鋼筋砼連續(xù)梁施工裂紋分析與控制措施

林桐峰

摘要：本文系統(tǒng)分析了施工裂紋產(chǎn)生的原因，從大體積鋼筋砼連續(xù)梁實際施工出發(fā)，以實例闡述了與之相對應的施工技術控制措施，可供參考借鑒。

關鍵詞：連續(xù)梁；施工裂紋；技術控制

1、前言

橋梁建設中大體積鋼筋混凝土連續(xù)梁是較為常見的一種梁型，鋼筋混凝土連續(xù)梁橋雖然在力學性能上優(yōu)于簡支梁和懸臂梁，適用于更多跨徑的橋型方案，但是由于使用的混凝土本身是多種材料組成的一種混合體，且結構為無預應力體系，從設計、施工、運營方面來看均存在出現(xiàn)結構裂紋情況，從而影響使用年限。目前我國在設計上對混凝土裂紋有一定范圍規(guī)定，在施工驗收規(guī)范和工程施工中都是不允許混凝土結構出現(xiàn)有明顯裂紋的。為此，如何有效控制施工裂紋的產(chǎn)生是施工人員碰到的一個難題。本文通過對施工裂紋產(chǎn)生原因的分析，結合伊通河特大橋崔家營子道岔區(qū)連續(xù)梁施工，具體從各施工工序著手，闡述探討施工裂紋控制的技術措施。

2、施工裂紋產(chǎn)生原因分析

2.1地基基礎沉降差異產(chǎn)生的裂紋

支架的地基不均勻沉降引起現(xiàn)澆箱梁的早期裂紋。

2.2支架系統(tǒng)變形產(chǎn)生的裂縫

由于支撐立桿不均勻分布，各部分剛度分布不一致，使其桿件的彈性變形不均勻，導致早期裂縫。

2.3混凝土收縮引起的裂紋

在實際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮（干縮）是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因。混凝土收縮裂縫的特點是大部分屬表面裂縫，裂縫寬度較細，且縱橫交錯，成龜裂狀，形狀沒有規(guī)律。

2.3溫度變化引起的裂紋

混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì)，當外部環(huán)境或結構內(nèi)部溫度發(fā)生變化，混凝土將發(fā)生變形，若變形遭到約束，則在結構內(nèi)將產(chǎn)生應力，當應力超過混凝土抗拉強度時即產(chǎn)生溫度裂縫。

2.4混凝土施工工藝質(zhì)量引起的裂紋

在混凝土結構施工過程中，若施工工藝不合理、施工質(zhì)量控制不嚴，容易產(chǎn)生多向的、水平的、表面的、深進的和貫穿的各種裂縫，特別是細長薄壁結構更容易出現(xiàn)。裂縫出現(xiàn)的部位和走向、裂縫寬度因產(chǎn)生的原因而異，比較典型常見的有：

（1）混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。配置混凝土所采用材料質(zhì)量不合格，可能導致結構出現(xiàn)裂紋。

（2）混凝土保護層過厚，或亂踩已綁扎的上層鋼筋，使承受負彎矩的受力筋保護層加厚，導致構件的有效高度減小，形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。

（3）混凝土振搗不密實、不均勻，出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞，導致鋼筋銹蝕或其它荷載裂縫的起源點。

混凝土澆筑過快，混凝土流動性較低，在硬化前因混凝土沉實不足，硬化后沉實過大，容易在澆筑數(shù)小時后發(fā)生裂縫，即塑性收縮裂縫。

（4）混凝土攪拌、運輸時間過長，使水分蒸發(fā)過多，引起混凝土塌落度過低，使得在混凝土體積上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。

（5）用泵送混凝土施工時，為保證混凝土的流動性，增加水和水泥用量，或因其它原因加大了水灰比，導致混凝土凝結硬化時收縮量增加，使得混凝土體積上出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。

（6）混凝土分層或分段澆筑時，接頭部位處理不好，易在新舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫。如混凝土分層澆筑時，后澆混凝土因停電、下雨等原因未能在前澆混凝土初凝前澆筑，引起層面之間的水平裂縫；采用分段現(xiàn)澆時，先澆混凝土接觸面鑿毛、清洗不好，新舊混凝土之間粘結力小，或后澆混凝土養(yǎng)護不到位，導致混凝土收縮而引起裂縫。

3、施工技術控制措施

3.1支架設計與施工

3.1.1支架布置型式

樁基礎鋼管柱支架結構受力方式：模板—方木—碗扣架—HN型鋼縱梁—HN型鋼橫梁—鋼管立柱—樁基礎，如圖2所示。滿堂支架為架管直接作用于地基上，在此不再標示。

3.1.2支架預壓及預拱度設置

根據(jù)梁體截面特點對支架結構進行預壓，消除非彈性變形對梁體的影響。預壓時精心設置沉降變形觀測點，從三個方面予以考慮，一是以縱橫梁計算時的變量特征點為關鍵，并考慮線性分配原則進行布置；二是觀測地基沉降、三是考慮結構位移情況。

