钢筋混凝土箱涵施工裂缝的分析与控制讲解

钢筋混凝土箱涵施工裂缝的分析与控制摘要：钢筋混凝土箱涵在施工过程中，易产生裂缝。其影响因素有：温度应力，原材料质量，地基不均匀沉降，模板支撑不稳，结构配筋，混凝土振捣及养护达不到要求等。针对东深疏水箱涵侧墙裂缝产生的原因，改进了施工方案，加强了各个环节的监控管理，消除了裂缝产生的原因。关键词：钢筋混凝土箱涵；裂缝；控制当钢筋混凝土箱涵用作疏水工程或地下通道工程时，要求具有足够的强度和良好的防水性能。从结构上看，施工并不困难。但要满足设计要求，达到优良工程的质量标准，并非易事。特别是对钢筋混凝土箱涵易出现裂缝的问题，应引起足够的重视。东深疏水箱涵工程在施工过程中，就出现了侧墙裂缝的问题。1.工程概况东深疏水箱涵工程位于惠阳市马安镇附近，为深圳市东部疏水工程的一个标段。箱涵设计为现浇双孔钢筋混凝土结构，混凝土标号为C30,单孔断面：净宽X净高=3.2X4.0(m^,墙、底板、顶板厚度均为0.5日全长943ml每23m为一节，共41节。节与节之间设3cm宽的沉降缝，沉降缝处设橡胶止水带。工程地处西枝江一级阶地，地表为农田。地基顶面设计标高为6.9m,处冲积层粘土及砂层交接部位。冲积层粘土属中压缩性土。工程在1998年6月至1999年6月期间施工(见图1箱涵横截面构造示意)。注：标高单位为m图1箱涵横截面构造示意单位：mm2.施工方案(1)基坑开挖深度约6nl采用两台挖掘机接力开挖，自卸汽车运土。基坑边坡坡度1：1,在边坡中部设1.5m宽的操作平台，便于施工作业。(2)采用木模板，钢支撑。模板经过设计后，在加工场地制作好，运至现场安装。两模板之间用对拉螺栓连接。对拉螺栓用①12的钢筋制作(中间设止水钢板)，上下左右间距均为80cmi(3)箱涵混凝土采用商品混凝土，泵送。分两次浇注，先浇注底板混凝土，后浇注侧墙和顶板混凝土。施工缝设在底板以上70cm处，缝中安装镀锌钢板止水片(见图2箱涵横截面示意)。(4)施工的重点是后浇部分，而后浇部分的施工重点是侧墙混凝土浇注。后浇部分的侧墙深度为3.8m,且顶板钢筋密布，浇注振捣十分困难。混合料用用筒送入模板中，每间隔1.5m移动一次用筒。用筒处的顶板钢筋先不绑扎，便于安放用筒。待侧墙混凝土浇注完毕后，再绑扎钢筋。图2箱涵横截面示意单位：m(5)侧墙混凝土以50cm的层厚逐层浇注。混合料从一端向另一端均匀地送入模板中，定人定位用插式振动棒振捣。每层均按先边墙，后中墙，再另一边墙的顺序，依次轮流浇注振捣。(6)侧墙浇注完成后，紧接着浇注顶板混凝土。从一端向另一端一次浇注成形（7）在顶板最后一道收浆后，用麻袋覆盖，人工浇水养护14d。 （8）非承重模板3d后拆除，承重模板14d后拆除。3.试验段发现裂缝为保证箱涵施工质量，先进行试验段施工，以便总结经验，确定合理的施工方案。选取第41节为试验段，使用材料如下。混凝土：由远发混凝土公司提供商品混凝土，搅拌站距施工现场2km。砂石：砂石材料质量检验结果见表1。525＃水泥：烟台产，质量检验合格。粉煤灰：珠海产，质量检验合格。外加剂：深圳产，质量检验合格。钢筋：韶钢产线材，质量检验合格。混凝土搅拌配合比见表2。分两次浇注箱涵混凝土，在底板以上70cm处设施工缝。先浇注底板和70cm高的侧墙，相隔5d后浇注侧墙和顶板混凝土。养护3d后，拆除外模板。通过对箱涵表面进行检查，发现箱涵侧墙在施工缝以上每隔3m-7m有一条竖向长3m左右的裂缝。缝宽0.Imrrr0.3mms穿整个墙厚。裂缝位置的分布，三侧墙均不相同。每条裂缝的宽度也不一样。但每条裂缝的长度基本相同。都是起于施工缝处，止于侧墙与顶板相交处。施工缝处裂缝较宽，向上逐渐变窄，最后在与顶板相接处消失（见图3箱涵侧墙裂缝展开示意）。4.裂缝原因分析（1）对商品混凝土进行调查、分析通过对材料进行抽样检验，没有发现质量问题。混凝土搅拌站距现场不到2km,混凝土运输与等候时间之和约为15min〜25min,现场测定混凝土的坍落度为10cm-14cm,符合规范要求。又对混凝土试块进行抗压、抗渗试验，均符合质量要求，混凝土不存在质量问题。（2）检查地基承载力情况基底土质为粘土，开挖基坑后，由质量监督站取三处土样进行试验，允承载力分别为0．253MPa，0．276MPa，0.297MPa都能满足设计要求。经计算，箱体对土基的作用力为0.048MPa试验段范围内没有软土地基。箱涵两侧按规定设有排水边沟和积水井，用水泵及时抽出积水。因此，人工浇水养护不会对地基产生影响。通过以上分析，地基承载力满足要求，不会产生不均匀沉降。对箱涵顶面四个角点的水平监测，也没有发现有下沉现象。（3）对支架进行检查防止因支撑不牢，混凝土在没有达到一定强度时，箱体产生位移，使混凝土产生过大的剪应力而开裂。模板内支架为门式钢支架，外斜撑为钢支撑。经检查，没有发现损坏、滑移等现象。（4）由输送泵运送混凝土先浇注底板混凝土计115m3相隔5d后，再浇注侧墙及顶板混凝土计180m3混凝土入模温度为30c〜35C,凝结过程中的最高温度为54Co浇注速度35m豕h,人工操作插式振动棒振捣。在顶板混凝土收浆后，用麻袋覆盖，人工浇水养护。根据以上资料，排除了混凝土质量，地基承载力，支架水平移动因素对混凝土裂缝的影响，最有可能的是混凝土收缩及温度应力引起的裂缝。箱涵混凝土分两次浇注，底板浇注后，对施工缝进行凿毛、清理，再绑扎侧墙、顶板钢筋，安装模板。5d后浇注侧墙及顶板混凝土。由于浇注混凝土是在中午进行，气温高。由输送泵送入模板中振捣，浇注速度快，水泥在水化过程中释放出大量热量，积聚在混凝土中，使混凝土体内的温度最高达到了54℃，而环境温度白天25℃左右，夜 [1][2]下一页