浅析现浇连续箱梁大体积混凝土施工裂缝防治措施

发表时间：2020-06-01T08:25:52.385Z 来源：《建筑学研究前沿》2020年4期 作者： 徐晓放[导读] 混凝土裂缝普遍存在于混凝土结构中，是难以解决的工程建设实际问题。上海城建市政工程（集团）有限公司 上海 200135

摘要：混凝土裂缝普遍存在于混凝土结构中，是难以解决的工程建设实际问题。它对建筑物结构的承载力、刚度、稳定性会造成很大的影响，而且会使结构物的抗渗性能变差，导致结构物的正常使用能力下降，结构内部的材料也会由于这种原因而达不到质量的要求，裂缝病害也会对建筑结构的耐久性和安全性产生较大不良影响，对裂缝病害的深度研究才能化解它对钢筋混凝土的危害，保障建筑结构的质量安全。

关键词：钢筋混凝土；裂缝病害；

1．裂缝产生及危害

本文主要阐述普通硅酸盐水泥为原料组成的大体积钢筋混凝土结构裂缝。钢筋混凝土结构裂缝指的是，混凝土结构在养护期间及养护完成后，由外部因素及内部因素分别或共同作用使钢筋混凝土结构发生裂痕产生的裂缝。 1.1裂缝对结构产生的危害： 1.1.1影响结构承载力和使用安全性

对受弯结构现浇连续梁体而言，在一定范围内裂缝是允许被存在的，但是我们也不能忽视裂缝对结构承载力的影响，一但这种裂缝的累积数量突破数量极限时就会发生质变，事故的发生率将会是百分之百。 1.1.2影响结构的防水性

桥面系结构层都有要求防水的部位，一旦这些要求防水的部位出现裂缝不仅影响结构安全性能，还会对人民生命产生巨大威胁。大体积混凝土现浇连续梁，箱室是密闭设计，防水防潮，一旦雨水透过裂缝在箱室沉积，将会增加梁体荷载，腐蚀钢筋产生不可逆转的损害。 1.1.3影响结构的耐久性和使用寿命

各种内部因素和外界环境因素会对混凝土结构产生破坏，钢筋氧化锈蚀、砼碳化、雨淋侵蚀、冻融循环、碱骨料反应等。这些侵蚀是漫长且长期存在的。外因和内因的共同作用消耗构件的使用寿命，绝大部分气体氧化物能够和钢筋发生反应，加上水的作用，加剧消耗构件耐久性能。 2．课题研究案例

本文以湖北某工程第三标段大体积混凝土现浇连续箱梁为研究案例，详细分析裂缝成因与防治。通过此次研究，寻找现浇连续箱梁大体积混凝土施工裂缝防治措施，为后续连续梁的施工质量和安全提供一定的指引和借鉴。通过系统分析外部环境下裂缝形成的种类及产生的原因，在材料准备，施工浇筑，及后期养护三个方面探索裂缝防治措施。 2.1案例工程介绍

湖北某工程第三标段主线高架桥标准宽度26.8m，为单箱六室结构。现浇段箱梁标准跨径为30m，3跨一联，浇筑混凝土为高标号C50，水泥选用52.5规格，标准联浇筑底板和顶板分两次浇筑共计方量约1900m3，浇筑时间8至16小时。 2.2现浇箱梁工程概况

3．混凝土裂缝的特征及分类

本案例段实际浇筑时间集中在8月份，日照时间约为11小时，周平均最高气温维持在37摄氏度，降雨少。根据现场调查，大体积连续箱梁混凝土浇筑养护完成后裂缝产生种类大致分以下四种： 3.1温度裂缝

温度裂缝是由于结构周围环境温度、气温变化和水化热三个方面而引起的，温度冷热的变化使混凝土结构发生收缩或者是膨胀，这时候就会有温度应力出现的可能。温度应力的大小大概率会造成混凝土结构产生裂缝，并且裂缝开展和时间的推移成正比。