預壓完成后根據(jù)測定彈性變形值和計算值比較分析，結合梁體成型后自重及二期恒載、靜活載一半產(chǎn)生的豎向撓度值（設計院提供）確定底模的預拱度設置。特別需注意梁體澆注施工時應對支架結構沉降進行觀測，根據(jù)觀測數(shù)據(jù)值分析來修正預拱度的設置。

3.2地基換填處理

滿堂支架法施工時，需做地基處理。由于道岔區(qū)表層土為軟土層，施工時采用換填建筑礫料處理地基。清除淺表層土后，用輕型觸探法測量承載力，檢查分析下臥土層結構狀態(tài)是否一致。換填后采用重型壓路機碾并用重力觸探法測量承載力，保證地基承載力滿足要求。鋪設C15混凝土層有效分散荷載集中并防止地基受雨水侵襲。

3.3混凝土施工工藝控制

（1）控制骨料級配和含泥量，砂、石的含泥量超過規(guī)定，不僅降低混凝土的強度和抗?jié)B性，還會使混凝土干燥時產(chǎn)生不規(guī)則的網(wǎng)狀裂紋。

（2）使用減水劑，降低水灰比，可以改善水泥漿的稠度，減少混凝土泌水，減少沉縮變形。提高水泥漿與骨料的粘結力，提高的混凝土抗裂性能。

（3）混凝土中摻加粉煤灰降低水泥用量，減少水化熱，并降低砼溫升，從而可以降低砼所受的拉應力。

（4）嚴格定位鋼筋，保證鋼筋的保護層厚度，避免保護層過小或過大引起沿鋼筋縱向或豎方向的裂縫

（5）混凝土泵送施工時采用“分段定點，一個坡度，薄層澆筑，循序推進，一次到頂”的方法?；炷翆Ｈ藙澐制瑓^(qū)搗固，確?；炷琳駬v密實、均勻。

（6）現(xiàn)場安排專職試驗員跟蹤監(jiān)控混凝土質(zhì)量，及時調(diào)整混凝土塌落度，控制水灰比。

3.4溫度裂紋控制措施

為了防止裂縫，減輕溫度應力可以從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手?？刂茰囟鹊拇胧┤缦拢?/p>

（1）嚴格控制混凝土出機溫度，降低入模溫度。根據(jù)熱工計算及設計要求，對混凝土攪拌、運輸、澆筑所需溫度進行計算，分析對比原材料理論溫度與實際溫度，并采取相應的處理措施。夏季施工時對澆筑前的砂石用冷水降溫。在攪拌過程中向混凝土中添加冰水，可以有效的降低混凝土的入模溫度。澆筑混凝土時減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱，有利于加快混凝土內(nèi)部的熱量散發(fā)。

（2）規(guī)定合理的拆模時間，當混凝土溫度高于氣溫時應適當考慮拆模時間，以免引起混凝土表面的早期裂縫。新澆筑早期拆模，在表面引起很大的拉應力，出現(xiàn)“溫度沖擊”現(xiàn)象。在混凝土澆筑初期，由于水化熱的散發(fā)，表面引起相當大的拉應力，此時表面溫度亦較氣溫為高，此時拆除模板，表面溫度驟降，必然引起溫度梯度，從而在表面附加一拉應力，與水化熱應力迭加，再加上混凝土干縮，表面的拉應力達到很大的數(shù)值，就有導致裂縫的危險。

（3）加強測溫工作，及時掌握混凝土內(nèi)部溫升與表面溫度的變化值，澆注混凝土前埋設測溫管?；炷翝沧⑼戤吅竺刻彀?h一次測溫，直到內(nèi)部溫度穩(wěn)定為止。按規(guī)范中大體積混凝土內(nèi)芯部溫度最高不超過65℃的原則，根據(jù)實測溫度情況采取相關措施。

3.5混凝土收縮裂紋控制措施

混凝土收縮裂紋主要影響因素體現(xiàn)在混凝土表面的處理上。為此，一是及時對新澆注混凝土采取抹面、磨光處理，同時注意抹面時造成的表面滲水，過度鏝抹或過早鏝抹均會使水灰比增加，造成脆弱面層收縮可能性增大。二是抹面處理后立即著手養(yǎng)護，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，也使水泥水化作用順利進行，以期達到設計的強度和抗裂能力。對于東北干燥地區(qū)，必須及時補充水分，保持混凝土表面濕潤。

參考文獻：

[1]《建筑地基處理技術規(guī)范》（JGJ79-2002）[S]

[2]《路橋施工計算手冊》人民交通出版社2001.10