浅谈U形槽侧墙施工裂缝的成因及控制
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【摘要】简述U形槽侧墙砼裂缝产生的类型、原因、裂缝防止措施以及裂缝的处理。
中图分类号：TV543文献标识码： A 文章编号：
近几年在宁波市区出现很多铁路下穿U形槽工程，均采用钢筋混凝土U形槽结构形式，如已建的世纪大道U形槽工程、宁波市沧海路U形槽工程及桑田路U形槽工程等均属于此类工程。此类工程的砼浇筑方量较大，很容易出现裂缝，特别是在U形槽侧墙砼施工过程中，不当的施工方法、施工工艺及控制措施均会使墙体砼出现裂缝和渗水现象，影响U形槽整体的工程质量和外观形象。
本人结合在U形槽工程砼施工中的体会，谈一下U形槽侧墙砼施工中的裂缝控制。
一、U形槽侧墙施工裂缝的主要类型
1、垂直收缩裂缝：U形槽侧墙的连续裂缝一般于混凝土浇筑完毕后3d～5d左右开始出现，其形状呈垂直状，从墙顶至墙底， 位于每节U形槽（长度一般为15米）的墙中位置，U形槽内分隔墙也会出现此类情况。
2、砼骨料沉落裂缝：此类裂缝主要出现在U形槽侧墙的个别对拉螺杆下方，其形状为垂直状，长度较短。
3、温度裂缝：此类裂缝纵横向均有可能产生。
二、侧墙裂缝产生的原因分析
U形槽侧墙出现裂缝的原因是多方面的，如温差、原材料、模板支架、施工水平及砼浇筑工艺等，均有可能使砼侧墙产生裂缝。
1、温度应力作用
钢筋砼结构随着温度变化会产生热胀冷缩变形，如果砼表面与内部温度变化不一致，此变形会受到约束，在砼内部即会产生应力，当此应力超过砼抗拉强度，砼即会出现裂缝。如果气温突然起大变化，U形槽侧墙一侧由于为外露面，其表面温度降低速度最快，而侧墙内部由于在地热的作用下，温度降低没有表面快，这种情况容易产生裂缝。
2、砼的水化热作用
水化热大是U形槽侧墙大体积砼重要特点，是造成侧墙砼内部温度过高的直接原因，从而很容易引起U形槽侧墙温度裂缝，所以降低砼水化热温度，是控制侧墙裂缝的重要措施。
引起侧墙砼水化热大的原因主要是：a.拌制砼的水泥水化热高，水泥用量大，采用的骨料和水温度较高；b.砼浇筑施工时外界温度较高；c.砼入模前钢筋和模板的温度较高；d.侧墙砼浇筑时，分层浇筑的层高过高，不利于砼散热。
3、砼自身收缩作用
一般U形槽主体结构的砼强度为C30，采用泵送技术进行施工。因混凝土需达到泵送要求，其坍落度一般要求在14cm左右，其同一强度的混凝土相对于传统的半干硬性混凝土水泥掺量多，碎石粒径小，水掺量多，这三大原因极易使混凝土产生收缩裂缝。
4、砼浇筑时振捣不实
砼在振捣时，骨料下沉，水泥浆上升，并挤出部分水分和空气。这种沉落直到砼初凝时才停止。骨料在振捣沉落过程中，若受钢筋及模板表面阻力的作用，部分骨料很难到达钢筋或对拉螺杆的下方，加上砼自身的收缩变形，使侧墙在局部的对拉螺杆下产生裂缝。在侧墙砼振捣时，如果某部分砼漏振或少振，也会产生裂缝。
5、养护条件差
侧墙砼在拆模后，应根据天气状况及温度及时养护。拆模后，砼仍处在塑性状态时，没有及时覆盖，受风吹日晒，表面水分蒸发过快，产生急剧的收缩，而此时砼强度甚低，不能抵抗这种变形应力导致裂缝产生。
6、施工队伍质量意识不过关
工人的质量意识及施工技术跟侧墙砼的质量有直接的关系。若施工队伍质量意识差，技术交底不到位，施工单位管理不到位，就会出现漏振、分层浇筑层太高或按侧墙高度一次浇筑等野蛮施工，极易使侧墙产生裂缝。
砼在泵送前，如果是用强度低于配比的砂浆进行砼泵的料斗、砼缸及布料管内部进行内壁时，这些砂浆如果泵在侧墙的同一个地方，这地方容易产生裂缝。
7、设计构造不合理
由于设计计算时，U形槽的节长考虑过长，砼浇筑完成后，砼水化热会很高，由于配筋过多，容易产生收缩裂缝。
因U形槽侧墙特殊环境的要求，钢筋保护层厚，一般为50mm左右，较厚的保护层使该部位混凝土收缩时不能获得钢筋的约束，形成裂缝，并可能进一步发展。
三、侧墙砼裂缝的防止措施
控制砼水化升温，延缓降温速率，减少砼收缩，改善约束条件，提高施工单位的质量意识，能有效防止和控制侧墙砼裂缝的产生。
