淺談混凝土箱涵產生裂縫的原因

1、淺談混凝土箱涵產生裂縫的原因前言當鋼筋混凝土箱涵用作疏水工程或地下通道工程時，要求具有足夠的強度和良好的防水性能。從結構上看，施工并不困難。但要滿足設計要求，達到優(yōu)良工程的質量標準，并非易事。特別是對鋼筋混凝土箱涵易出現(xiàn)裂縫的問題，應引起足夠的重視。在金牛山莊道路箱涵工程在施工過程中，出現(xiàn)了側墻裂縫的問題。1、工程概況金牛山莊道路箱涵位于長沙河西金牛嶺附近，為金牛山莊道路工程的上為保證水塘向下排水需要設置。箱涵設計為現(xiàn)澆雙孔鋼筋混凝土結構，混凝土標號為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，全長約10m，共一

2、節(jié)，工程地處長沙河西的山地，地表為農田和水塘。地基頂面設計標高為3m，處沖積層粘土及強風化巖交接部位。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）基坑開挖深度約6m.采用一臺挖掘機開挖，自卸汽車運土?；舆吰缕露?1.2.（2）采用竹夾板模板，鋼架管支撐。模板經(jīng)過設計后，在現(xiàn)場制作安裝。兩模板之間用對拉螺栓連接。對拉螺栓用12的鋼筋制作（中間設止水鋼板），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，后澆注側墻和頂板混凝土。施工縫設在底板以上30cm處，縫中安裝鍍鋅鋼板止水片。（4）施工的重點是后澆部分，而后澆部分的施工重點

3、是側墻混凝土澆注。后澆部分的側墻深度為2.1m，且頂板鋼筋密布，澆注振搗十分困難?；旌狭嫌么菜腿肽０逯校块g隔1.5m移動一次串筒。串筒處的頂板鋼筋先不綁扎，便于安放串筒。待側墻混凝土澆注完畢后，再綁扎鋼筋。（5）側墻混凝土以50cm的層厚逐層澆注?；旌狭蠌囊欢讼蛄硪欢司鶆虻厮腿肽０逯校ㄈ硕ㄎ挥貌迨秸駝影粽駬v。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量，

4、以便總結經(jīng)驗，確定合理的施工方案。使用材料如下?；炷粒河珊鲜×ɑ炷凉咎峁┥唐坊炷粒瑪嚢枵揪嗍┕がF(xiàn)場5km.砂石：砂石材料質量檢驗結果見表1.42.5級水泥：湖南長沙坪塘產，質量檢驗合格。粉煤灰：湖南湘潭產，質量檢驗合格。外加劑：湖南產，質量檢驗合格。鋼筋：漣鋼產，質量檢驗合格。分兩次澆注箱涵混凝土，在底板以上30cm處設施工縫。先澆注底板和30cm高的側墻，相隔5d后澆注側墻和頂板混凝土。養(yǎng)護3d后，拆除外模板。通過對箱涵表面進行檢查，發(fā)現(xiàn)箱涵側墻在施工縫以上每隔3m7m有一條豎向長3m左右的裂縫?？p寬0.1mm0.3mm貫穿整個墻厚。裂縫位置的分布，三側墻均不相同。每條裂縫的寬度

5、也不一樣。但每條裂縫的長度基本相同。都是起于施工縫處，止于側墻與頂板相交處。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?？刂拼胧?）根據(jù)現(xiàn)場氣候情況和材料現(xiàn)狀，每天早中晚、雨后都要對砂石材料抽樣檢測。根據(jù)檢測結果，及時調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間，規(guī)定攪拌時間2min，不能過短，也不能過長。攪拌時間短，混合料拌合不均勻；時間過長，會破壞材料的結構。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墻混凝土澆注的間隔時間。在底板混凝土澆注完成后，2d

