钢筋混凝土连续箱梁的裂缝分析与处理
管鹤楼 刘林
【镇江市路桥工程总公司 镇江 212017】
摘 要 本文介绍了普通钢筋混凝土连续箱梁的裂缝产生原因，并提出了处理方法和预防措施，供同行交流讨论。
关键词 桥梁 连续箱梁 裂缝 分析 处理
随着我国高速公路建设的发展，普通钢筋混凝土连续箱梁桥型也常被采用，但随之而来的箱梁裂缝却一直是365JT施工单位头痛的问题，不管哪座现浇连续箱梁都有不同程度的裂缝问题，因此裂缝问题不容忽视。现就裂缝问题作以下分析，供类似桥型施工参考。
1 裂缝产生的原因分析
影响裂缝产生的原因很多，有地基沉降、支架系统变形、混凝土收缩、温差、材料质量和施工质量等原因，当然也有365JT设计原因。
1.1 混凝土收缩裂缝
混凝土是由气、液、固三相组成的假固体（指浇注过程到保养），其中尚有未水化的水泥颗粒，还要吸收周围的水份。液固相间的胶凝体，因水份散失，体积会缩小，引起收缩裂缝：
①箱梁的体积与表面积比值小，混凝土收缩大，易产生裂缝。
②箱梁混凝土浇筑均采用泵送混凝土，由于泵送混凝土施工工艺要求坍落度大，混凝土用水量和水泥用量较大，湿润养护如不及时，混凝土中的水泥水化物因部分失水而干缩，导致水泥混凝土表面的干缩裂缝。
③由于温差作用，混凝土顶部温度较高、底部温度较低，顶部混凝土收缩受到下部混凝土的约束产生裂缝；由于泵送混凝土时，温度较高，同时内部水化热进一步升温，而外部环境温度较低时，形成了较大的内外温差，从而使混凝土表面开裂。
1.2 地基基础沉降差异产生的裂缝
①因地基持力层或桩壁土层的变化，容许承载力的差异导致早期或晚期裂缝。
②由于基础本身施工时处理不当，处理不均匀，致使箱梁浇筑后基础在外荷载作用下发生不均匀沉降导致早期或晚期裂缝。
1.3 支架系统变形产生的裂缝
①由于支撑立杆（或立柱）不均匀分布，各部分刚度分布不一致，使其杆件的弹性变形不均匀，导致早期裂缝。
②支架的地基不均匀沉降引起现浇箱梁的早期裂缝。
1.4 施工管理不善产生裂缝
①拌制混凝土时不按配合比计量，任意加水，浇筑的质量不均匀，收缩不统一产生裂缝。
②混凝土从搅拌到浇筑的时间过长，致使大量网状不规则的裂缝产生。
③混凝土养护差，混凝土在高温和大风的影响下，常产生早期裂缝，裂缝常发生在梁的薄弱处（据有关资料表明：周围温度高于30℃，水份蒸发很快，当风速增至11.1ｍ／ｓ的大风时，水份蒸发速度快7倍）。
④有的施工处理不当，没有按规定处理就浇筑新混凝土，造成施工缝处新老结合处夹渣和裂缝。
⑤箱梁混凝土过早受力产生裂缝，由浇筑方法本身不够严密或者提早拆模或过早落架使梁过早受力，这种情况经常发生。
⑥野蛮施工，用重物撞击等造成裂缝。
1.5 材料差异造成的裂缝
①使用不合格水泥出现早期不规则的短缝。
②砂、石的含泥量超过规定，不仅降低混凝土的强度和抗渗性，还会使混凝土干燥时产生不规则的网状裂缝。
③砂、石的级配差，有的砂粒过细，用这种材料拌制的混凝土常造成梁侧面裂缝。
1.6 化学反应导致裂缝
①使用反应骨料或风化岩石引起裂缝。骨料中含有泥性硅物质与碱性物质相遇，则水、硅、碱反应生成膨胀的胶质，吸收水后造成局部膨胀和拉应力，则构件产生爆裂状裂缝，在潮湿的地方较为多见。
②酸、盐类腐蚀。混凝土中含氯量超过规定后，一段时间后沿钢筋方向产生裂缝。
③碳化收缩裂缝。空气中的ＣＯ2与水泥石中Ｃａ（ＯＨ）2等分子相互作用生成碳酸钙（ＣａＣＯ3），同时放出结合水，使混凝土体积缩小，引发细丝裂纹网。
1.7 设计原因（仅供参考）
①构件结构面积不足时，在扭曲或局部应力作用下，会导致在构件较弱的部位产生裂缝。
②钢筋含筋量过大或保护层太小，会引起沿钢筋纵向方向的裂缝。
2 预防措施
2.1 施工管理不善产生的裂缝和混凝土收缩
①搅拌混凝土要先做配合比，施工时严格按照配合比计量，控制用水量，确保混凝土强度及坍落度一致。
②采用高效减水剂，在满足混凝土坍落度的前提下降低水泥用量及含水量。
③浇筑混凝土时，前、后方配合好，设专人负责，随拌随用。
④混凝土浇筑好后要进行二次抹平压实，以消除沉缩裂缝。
⑤浇筑好的混凝土箱梁在12小时内加以覆盖和洒水，以保持混凝土的湿润状态，一般不小于7天，必要时采用养护液喷洒或用塑料膜覆盖封闭，防止水分蒸发，以利于混凝土的养护。