3.3内约束裂缝

内约束裂缝走向并无一定规律。对于一些梁板式或者是大跨度的结构来说。这种裂缝一般在施工期间就经常发生，且在冬季和夏季发生裂缝的宽度也有所不同，一般是冬季较宽，夏季较细。

4．混凝土裂缝的原因分析 4.1 材料原因

收缩性和脆性是混凝土都具有的性质，其抗压强度远大于抗拉强度。由于混凝土的弹性模量较高并且它的抗拉也是非常低的，另一方面它的收缩绝对值是不大，故混凝土的收缩量小也会产生较大拉应力。

（1）骨料粒径也与混凝土的收缩量有很大关系，当选取的骨料粒径比较细时，会影响混凝土的用水量，这是时候就会使混凝土的收缩量增大，进而产生裂缝。

（2）混凝土的收缩量也会由于混凝土外加剂以及掺和料或掺量选取不合适引起增大现象。

（3）水泥品种选取的不同也会导致混凝土收缩增大，其中矿渣硅酸盐水泥收缩比较大而普通硅酸盐水泥收缩是比较小的。 4.2工法原因

混凝土结构构件的正常使用需要进过好几个过程才能完成，如：制作、运输、安装等。在这几个过程中施工方法不合理就会对施工的质量产生很大影响，进而使混凝土结构出现各种形式的裂缝。通过实验可以得知产生裂缝的原因主要有以下几方面：

（1）混凝土拌合物在生产过程中，集料、骨料等拌和不均匀，或在运输、浇筑过程中运距太长，搅拌不当将会造成混凝土离析泌水，造成质量问题。

（2）施工速度太快且在施工过程中对混凝土的养护时间不足时，就不能在早期对混凝土的收缩进行控制，这样就会造成混凝土开裂。 （3）烈日长时间的暴晒，混凝土水分散失严重，初凝时间变短，并且在高空浇注混凝土，使混凝土的收缩值增大进而产生裂缝。 （4）施工后没有按正确的方式拆除模板或是拆模过早，在拆模过程中引起混凝土的开裂。 （5）浇筑后的混凝土没有得到足够的养护导致混凝土失水，使混凝土的收缩增大，引起裂缝。 4.3 混凝土因自身特性原因

4.3.1沉缩裂缝

它是混凝土初凝后无沉实或沉实能力欠缺而产生的裂缝。新浇筑的混凝土由于重力作用，骨料下沉，浆料上升，同时挤出水分和空气，就会产生“泌水”现象，沉缩收缩多发生在混凝土浇筑后4-5小时内，直至混凝土硬化后才能停止。骨料下沉密实时和钢筋相互作用力，形成沿钢筋方向的纵向裂缝。 4.3.2自由收缩裂缝

当水泥水化反应过多地消耗混凝土内部结构中毛细孔水，导致毛细孔水内产生负压，引起自干燥的混凝土收缩为自收缩。自收缩的时候，水泥水化反应引起混凝土水分减少，不会与其他的因素有关联，尤其是外界的温度和湿度。混凝土表面的裂缝也是在约束下产生的。 4.3.3碳化收缩裂缝

该裂缝是由于大气中的二氧化碳与水泥水化物共同作用发生的化学反应引起。混凝土初凝期间，碳化收缩很小，但在后期收缩加大，造成混凝土弹性模量提高，抗裂性能降低。在混凝土硬化后较长时期内发生混凝土碳化收缩的概率是比较大的，它会使干燥收缩裂缝逐渐向着深处发展下去。 5．混凝土裂缝的防治 5.1材料准备防治

