分析钢混凝土箱涵施工裂缝原因与措施

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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：混凝土 箱涵 裂缝

中图分类号：TU37文献标识码：A文章编号：

引言：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。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

某疏水箱涵工程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×净高＝3.2×4.0（m），墙、底板、顶板厚度均为0.5m，全长943m，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。

2.施工方案

2.1基坑开挖深度约6m。采用一台挖掘机开挖，自卸汽车运土。基坑边坡坡度1∶1.2。

2.2采用竹夹板模板，钢架管支撑。模板经过设计后，在现场制作安装。两模板之间用对拉螺栓连接。对拉螺栓用Φ12的钢筋制作（中间设止水钢板），上下左右间距均为85cm。

2.3箱涵混凝土采用商品混凝土。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30cm处，缝中安装镀锌钢板止水片。

2.4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2.1m，且顶板钢筋密布，浇注振捣十分困难。混合料用串筒送入模板中，每间隔1．5m移动一次串筒。串筒处的顶板钢筋先不绑扎，便于安放串筒。待侧墙混凝土浇注完毕后，再绑扎钢筋。

2.5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。

2.6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。

2.7在顶板最后一道收浆后，用麻袋覆盖，人工浇水养护14d。

2.8非承重模板3d后拆除，承重模板14d后拆除。

3.主要施工技术措施

为减少箱涵顶部土体扰动, 在框架顶面上每间隔5cm铺盖一条50mm×3mm与框架结构等长的扁铁, 用扁铁和钢拖板在框架体顶进时将土体与框架体隔离, 使土体与框架体之间相对运动由扁铁和拖板来承担, 有效地克服土体的水平位移现象。拖板长度同路基宽, 厚3mm、宽80mm, 分别装在所有管棚头部, 与其同向、同步运动, 各管分先后错开推进以达摩擦力分散的目的;拖板在管棚头伸出路基时与管分离留于原处, 不再随管推进, 待框架体顶进到位后, 与扁铁分别抽出回收,重复利用。

顶进过程中预防框架出现中心及高程偏差, 每顶进一个循环进行激光定向, 及时用管棚纠偏。为防止箱涵低头, 顶进前先行施工底板垫层。为防止顶进时油顶不同步, 在油顶前端设置整体传力杆。

工作坑底处理。工作坑底下卧土层的承载能力要满足预制箱涵的重量和顶进箱涵的施工要求。对含水率较大的地层, 可采取井点降水疏干土体, 达到提高土体强度的目的。在坑底土体松软的情况下, 应在适当深度内换土, 如换填粗砂, 洒水后夯实, 使下卧土体具有足够的承载能力。

滑板施工。工作坑底板既要承受箱涵制作的荷载,又要作为箱涵顶进的滑板。滑板要有足够的刚度以满足箱涵在混凝土浇筑过程中不变形; 滑板要有足够的稳定性, 以满足箱涵顶进施工中不发生位移。滑板表面应光滑平整, 以减小箱涵在顶进启动时的摩阻力。滑板的底部需设置横向锚梁, 在基坑底部挖槽, 并用砖砌成模板, 将槽形锚梁与滑板混凝土一次浇筑。滑板顶面应按5‰坡度超高做成“头高尾低”的上坡。表面平整误差小于2mm。滑板表面必须涂上剂, 以减小顶进时的摩阻力。剂一般采用粗制黄色石腊, 涂刷表面。滑板上还须在预制箱涵两侧5～10cm处设置导向墩。为保证预制箱涵能在滑板上顺利起动和向前滑行, 必须在滑板顶面做一层层, 并在其上覆一层隔离层, 起到顶进施工中的减摩作用。层的材料一般用机油、石蜡、滑石粉、黄油等材料调制。隔离层用塑料薄膜、油毡等。当用石蜡剂时, 应将石蜡加热融化, 掺入机油, 搅拌均匀后浇在滑板面上, 厚度约3mm, 刮平后洒上滑石粉。

箱涵制作。箱涵大体积混凝土浇筑时易产生水化热, 应注意监控混凝土温度的升降和温差, 要采取降低水化热和减小温差的措施, 以防止因温差产生的内应力引起的裂缝。混凝土浇筑后注意养护, 防止因混凝土收缩而引起的箱身环向裂缝。

钢刃角的安装。在箱涵框架前端的顶版、侧墙或底版上安装钢刃角, 可以避免前方土体的坍塌, 并能保障路基的稳定。在顶进过程中必须保持钢刃角插在土体中的状态, 不得在超前刃角挖土。钢刃角可用15～20mm厚的钢板焊接制成, 用预先埋设在箱涵前端部的螺栓固定, 安装时必须保持平整、不得歪斜。

施工过程中进行高速公路路面沉降观测, 随时掌握路面沉降情况, 对路基边坡、路面、交通设施进行详细检查, 确保京珠高速路的畅通。施工过程中要求顶面车辆经过时限速60km/h。

4.控制措施

4.1根据现场气候情况和材料现状，每天早中晚、雨后都要对砂石材料抽样检测。根据检测结果，及时调整配合比将粉煤灰用量增加到51kg，在满足施工和易性的条件下，将水灰比降至0．55。

4.2控制了混凝土搅拌时间，规定搅拌时间2min，不能过短，也不能过长。搅拌时间短，混合料拌合不均匀；时间过长，会破坏材料的结构。如砂石材料被磨损，混凝土配合比被改变等。

4.3将竹模板更换为钢模板，以利散热。尽量缩短底板混凝土与侧墙混凝土浇注的间隔时间。在底板混凝土浇注完成后，2d~3d之内浇注侧墙混凝土。这就要求钢筋、模板工序改进操作方法，连续作业。

4.4在温度比较高的中午时间浇注混凝土，降低混凝土的入模温度。确保入模温度控制在20℃以内。采用降温、缓凝等措施降低水化热引起的温度上升，将混凝土内的温度控制在40℃以内。

4.5现场振捣按部位责任到人，防止漏振、少振现象。底板、顶板浇筑速度可适当加快，而侧墙浇注速度不易过快。一般控制在25m3／h，分层振捣，每层厚30cm。混凝土浇注时的倾落高度控制在2m以内。均匀出料，均匀放料，不能堆积成堆，以免发生离析现象。振捣完成，通过检查后，再浇注上一层混凝土。

4.6改变了混凝土养护方法，设置了专人负责喷水。在浇注混凝土时就开始向模板上连续不断地喷水。由于水泥在水化过程中产生很大的热量，在浇注过程中向侧墙模板喷水散热，以免混凝土由于温度过高，体积膨胀过大，在冷却后体积收缩过大。顶板在最后一道收浆后，用草袋覆盖后洒水。养护时间14d。

由于采取了有效措施，加强了各个环节的控制与管理，消除了箱体侧墙裂缝产生的原因，施工进展顺利。竣工验收被评为优良工程。正式投入使用以来，运行情况良好。

5.结束语

裂缝是钢筋混凝土箱涵致命的质量问题。特别是用作地下通道或疏水工程的箱涵，一旦裂缝，很难修复。所以在施工实践中，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，钢筋混凝土箱涵施工裂缝是可以控制的。

参考文献

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