1、原材料的控制措施：①水泥选用较低水化热的普通硅酸盐水泥，来降低混凝土的绝对温升值，这样可以使混凝土浇筑后的内外温差和降温速度控制的难度降低，水泥用量控制在300～380kg／m3，所用的水泥应进行水化热测定。②采用5～40mm颗粒级配的石子，控制含泥量小于1.5%，在拌和砼前应采用措施降低粗集料的初始温度。③采用级配良好的中、粗砂，砂率宜为38%～45%，控制含泥量小于1.5%，同样要求采用措施降低细集料的初始温度。④掺合料及外加剂的使用。当前用的掺合料主要是粉煤灰，可以提高混凝土的和易性．大大改善混凝土工作性能和可靠性，同时可代替水泥，降低水化热。掺加量为水泥用量的15%，降低水化热15%左右。外加剂主要指减水剂、缓凝剂和膨胀剂。混凝土中掺入水泥重量0.25%的木钙减水剂，不仅使混凝土工作性能有了明显的改善，同时又减少10%拌和用水，节约10%左右的水泥，从而降低了水化热。一般泵送混凝土为了延缓凝结时间，要加缓凝剂，反之凝结时间过早，将影响混凝土浇筑面的粘结，易出现层间缝隙，使混凝土防水、抗裂和整体强度下降。为了防止混凝土的初始裂缝，宜加膨胀剂。常用的膨胀剂有UEA，EAS、特密斯等型号。⑤水宜采用低温自来水，水质符合要求。⑥严格控制水灰比和坍落度。泵送砼的水灰比在实际施工中，最好控制为0.45。每次拌制砼之前，要现场实测砂、石的含水率，便于严格控制水灰比。砼泵的料斗、砼缸及布料管采用与砼同配比的砂浆进行了，但不得集中浇筑在同一处；严禁在砼运输车上加水。坍落度应控制在10cm～14cm。
2、施工过程防止措施：①U形槽侧墙采用分层浇注方案，每层浇注厚度不超过30cm，选择较薄厚度的浇筑层有利于水化热的释放，上一层砼浇注在下一层砼初凝之前完成。如果两道侧墙同时浇筑，可以安排两道侧墙分层间隔浇筑，以此来降低水化热更有效，但来回调整泵车布料杆较麻烦。②砼振捣采用振捣棒振捣，振捣过程中应采用二次振捣，排除砼因泌水，粗集料、水平钢筋下部的水分和空隙，以及上下层砼结合不良现象，提高砼与钢筋的握裹力，增加密实度，提高强度，从而提高抗裂性。③控制好砼入模温度，最高温度不大于28℃。对材料的温度及泵送管道进行有效的控制，做好保温措施。浇筑砼尽量避开中午最热的这段时间。④砼浇筑过程中，要随时检查模板和支架情况，出现不利情况时，马上进行补救措施，以防砼大面积弹模。
3、砼养护及温度控制措施：①侧墙砼浇注完成后，做好砼的保温、保湿养护工作，使它缓缓降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力。②拆模时间不可过早，应等其具有一定强度后才能拆模，延缓降温时间和速度，充分发挥砼“应力松驰效应”。拆模后，及时回填土是控制早期、中期开裂的有利因素。若不及时回填的，应立即派专人对砼进行浇水养护，以砼不发白为准。养护时间采用长时间养护，不得低于14天。③加强测温和温度检测管理，实行信息化控制，随时控制砼内的温度变化，保证内外温差在25℃以内。超过时，应及时调整保温及养护措施，有效地控制裂缝的出现。
4、在浇筑砼前，施工单位技术负责人要做好技术交底和质量意识教育，以免在现场出现野蛮施工，影响侧墙砼的浇筑质量。
5、浇筑砼之前，检查模板和支撑是否具有足够的强度、刚度和稳定性，防止模板支撑弹模产生的裂缝。6、清洗砼泵和输送管的水严禁排入已浇筑的砼内。
通过上述方法及措施能够确保U形槽侧墙砼在施工中质量得到有效地控制，使其达到预期的目的。
四、U形槽侧墙混凝土裂缝的一般处理
U形槽侧墙混凝土的裂缝一般对结构安全不产生影响，但其易成为渗水的主要通道，影响U形槽的外观和使用，故对其进行封闭处理，其处理方法如下：
1、将裂缝所在侧墙回填面沿裂缝两边剔成八字形槽，用环氧树脂进行灌缝密缝。
2、用防水材料相适应的裂缝处理材料将墙面压实补平。
3、在侧墙回填面裂缝处施工一道防水层，并加设无纺纤维布一道，裂缝两边各50cm宽。
五、结束语
U型槽侧墙施工裂缝控制的得当与否，将直接影响整个U型槽的整体外观。裂缝一旦产生，很难修复，修复成本也较高。在施工实践中，要根据工程所处的环境条件，认真分析每一个影响因素，采取相应的对策和措施，U形槽侧墙施工裂缝是可以有效控制的。
参考文献：
1、王铁梦：《建筑物的裂缝控制》(上海科技出版社1987年)
2、《建筑工程施工实用技术手册》（中国建材工业出版社2007.4）
3、《公路桥涵施工技术规范》（人民交通出版社出版2000.1）
4、《混凝土结构工程施工与验收手册》（中国建筑工业出版社2005）