⑥严格按照《钢筋混凝土施工及验收规范》预留和处理施工缝，并尽量缩短施工缝上下两部分混凝土的施工时间差，以减少由于两部分不同量收缩而产生的相互作用力。已浇筑混凝土的抗压强度大于1.2ＭＰ后清除混凝土表面的水泥薄膜和松动石子及弱混凝土层，用水冲洗干净，且不积水，浇筑前，宜先铺一层水泥浆，将混凝土捣实，使新、老混凝土紧密结合。
⑦混凝土浇筑程序要充分论证，避免已初凝的混凝土过早受力造成裂缝。
⑧在暑期昼夜温差较大，混凝土浇筑安排尽量避开高温阶段。
⑨在暑期使用砂、石料尽量遮阳、洒水等措施降低拌和时的温度。
⑩严格控制拆模和落架时间，避免使梁过早受力。并严禁在拆除底模的梁上堆放重物。
2.2 地基沉降和支架原因产生的裂缝
①支架的地基要处理均匀，并对下卧层的不良土层进行处理。
②支架设计时应尽量分布均匀，其杆件的刚度应尽量保持一致。并进行预压，设计合理的预拱度。
2.3 材料质量差异引起的裂缝
①水泥进场必须有出厂合格证，并对其抽样试验，以满足其抗压、抗折强度及安定性要求。应使用水化热较低的硅酸盐水泥，不应使用水化热较高的水泥。
②砂必须选用材质坚硬、干净的中粗砂；粗骨料的最大粒径、级配、强度均要满足规范要求，并要严格控制含泥量。
2.4 化学反应导致的裂缝
①尽量不用碱集料反应性骨料。
②冬季施工时严格控制混凝土中的含氯量。
③提高外露部分混凝土的强度等级，加强混凝土表面的压实抹光工序。
3 裂缝的处理
本文介绍两种裂缝处理方法，一般来讲对混凝土收缩裂缝等这些对梁体结构本身受力影响并不大，为了防止钢筋生锈而进行的裂缝处理，或者裂缝较小，象这类裂缝一般采用压注环氧树脂进行粘合封闭；另一种则是因箱梁过早受力和部分设计原因等引起的裂缝，这种裂缝一般采用环氧砂浆进行封堵。
3.1 环氧树脂法
①首先对混凝土裂缝的基层表面进行处理，在裂缝表面用钢丝刷将其表面的灰尘、浮渣、油垢等清除，并沿缝用丙酮擦洗，晾晒干燥，且其含水率不能大于6％。
②环氧树脂胶料配制
称取定量的环氧树脂，按胶料配合比加入稀释剂二甲苯与环氧树脂均匀拌和，待温度降至常温后，再加入固化剂乙二胺充分搅拌就配制成了环氧树脂胶料。配制好的环氧树脂胶料，至加入固化剂起，必须在30分钟内处理完毕。
③环氧树脂胶料的配合比（重量比）：
环氧树脂∶二甲苯∶乙二胺＝100∶40∶8
④最后用玻璃布或嵌刀将环氧树脂胶泥仔细批嵌封闭。
⑤材料要求：
ａ.环氧树脂采用Ｅ－44＃（旧称6101），其软化点为12～20℃、环氧值（当量／100ｇ）为0.41～0.47，为淡黄色至棕黄色粘稠透明液体。
ｂ.乙二胺：纯度大于70％，为无色透明液体。
3.2 环氧砂浆封堵法
①处理步骤
ａ.混凝土基层表面清理，沿缝凿宽8～10ｍｍ，深度大于10ｍｍ，用钢丝刷沿缝槽将灰尘、浮渣及松散层彻底清除，用丙酮将其油垢擦洗干净、晾晒，其含水率不大于6％。
ｂ.在清洁的混凝土槽内，薄而均匀地涂刷环氧底胶料，不得有漏涂和留坠现象。
ｃ.涂完底胶料后，自然固化12小时后，然后用玻璃布或嵌刀将环氧砂浆分层封堵，每层厚度不大于5ｍｍ，用沟缝条压平压实。
ｄ.环氧砂浆自然固化24小时后，用环氧底胶料封闭，封闭宽度应大于环氧砂浆缝宽，且每边要超出2～3ｍｍ。
ｅ.封堵后要保持干燥，用碘钨灯烘烤。
②配合比（重量比）
ａ.环氧底胶料
环
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氧树脂∶二甲苯∶乙二胺＝100∶60∶8
ｂ.环氧砂浆配合比
环氧树脂∶二甲苯∶乙二胺∶石英粉∶石英砂＝100∶60∶8∶100∶150
③配制方法
ａ.环氧底胶料的配制方法与环氧树脂胶料的配制方法一样，只不过配合比不同而已。
ｂ.环氧砂浆的配制：先将石英粉、石英砂按比例拌匀，然后将前面拌制好的环氧底胶料倒入已好的混合料中充分搅拌均匀即可。
④注意要点：
ａ.配制好的环氧砂浆自加入固化剂起计时，必须要在40分钟内用完。
ｂ.裂缝基层清理完成的缝或槽，必须经检查合格后方能进行封堵。
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