在配合比设计过程中应综合考虑采取以下措施：

（1）水泥：使用52.5级普通硅酸水泥，水泥的含碱量低于0.6%，根据混凝土配合比报告，水泥用量宜控制在380kg以下。利用后期强度达到设计要求。

（2）可以利用双掺工艺，混凝土和粉煤灰混合，水泥用量为21%，混入水泥用量的1%外加剂（减水剂）减少水泥使用量，使高标号混凝土初凝时间延缓。

（3）在混凝土拌合物种假如水泥用量大约15%的膨胀剂，使得混凝土初凝期间收缩减小，减小裂缝产生内在因素，也能提高混凝土构件的防水性能。

（4）选用连续级配粗细骨料，均匀拌合，考虑钢筋笼间隙，合理调配最佳含水量和砂率。大体积现浇连续梁混凝土用砂宜采用黄砂，严禁采用河砂用于高标号C50混凝土的拌和。

5.1-2现场混凝土塌落度检测 5.2施工浇筑防治

（1）混凝土配合比由，设计方、业主、施工方、检测方确定。施工方安排质量管理人员携C50配合比报告单至混凝土拌和站监督拌站生产混凝土。施工现场安排操作人员换班施工，后勤物资准备就位，缓解操作人员疲劳施工。

（2）现场每2小时测试坍落度及扩展度。混凝土泵送砼前，先用水泥砂浆，润滑泵送管道，然后开始泵送混凝土。泵送先慢后快，保持混凝土供应连续不间断。泵送期间，料斗内的混凝土含量不低于缸筒口上120mm，到料斗口下140mm之间极好，避免空泵堵管，多则溢出致使混凝土浪费，增大混凝土离析的可能。当混凝土供应中断，需降低泵送速度，及时和拌站方联系，增大发车数量，另行规划合理路线。当泵管堵塞的时候，立即安排维修工维修，若半个小时内未修好，换备用泵继续作业（使用前用砂浆湿润泵管），这时应及时和拌站质量管理人员沟通，排查混凝土质量问题。在高温季节泵送，宜用土工布浸润覆盖到泵管进行降温，降低泵送温度，减少水蒸发。 （3）振捣棒的操作要做到“分层浇筑，分层捣实、快插慢拔”，这样可使深层混凝土因慢拔振捣密实，不至于因振捣棒的提速导致空腔，亦可使混凝土得到充分振捣（一定程度上），快插是放缓混凝土表面因振捣密实，随时间硬化丧失流动性，致使下部结构空腔。振捣过程中，要把握好真到时间，既要做到充分振捣，又要避免过振，时间把握在20-30s最佳。过振将会造成混凝土分层离析，易造成质量事故。

（4）浇捣混凝土，现场管理人员定期观察模板，钢筋、发现问题随时纠正。

图5.3-1连续梁底板覆盖洒水养护 6．结语

在实际施工浇筑过程中，若对混凝土裂缝控制技术的疏忽，将会造成生产质量问题。正如本文裂缝病害所产生的的后果那样，构件的安全性耐久性将会大打折扣。大体积混凝土浇筑施工难度大、工程条件复杂，且施工对技术要求较高，由于体积加倍，裂缝成因呈倍率增长，就有更多的水化热产生，加上外部环境温度及雨淋和施工瑕疵，混凝土裂缝病害的产生概率将会很大。这样以来不仅对建筑物的外观具有直接的影响，还严重影响着建筑的整体性、耐久性和安全性。因此，必须找到合理的混凝土浇筑方法，以此提高建筑工程的质量。通过以上研究分析，运用科学的方法从以上三个层面预防把控裂缝形成，确保工程质量。 参考文献

［1］何星华，高小旺.桥梁工程裂缝防治指南［M］.北京：中国桥梁工业出版社，2005. ［2］韩素芳，耿维恕.钢筋混泥土结构裂缝控制指南［M］.北京：化学工业出版社，2005. ［3］过镇海，时旭东.钢筋混凝土原理和分析［M］.北京：清华大学出版社，2003. ［4］董海军.混凝土裂缝控制技术[J].期刊，2013（02）.

［5］聂万德.混凝土裂缝分析及控制措施[J].论文期刊，2016（08）.

［6］曲德仁.混凝土质量控制［M］.北京：中国工业出版社，2003.

［7］鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展［M］.北京：清华大学出版社，2002. ［8］徐艳松.混凝土结构裂缝产生的原因及对策[J].河北煤炭，2005（04）. ［9］周国防.浅谈混凝土裂缝的预防处理[J].科技创新导报，2008（03）. ［10］《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2015）. ［11］《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》（GB175-2007）. ［12］《建筑用砂》（GB/T14684-2001）.