某引橋工程混凝土面層裂縫的成因與預防

尤貴平 中交第三航務工程局有限公司寧波分公司

1.工程簡介

該工程位于泉州市惠安縣，本工程包括總長2288m，其中引橋長1920m，高樁梁板結構，寬16m，上部結構為現澆鋼筋混凝土橫梁，橫梁上安裝預應力鋼筋混凝土空心板，空心板上直接澆筑200mm厚C35鋼筋混凝土面層及30mm～80mm厚磨耗層；引堤長368m，拋石斜坡結構，頂寬17m，引堤面車道寬15m，為C35混凝土路面，兩側設鋼筋混凝土壓頂和防撞欄。

（1）施工方案。該引橋工程混凝土面層分左右兩個半幅進行交錯澆注，每次澆注半幅的長度為80m，一次澆注的面層寬度為7m、厚度為20cm。

（2）施工工藝。面層混凝土分區澆筑，在預制場集中攪拌混凝土，用運輸車將混凝土運到施工現場，采用泵送或直接卸料的方法運送（先澆注的半幅采用泵送式輸送，另外半幅采用攪拌車直接卸料的方式澆注），人工攤鋪整平后使用振搗棒振搗密實，采用抹面機抹面，人工光面壓紋，終凝后灑水養護，24h后切縫即可。

采用泵送施工工藝的混凝土是在水灰比不變的情況下，砂率、水泥漿用量和坍落度有所增加，而采用運輸車卸料的混凝土是在水灰比不變的情況下，砂率、水泥漿用量和坍落度有所減小。

2.裂紋調查

由于國內外混凝土結構工程出現面層裂縫的現象已屢見不鮮，嚴重影響施工單位的質量信譽，導致大量工程返工，工程混凝土面層裂縫的預防與處理是工程界普遍關注的問題。本文結合《水運工程混凝土施工規范》（JTS 202-2011）要求，對面層混凝土出現的裂縫情況進行調查，發現第一聯～第四聯左半幅采用的是泵送澆筑方式，澆筑后24h內出現裂縫數量分別為8、6、3、8；而第一聯～第四聯右半幅采用的是攪拌車直接卸料澆筑方式，澆筑后24h內出現裂縫數量分別為10、4、8、3。

根據記錄的裂縫情況可以歸納出：兩種運輸條件下混凝土裂縫數據差別不大，且都出現了裂縫。

3.原因分析

根據調查結果展開分析，對混凝土面層裂縫產生的原因進行歸類，并確認主要原因和次要原因，具體如表1所示。

表1 原因歸類及確認

綜上分析，混凝土澆筑后產生的早期裂縫主要是由于失水和強度增長引起的干縮裂縫。

4.主要預防措施

4.1 設計階段

（1）在對結構進行設計時，要充分考慮施工環境，確保結構的強度、剛度以及穩定性達到標準要求；根據實際情況對該結構的受力進行設計，使兩者相匹配，在計算受力時要具有針對性，不能濫用模板進行套用；若該結構出現突變，應及時提出相應對策并解決。

（2）根據實際情況控制配合比，為了保證混凝土具有良好的坍落度和和易性，在設計時要遵循“三低二摻一高”原則；同時，水灰之比至多為0.6，每立方米混凝土使用450kg水泥即可。

（3）依據標準設計保護層，其厚度設置要適當。可通過添加鋼筋或纖維來減小由溫度和收縮變化而產生的裂縫，選用小直徑鋼筋，采用小間距方式鋪設。需注意的是，在整個截面上，其鋼筋覆蓋率至少為0.3%，至多為0.5%。

4.2 施工階段

（1）要按照設計要求和施工標準選擇材料，若在水泥中加入其他添加劑，則需檢測水泥是否能夠適應，混凝土的強度和變形以及塌落度等是否有損失。添加劑的含量需根據具體情況來決定，一般低于水泥的5%。

（2）在施工過程中，要嚴格按照工程圖紙和技術交底進行操作，若發現不合理設計，立即和負責設計與監理的人員進行討論，為了避免受力模式發生改變，經同意之后才可變動操作。

（3）對混凝土進行配比時，要按照要求把握各成分的比例，為了避免出現計量出錯的情況，定期對混凝土的狀態和性能進行檢測。不斷優化攪拌加工工藝，把“三冷技術”與“二次風冷”技術相結合可顯著減小其澆筑溫度，使攪拌技術更加先進。

（4）選用堅實度高的地基完成混凝土澆筑工作，在澆筑之前確保基層和模板上方的雜物已通過清水清理干凈。為了確保模板的平整密實性，要對其進行堅固安裝；在對鋼模板涂刷涂模劑時應涂抹均勻。

（5）確保混凝土在轉移過程中無初凝、分離和漏漿以及泌水現象；下料時先使其自由順落，當順落高度達到2m以上時利用串筒或溜槽使其慢慢下落；若某處的變截面是豎向的，為了避免出現漏振和過振現象，應選用分層澆筑法，同時對其進行連續兩次的振搗。澆筑時確保模板始終在同一位置，若發生移動要停止澆筑。

4.3 養護及使用階段

當澆筑和振搗結束之后，為了避免發生表面收縮裂縫現象，選用較長的刮尺在混凝土初次凝固之前刮平表面，然后利用鐵制滾筒進行多次滾壓，最后選用木抹子拍實和去毛即可。若澆筑已經完成12h，則開始養護混凝土表面，主要方法是覆蓋塑料薄膜、潮濕草墊或麻片。若暴露在高溫、大風或大雪環境中，要對其進行遮陽、擋風和加固，同時，確保混凝土在養護時期內始終處于潮濕狀態，因此要經常灑水。在其表面強度超過1.2N/mm方可堆放材料和雜物，否則會破壞完整性。

5.效果檢查與成果跟蹤

按上述方案實施后，對試驗段施工效果進行分析，未發現裂縫，同時對強度和其它技術指標進行比對，發現經過調整和細化方案不但能保證工程質量，且更有利于工程施工。

對后期的第五聯～第八聯左右幅部位進行跟蹤后，發現澆注后24h內僅在第五聯左半幅和第七聯左半幅存在1條裂縫，可知處理效果良好。

6.結語

總之，若要有效處理裂縫，應根據實際環境和實驗結果進行對比和分析，依據所得數據提出相對應的解決對策；如果該裂縫是由于收縮而產生的，不僅可以對其進行養護，還要調整施工技術，或者通過改善添加劑的性能來減小裂縫。