市政工程中现浇钢筋混凝土箱梁裂缝原因分析及预防措施

杨伟伶，胡建宗，周其健，邓正宇，陈春霞

(1．重庆江河工程咨询中心有限公司，重庆400015;2．中国建筑西南勘察设计研究院有限公司，四川成都610081)

在工程建设施工中混凝土结构的开裂时有发生，而混凝土结构的裂缝出现之后又怎样解决处理呢?首先要清楚哪些混凝土结构裂缝会影响结构的承载力，进而有可能危及建筑物的安全。而大量的常见裂缝如温度、收缩等只要正确的处理好了是不会发生事故。所以在裂缝发生时要准确鉴别，及时调查、分析，作出的判断，确定问题性质是否会转化，对哪些随着时间和温度条件的变形，裂缝是否发展等要认真观测、记录，寻找裂缝变化的特征与规律，这是分析和处理的参考依据，并采取相应的处理措施。

在目前市政工程建设中高架立交桥，搭设高支架现浇连续板梁和箱梁很多［1］、［2］，而底板拆模后开裂的现象时有发生。其原因大多是因未考虑支架的强度、刚度整体性，在混凝土浇筑过程中或浇完后未达到时，支架发生下沉;为了工期对支架、模板拆除过早，导致出现底板开裂现象。对裂缝的处理不好，很可能给工程质量带来后患。

1 裂缝的产生一般原因

混凝土结构的破坏一般是从裂缝开始，而裂缝在施工阶段又是经常出现的。裂缝的种类一般有施工裂缝、应力裂缝、沉缩裂缝、温度裂缝以及干缩裂缝(收缩裂缝)。对这些裂缝产生的原因，按各自的特性所采取的预防措施也是不同的。而在实际中混凝土裂缝的产生往往不单纯是某一项因素的影响，都是多种因素的综合所造成，这就要求裂缝发生后正确的分析与处理。这不仅为了确保工程质量，而且为施工顺利进行创造条件，避免造成不必要的经济损失，也确保了建筑物的安全。对混凝土结构的裂缝首先要做到了解容易发生的原因，才能有效地在施工过程中做到事前预控，以预防为主，采取一些必要的措施。

2 裂缝产生的预防措施

2.1 施工技术管理要落实

对施工技术员的专业技术、经验、行为，首先要加强质量意识，认真熟悉图纸，对图纸须做出先会审后才施工，领会设计意图。认真的编制施工组织设计和施工方案措施。作为监理工程师也应认真的审核方案，帮助承包商想一些切实可行的有效方法，防止裂缝的产生。在工程施工中不按规范、设计以及技术操作规程，很容易发生混凝土开裂的质量问题。

2.2 建立各级技术责任制，做好技术交底

特别是设计上的混凝土强度等级不得为了抢工期而随意提高，断面尺寸不得减小。混凝土结构的配筋当为构造配筋时，常常不引起重视，认为少几根对受力也没有多大的影响，这样就有可能影响混凝土的抗裂度的要求，引起开裂。主要受力的钢筋应注意保护层不能过大，特别是梁底部(如简支梁)，受力钢筋的保护层大了，承受荷载后就很容易出现跨中底面混凝土开裂的现象。

2.3 工程原材料的质量控制

做到材料要有出厂合格证以及有关产品检验证书，进场后按规范要求进行取样复检，合格的才能使用，如对水泥的质量即安定性、强度等必须满足要求，它的质量如不好就很容易造成混凝土的开裂，也可能会造成一些重大的质量事故发生。

2.4 施工配合比试配

合理选用水泥品种，为了减少混凝土的收缩性，砂不宜用特细砂，混凝土的配合比应采用低水灰比、低单方水泥用量和低用水量，施工中加强振捣，振捣密实，加强浇水养护，延迟收缩发生，以避免在混凝土早期强度较低时出现过大的收缩而造成裂缝。

2.5 模板的支架设计与施工

模板及支架系统的强度，刚度不足造成整体性差以及拆模过早，往往会造成混凝土裂缝的产生［3］、［4］。对支架的下沉的防止首先要处理好基础，支架搭设完后，应按规范要求对支架进行全面的预压。预压在于事先消除支架的本身压缩变形加地基压缩变形，也检验了支架的整体强度、刚度。拆除的顺序不当，也可能使混凝土底板会发生局部的开裂现象。如在五里店立交桥工程中现浇箱梁搭设支架高达35m左右，连续一次性浇筑100m多长，为了防止裂缝的产生，按要求进行了严格的事前准备和过程把关。对基础的处理，土层厚度小于2m的采取挖至岩基，使得地基牢固可靠，超过2m的土层用定型槽钢纵、横方向铺设，使之受力均匀，并对支架预压，持荷在24 h以上，每几个小时观测一次，作好记录，分析是否达到稳定。试压完后再对支架的连结件作全面检查，再次紧固。模板拆除前，混凝土强度达到要求并经监理工程师批准后再拆除，并对拆除的顺序作了专题方案，严格按方案实施。因而在该工程上共浇筑了1 400m长，未出现混凝土有开裂现象，保证了工程质量。

