淺談混凝土箱涵產(chǎn)生裂縫的原因

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前言
    當(dāng)鋼筋混凝土箱涵用作疏水工程或地下通道工程時(shí)，要求具有足夠的強(qiáng)度和良好的防水性能。從結(jié)構(gòu)上看，施工并不困難。但要滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到優(yōu)良工程的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并非易事。特別是對(duì)鋼筋混凝土箱涵易出現(xiàn)裂縫的問(wèn)題，應(yīng)引起足夠的重視。在金牛山莊道路箱涵工程在施工過(guò)程中，出現(xiàn)了側(cè)墻裂縫的問(wèn)題。
    1、工程概況
    金牛山莊道路箱涵位于長(zhǎng)沙河西金牛嶺附近，為金牛山莊道路工程的上為保證水塘向下排水需要設(shè)置。箱涵設(shè)計(jì)為現(xiàn)澆雙孔鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，混凝土標(biāo)號(hào)為C25，采用商品砼，單孔斷面：凈寬×凈高＝3.2×2.4（m），墻為0.35m、底板、頂板厚度均為0.5m，全長(zhǎng)約10m，共一節(jié)，工程地處長(zhǎng)沙河西的山地，地表為農(nóng)田和水塘。地基頂面設(shè)計(jì)標(biāo)高為3m，處沖積層粘土及強(qiáng)風(fēng)化巖交接部位。沖積層粘土屬中壓縮性土。工程在2003年12月至施工。
    2、施工方案
    （1）基坑開(kāi)挖深度約6m。采用一臺(tái)挖掘機(jī)開(kāi)挖，自卸汽車(chē)運(yùn)土。基坑邊坡坡度1∶1.2。
    （2）采用竹夾板模板，鋼架管支撐。模板經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)后，在現(xiàn)場(chǎng)制作安裝。兩模板之間用對(duì)拉螺栓連接。對(duì)拉螺栓用Φ12的鋼筋制作（中間設(shè)止水鋼板），上下左右間距均為85cm。
    （3）箱涵混凝土采用商品混凝土。分兩次澆注，先澆注底板混凝土，后澆注側(cè)墻和頂板混凝土。施工縫設(shè)在底板以上30cm處，縫中安裝鍍鋅鋼板止水片（見(jiàn)圖2箱涵橫截面示意）。
    （4）施工的重點(diǎn)是后澆部分，而后澆部分的施工重點(diǎn)是側(cè)墻混凝土澆注。后澆部分的側(cè)墻深度為2.1m，且頂板鋼筋密布，澆注振搗十分困難。混合料用串筒送入模板中，每間隔1．5m移動(dòng)一次串筒。串筒處的頂板鋼筋先不綁扎，便于安放串筒。待側(cè)墻混凝土澆注完畢后，再綁扎鋼筋。
    （5）側(cè)墻混凝土以50cm的層厚逐層澆注?；旌狭蠌囊欢讼蛄硪欢司鶆虻厮腿肽０逯?，定人定位用插式振動(dòng)棒振搗。每層均按先邊墻，后中墻，再另一邊墻的順序，依次輪流澆注振搗。
    （6）側(cè)墻澆注完成后，緊接著澆注頂板混凝土。從一端向另一端一次澆注成形。
    （7）在頂板最后一道收漿后，用麻袋覆蓋，人工澆水養(yǎng)護(hù)14d。
    （8）非承重模板3d后拆除，承重模板14d后拆除。
    3、裂縫發(fā)現(xiàn)于控制措施
    為保證箱涵施工質(zhì)量，以便總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，確定合理的施工方案。使用材料如下。
    混凝土：由湖南省六建混凝土公司提供商品混凝土，攪拌站距施工現(xiàn)場(chǎng)5km。
    砂石：砂石材料質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。42.5級(jí)水泥：湖南長(zhǎng)沙坪塘產(chǎn)，質(zhì)量檢驗(yàn)合格。
