某工程现浇箱梁裂缝分析鉴定

黄育强

（惠州晖华混凝土有限公司，广东 惠州 516257）

某工程现浇箱梁裂缝分析鉴定

黄育强

（惠州晖华混凝土有限公司，广东 惠州 516257）

混凝土现浇箱梁体量大，结构重要，其质量更为大家所关注，在本文中，结合具体的工程实例，进行实际检测，分析了裂缝产的原因，有效避免了后续工程的质量缺陷。

混凝土；现浇箱梁；裂缝；耐久性；分析

1 工程概况

天津外环线某互通立交主线方向长 2338.263m（JHK0+107.487～JHK2+445.750），为全互通半定向半苜蓿叶式立交，整个立交共三层。

（1）上部结构：主线桥 JHLK45-47 孔为预应力混凝土连续箱梁，跨度 (30+40+30)m，梁高 2.6m，箱梁宽度24.25 ～27.18m 渐变，为单箱 6 室截面，翼板悬臂长度为2.5m，箱梁顶板厚度为 250mm，底板跨中厚度为 250mm（支点附近厚度为 400mm），腹板标准厚度为 400mm（支点附近厚度为 700mm），端横梁宽 度为 1.5m，中横梁宽度为 2m。

图1 JHL45-47 孔箱梁纵断图（单位：mm）

图2 JHL45-47 孔箱梁横断图（单位：mm）

JHLK45-47 孔箱梁施工情况：主线桥左幅 JHLK45-47 孔箱梁于 2016 年 4 月 13 日 6:40～4 月 14 日 5:30 进行第一步混凝土施工，施工部位为箱梁底板与腹板，养护方式为 24 小时洒水养护，养护期 7 天，于 2016 年 4 月 16 日拆除内膜。2016 年 4 月 25 日 18:40～4 月 26 日 7:22 进行第二步混凝土施工，施工部位为箱梁顶板，养护方式为收面后立即用薄膜覆盖洒水养护，待初凝时用土工布苫盖洒水养护，养护期 7跨中箱梁结构形式如图 1。天，于 2016 年 5 月 2 日拆除内膜。箱梁混凝土浇筑情况具体见表 1。

表1 箱梁混凝土浇筑情况

5 月中旬，发现桥梁顶板出现多条裂缝，很多通裂，为此，必须排查裂缝产生的原因，以避免后续工程再次产生。

2 桥梁混凝土结构检测

主线桥左幅 JHLK45～47 孔连续箱梁在施工过程中发现，箱梁顶板的顶面与底面均出现较普遍的横向裂缝，根据现场勘查，制定具体检测内容如下：（1）针对主线桥左幅 JHLK45～47 孔连续箱梁，从箱室内对顶板的底面进行裂缝长度、宽度、深度检测，所检测裂缝基本涵盖较明显的可见裂缝（少数微细裂缝未检测，已进行裂缝封闭处理的未检测），顶板贯通裂缝和少数不具备裂缝深度检测条件的非贯通裂缝仅作裂缝宽度、长度检测；（2） 针对主线桥左幅JHLK45～47 孔连续箱梁顶板的顶面，进行保护层厚度检测；（3）针对主线桥左幅 JHLK45～47 孔连续箱梁顶板，采用钻芯法进行混凝土强度检测。

3 检测依据及参考资料

DB/T 29－148－2005《结构混凝土实体检测技术规程》；GB 50204－2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》；天津市快速路系统二期项目外环线东北部调线工程一标施工图。

4 检测所用主要仪器设备

裂缝宽度测试仪（4-LFKD-03）；裂缝深度测试仪（4-LFSD-01）；钢筋直径/保护层厚度测试仪（4-WZY-01）；压力试验机（1-YLJ-01）；钢卷尺（4-GJC-01）；钢直尺（4-GZC-01）。

5 检测结果

5.1 箱梁箱体内顶板裂缝分布情况检测结果

本次对主线桥左幅 JHLK45～47 孔 3 跨共计 18 个箱室，从箱室内对顶板的底面进行裂缝长度、宽度、深度检测。裂缝检测数量共计 496 条，其中 45 条进行裂缝长度、宽度、深度检测，另外 451 条仅进行裂缝长度、宽度检测。经现场施工方对箱梁顶板顶面浇水后，查验底板底面，发现顶板裂缝大多数为顶板贯通裂缝。

