪部分后，再进行必要的涂抹。

表面处理法包括表面涂抹和表面贴补法，表面涂抹适用范围是浆材难以灌入的细而浅的裂缝、深度未达到钢筋表面的发丝裂缝、不漏水的裂缝、不伸缩的裂缝以及不在活动的裂缝；表面贴补法适用于大面积漏水的防渗堵漏。

2．2填充法用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝(0．3mm)，作业简单，费用低。

宽度小于0．3mm，深度较浅的裂缝以及小规模裂缝的简易处理可采用凿开v型槽，然后作填充处理。

对于桥面板中间带上下贯通的裂缝，其上部采用注入施工法进行处理，沿裂缝7-8cm宽度的范围内，用砂轮机和钢丝刷除去混凝土表面的游离石灰和灰尘等，并用清洁剂清洗，然后加压注入具有渗透性和粘着性的环氧树脂，以此来填充混凝土裂缝，提高桥面板的防水性，防止钢筋锈蚀及混凝土老化。

2．3结构补强法因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成裂缝等影响结构强度时，可采取结构补强法、锚固补强法、预应力法、灌浆法。

同时，要加强混凝土裂缝处理效果的检查，包括修补材料试验、钻芯取样试验、压水试验、压气试验等。

三、结语裂缝的存在是混凝土施工中不可避免的普遍现象，现浇箱梁混凝土施工同样如此。

但是，我们应该明白裂缝的出现不仅会降低箱梁的抗渗能力，而且会引起钢筋的锈蚀、混凝土的碳化、降低材料的耐久性，直接影响箱梁的使用寿命。

因此，我们在施工中，应充分认识到裂缝的危害性，采取各种有效措施和合理的处理方法来预防裂缝的出现和发展，不断提高混凝土浇筑质量，从而保证桥梁结构不会因裂缝扩展导致钢筋腐蚀、脆性断裂等病害发生。

参考文献：[1]路桥集团第一公路工程局(jtj041-2000)《公路桥涵施工技术规范》，人民交通出版，2000。

[2]韩素芳、耿维恕《钢筋混凝土结构的裂缝控制指南》，化学工业出版社，2006。

[3]王铁梦《工程结构裂缝控制》。

中国建筑工业出版社，1997。