    粉煤灰：湖南湘潭產(chǎn)，質(zhì)量檢驗(yàn)合格。
    外加劑：湖南產(chǎn)，質(zhì)量檢驗(yàn)合格。鋼筋：漣鋼產(chǎn)，質(zhì)量檢驗(yàn)合格。
    分兩次澆注箱涵混凝土，在底板以上30cm處設(shè)施工縫。先澆注底板和30cm高的側(cè)墻，相隔5d后澆注側(cè)墻和頂板混凝土。養(yǎng)護(hù)3d后，拆除外模板。通過(guò)對(duì)箱涵表面進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)箱涵側(cè)墻在施工縫以上每隔3m～7m有一條豎向長(zhǎng)3m左右的裂縫。縫寬0．1mm～0．3mm貫穿整個(gè)墻厚。裂縫位置的分布，三側(cè)墻均不相同。每條裂縫的寬度也不一樣。但每條裂縫的長(zhǎng)度基本相同。都是起于施工縫處，止于側(cè)墻與頂板相交處。施工縫處裂縫較寬，向上逐漸變窄，最后在與頂板相接處消失。
    控制措施
    （1）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)氣候情況和材料現(xiàn)狀，每天早中晚、雨后都要對(duì)砂石材料抽樣檢測(cè)。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，及時(shí)調(diào)整配合比將粉煤灰用量增加到51kg，在滿足施工和易性的條件下，將水灰比降至0．55。
    （2）控制了混凝土攪拌時(shí)間，規(guī)定攪拌時(shí)間2min，不能過(guò)短，也不能過(guò)長(zhǎng)。攪拌時(shí)間短，混合料拌合不均勻；時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)破壞材料的結(jié)構(gòu)。如砂石材料被磨損，混凝土配合比被改變等。
    （3）將竹模板更換為鋼模板，以利散熱。盡量縮短底板混凝土與側(cè)墻混凝土澆注的間隔時(shí)間。在底板混凝土澆注完成后，2d~3d之內(nèi)澆注側(cè)墻混凝土。這就要求鋼筋、模板工序改進(jìn)操作方法，連續(xù)作業(yè)。
    （4）在溫度比較高的中午時(shí)間澆注混凝土，降低混凝土的入模溫度。確保入模溫度控制在20℃以內(nèi)。采用降溫、緩凝等措施降低水化熱引起的溫度上升，將混凝土內(nèi)的溫度控制在40℃以內(nèi)。
    （5）現(xiàn)場(chǎng)振搗按部位責(zé)任到人，防止漏振、少振現(xiàn)象。底板、頂板澆筑速度可適當(dāng)加快，而側(cè)墻澆注速度不易過(guò)快。一般控制在25m3／h，分層振搗，每層厚30cm?；炷翝沧r(shí)的傾落高度控制在2m以內(nèi)。均勻出料，均勻放料，不能堆積成堆，以免發(fā)生離析現(xiàn)象。振搗完成，通過(guò)檢查后，再澆注上一層混凝土。
    （6）改變了混凝土養(yǎng)護(hù)方法，設(shè)置了專(zhuān)人負(fù)責(zé)噴水。在澆注混凝土?xí)r就開(kāi)始向模板上連續(xù)不斷地噴水。由于水泥在水化過(guò)程中產(chǎn)生很大的熱量，在澆注過(guò)程中向側(cè)墻模板噴水散熱，以免混凝土由于溫度過(guò)高，體積膨脹過(guò)大，在冷卻后體積收縮過(guò)大。頂板在最后一道收漿后，用草袋覆蓋后灑水。養(yǎng)護(hù)時(shí)間14d。
    由于采取了有效措施，加強(qiáng)了各個(gè)環(huán)節(jié)的控制與管理，消除了箱體側(cè)墻裂縫產(chǎn)生的原因，施工進(jìn)展順利?？⒐を?yàn)收被評(píng)為優(yōu)良工程。正式投入使用以來(lái)，運(yùn)行情況良好。