5.2 箱梁顶板钢筋保护层厚度

对主线桥左幅 JHLK 45～47 孔连续箱梁，每孔顶板顶层各选取 90 根钢筋进行保护层厚度检测。检测结果表明，保护层厚度检测范围为 33～42mm，基本符合设计要求。

5.3 箱梁顶板混凝土强度

本次检测构件为，主线桥左幅 JHLK45～47 孔连续箱梁，每跨箱梁顶板处各钻取 1 个直径 100mm 芯样进行抗压强度试验。芯样抗压强度测试值为 50.4～51.7MPa。

受测构件混凝土强度检测结果见表 2。混凝土强度满足设计要求。

表2 混凝土强度检测结果

6 病害成因分析

混凝土的裂缝包括结构性裂缝和非结构性裂缝。这里的裂缝可排除荷载因素，均为非结构性裂缝。非结构性裂缝为混凝土结构变形不均造成，一般情况下主要有三种原因：混凝土自收缩、干燥收缩和温降收缩。

现浇梁底板、腹板与顶板混凝土配比一致，但均未发现裂缝，因此，可以排除材料本身的自收缩而造成裂缝。二是现场混凝土一浇筑完，抹面后立即覆膜养护，也不存在失水问题，因此，只剩下温度收缩。

经现场查勘与检测分析，主线桥左幅 JHLK45～47 孔连续箱梁顶板出现裂缝因温度骤降产生的收缩裂缝，属于非结构受力裂缝。箱梁分为两次浇筑，两次浇筑时间间隔较长，在混凝土收缩过程中受到先期施工混凝土约束，也导致二部混凝土（箱式内八字脚部位）产生裂缝。

通过现场了解施工情况可知，第一步浇筑箱梁底板与腹板，第二步浇筑箱梁顶板，养护用水直接采用临近的河水。2016 年 6 月 2 日大气温度最高 31℃、最低 20℃，第二步浇筑后养护期间 2016 年 4 月 27 日～5 月 1 日大气温度最高24℃、最低 11℃，据此推测养护期间的河水水温应低于 2016年 6 月 2 日，而 2016 年 6 月 2 日河水水温实测是 20℃。由此可推测出施工现场在第二步浇筑后直接采用低于 20℃ 养护水，如果箱梁顶板混凝土水化热产生温度按大概 50℃ 左右考虑，则养护水温度与箱梁顶板混凝土表面的温差大于 30℃，明显超过了混凝土施工要求的养护水温度与混凝土表面温差不超过 15℃ 的一般要求。因此，养护水造成的温度骤降导致箱梁顶板的顶面与底面形成了大量的横向裂缝，即温度收缩裂缝。

现场观察到的典型裂缝分析如下：

网状裂缝（图 1）。养护时直接喷淋低温河水处形成的典型放射状裂缝，属温度持续骤降造成，应力来不及释放即形成不均匀裂缝（已修补）。

塑料薄膜下面的裂缝（图 2）。养护时薄膜覆盖痕迹明显，说明收面后盖膜及时，排除了产生干缩裂缝的可能，同时，撕开表面薄膜后发现膜下裂缝，也说明是在未失水情况下产生的裂缝。

图1 网状裂缝

图2 塑料薄膜下面的裂缝

踩踏裂缝。踩踏痕迹处贯穿脚印的裂缝清晰未闭合，说明是养护后期产生，不属于早期裂缝。

图3 箱式内内倒角（八字脚）处裂缝

图3 内倒角处集中的裂缝，特征明显，成因是第一、二步混凝土浇筑间隔时间较长，收缩不均，下层混凝土约束了上层混凝土的变形，产生了局部裂缝。

7 结论与建议

经分析鉴定，可以得出：（1）箱梁顶板裂缝主要是因为养护用水与结构本体温差过大造成变形而引起的，连续箱梁内倒角处为两步浇注混凝土时间过长，因收缩不均引起的裂缝，均为非结构受力裂缝。（2）混凝土强度和钢筋配置、保护层厚度符合设计要求，不影响结构承载。（3）多数裂缝已贯通顶板，影响结构耐久性，必须采取密封防水措施，以避免刚进的锈蚀。

建议：（1）后续施工中，要缩短第一、二步混凝土的浇筑时间差。（2）养护用水必须经过晾晒，缩小与混凝土本体的温差，以免再次产生温度裂缝。

［单位地址］广东省惠州市三环路旁马安畜牧场路段惠州晖华混凝土有限公司（516257）

黄育强，男，工程师。