3 工程实例

某工程上部结构有30m预应力箱梁，混凝土等级为C40，梁长30m，宽1.52m，高1.3m，底板、腹板和顶板厚度分别为0.11m、0.14m、0.12m厚。在梁板上有4束钢绞线预应力筋(φj15.24)。箱梁剖面及裂缝分布见图1所示。在预制施工时，头几片梁混凝土浇筑完成后，拆模前后均发现有裂缝，发现后就进行了检查和作好了记录。

3.1 裂缝主要特点

(1)裂缝产生的位置均发生在梁1/3跨中压域，两侧腹板外表面及顶板有裂缝，在梁孔空内未见裂缝，底板是否有无法检查(后来张拉完后移梁观察底板未见裂缝)。

(2)裂缝宽度均在0.2mm以下。

(3)裂缝方向及形状均为竖向，很有规律，两侧腹板与顶板的裂缝在同一位置，有的基本连通。

3.2 裂缝原因分析

经分析原因，认为该裂缝是混凝土的收缩引起的而影响的因素是多方面的，主要有如下几点。

(1)混凝土配合比水泥用量偏高。当时考虑到为了提前张拉施工而把强度提高了一个等级(设计要求强度必须达到100%才能张拉)。按C50考虑，水泥用量为500kg/m3，增大了混凝土的收缩。

(2)预制的台座为混凝土结构，表面隔离较差(因刷隔离后易污染，故将下面隔离层冲掉)，底板混凝土的约束力较大(引起底板混凝土与腹板、顶板的收缩不一致)，造成腹板的开裂。

(3)梁腹板的配筋较弱(纵向仅有5φ12)。(4)对混凝土的养护较差。

3.3 预防措施

针对问题，为了避免裂缝的再次发生采取了如下防止措施。

(1)调整配合比，减小水泥用量，降低水化热，水泥用量从500kg/m3降至439kg/m3。

(2)建议把张拉施工混凝土强度达到80%即可张拉(这是为了降低水泥作量和早日张拉施工)。另把两侧腹板的纵向钢筋5φ12增加至7φ12，位置改在箍筋的外侧，以增加抗拉裂效果，这得到了设计单位的确认。

(3)为了减少对底板混凝土约束力，在混凝土台座表面铺一层硬塑料胶板。

(4)混凝土浇筑方法及顺序作了具体的要求，即先底板，后侧腹板，最后顶板，从中间对称向两端浇筑。保证混凝土搅拌均匀，控制好坍落度，为了确保混凝土质量，采取二次振捣法。

(5)加强混凝土强度的养护工作，保证混凝土外表湿润，用麻袋复盖，全天候设专人员负责养护。

3.4 防治效果

经过采取了以上措施后，共浇筑预制了134片空心板梁，没有再出现混凝土开裂的不良现象。这说明只要认真对待，正确分析，找准原因，采取有效的措施是能够防止裂缝的发生。对先前生产的梁的裂缝处理，由于为重复构件，处理时也很慎重，张拉施工完后观察裂缝有所减小，再用环氧树脂进行封闭。为了可靠，不留隐患，采取荷载试验，为该梁的使用提供了重要依据，得到了承建方、监理、业主、质量监督站的共同认可，也避免了造成不必要的损失。

4 结束语

对工程质量通病，不管大小都要高度重视，不但要有预防措施，当出现时必须要有处理措施。一般处理的基本原则为满足使用要求，安全可靠，不留隐患，经济合理。处理的方法使用，处理的机具，设备材料及技术力量能满足要求，要认真的检查验收，根据具体情况的需要作一些必要的试验与鉴定，才能作出最后的结论，只有这样才能避免因工程质量通病而引发质量事故，只有这样才能够确保工程质量。

［1］ JTG B01－2003公路工程技术标准［S］

［2］ JTG D60－2004公路桥涵设计通用规范［S］

［3］ JTJ 041－2000公路桥涵施工技术规范［S］

［4］ CJJ 2－2008城市桥梁工程施工与质量验收规范［S］