6、-3d之內澆注側墻混凝土。這就要求鋼筋、模板工序改進操作方法，連續(xù)作業(yè)。（4）在溫度比較高的中午時間澆注混凝土，降低混凝土的入模溫度。確保入模溫度控制在20以內。采用降溫、緩凝等措施降低水化熱引起的溫度上升，將混凝土內的溫度控制在40以內。（5）現(xiàn)場振搗按部位責任到人，防止漏振、少振現(xiàn)象。底板、頂板澆筑速度可適當加快，而側墻澆注速度不易過快。一般控制在25m3h，分層振搗，每層厚30cm.混凝土澆注時的傾落高度控制在2m以內。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，通過檢查后，再澆注上一層混凝土。（6）改變了混凝土養(yǎng)護方法，設置了專人負責噴水。在澆注混凝土時就開始向模板上

7、連續(xù)不斷地噴水。由于水泥在水化過程中產生很大的熱量，在澆注過程中向側墻模板噴水散熱，以免混凝土由于溫度過高，體積膨脹過大，在冷卻后體積收縮過大。頂板在最后一道收漿后，用草袋覆蓋后灑水。養(yǎng)護時間14d.由于采取了有效措施，加強了各個環(huán)節(jié)的控制與管理，消除了箱體側墻裂縫產生的原因，施工進展順利?？⒐を炇毡辉u為優(yōu)良工程。正式投入使用以來，運行情況良好。4、裂縫原因分析（1）對商品混凝土進行調查、分析通過對材料進行抽樣檢驗，沒有發(fā)現(xiàn)質量問題。混凝土攪拌站距現(xiàn)場不到5km，混凝土運輸與等候時間之和約為15min25min，現(xiàn)場測定混凝土的坍落度為10cm14cm，符合規(guī)范要求。又對混凝土試塊進行抗壓、抗

8、滲試驗，均符合質量要求，混凝土不存在質量問題。（2）檢查地基承載力情況基底土質為粘土，開挖基坑后，由勘測院取三處土樣進行試驗，允許承載力分別為0.253MPa，0.276MPa，0.297MPa，都能滿足設計要求。經(jīng)計算，箱體對土基的作用力為0.048MPa.該段范圍內沒有軟土地基。箱涵兩側按規(guī)定設有排水邊溝和積水井，用水泵及時抽出積水。因此，人工澆水養(yǎng)護不會對地基產生影響。通過以上分析，地基承載力滿足要求，不會產生不均勻沉降。對箱涵頂面四個角點的水平監(jiān)測，也沒有發(fā)現(xiàn)有下沉現(xiàn)象。（3）對支架進行檢查防止因支撐不牢，混凝土在沒有達到一定強度時，箱體產生位移，使混凝土產生過大的剪應力而開裂。模板內

9、支架為鋼架管支架，底下設置墊板。經(jīng)檢查，沒有發(fā)現(xiàn)損壞、滑移等現(xiàn)象。（4）由人工運送混凝土先澆注底板混凝土計89m3，相隔5d后，再澆注側墻及頂板混凝土計160m3.混凝土入模溫度為825，凝結過程中的最高溫度為35。澆注速度35m3h，人工操作插式振動棒振搗。在頂板混凝土收漿后，用草袋覆蓋，人工澆水養(yǎng)護。根據(jù)以上資料，排除了混凝土質量，地基承載力，支架水平移動因素對混凝土裂縫的影響，最有可能的是混凝土收縮及溫度應力引起的裂縫。箱涵混凝土分兩次澆注，底板澆注后，對施工縫進行鑿毛、清理，再綁扎側墻、頂板鋼筋，安裝模板。5d后澆注側墻及頂板混凝土。由于澆注混凝土是在上午進行，氣溫低。由人工送入模板中振搗，澆注速度慢，水泥在水化過程中釋放出大量熱量，積聚在混凝土中，使混凝土體內的溫度最高達到了45，而環(huán)境溫度白天15左右，夜間8左右。最大溫差達37，導致混凝土體積收縮過大。而在收縮時，遇到先期澆注的底板混凝土和結構鋼筋的約束，不能形成整體收縮，在側墻混凝土中產生巨大的拉應力，從而導致箱涵側墻被拉裂。5、結語5.1裂縫是鋼筋混凝土箱涵致命的質量問題。特別是用作地下通道或疏水工程的箱涵，一旦裂縫