涵洞工程混凝土裂纹的抑制

李守宝

摘要：结合中铁十八局集团第一工程有限公司敦格项目部的涵洞工程施工经验，对常见大体积混凝土裂纹的成因及特征进行了分析，并提出了抑制裂纹产生的措施，为今后涵洞工程施工提供借鉴和参考。

关键词：涵洞工程；混凝土裂纹；控制

中图分类号： U494

文献标识码： A 文章编号： 16749944（2015）06028402

1 引言

中铁十八局集团第一工程有限公司敦格项目部，承担敦煌至格尔木铁路（甘肃段）DK0+890～DK70+000段范围内的所有涵洞工程施工作业，包括62座矩涵（1.5m～2.5m）、76座框架涵（3m～6m）、23座框架桥（8m～20m）。

涵洞工程中常见的质量问题就是裂纹，混凝土裂纹产生由许多因素交织在一起，有时很难明确区分裂纹具体是由哪些因素所引起的，笔者结合中铁十八局集团第一工程有限公司敦格项目部涵洞工程施工案例，针对涵洞工程中常见的干缩裂纹及温差裂纹，对裂纹的成因、特征及控制进行分析探讨。

2 常见裂纹的成因及特征

2.1 干缩裂纹的成因及特征

在实际施工中，最常见的是因混凝土收缩所引起的裂纹。

涵洞浇筑完毕后，混凝土初凝前，由于水份比重小，上浮至混凝土表面，水泥颗粒、粗骨料比重大，于是出现上下两个分层（图1），产生泌水现象，导致表面水份蒸发过快，在凝固过程中会产生很强的收缩应力，由于混凝土早期强度较低，无法抵抗这种收缩应力，进而产生了干缩裂纹。

干缩裂纹多产生于涵洞刚浇筑完毕后2h内，构件养护不到位时。在混凝土表面呈现平行线状或网状的不规则分布，裂缝两头窄中间宽，宽度在0.05～0.2mm之间，此种裂纹一般属于表面裂纹。

2.2 温差裂纹的成因及特征

涵洞工程属于大体积混凝土结构，水泥用量较大，混凝土在凝固过程中，水泥放出大量水化热，导致混凝土内部温度过高，与混凝土表面的温度差异较大，这种温差在混凝土表面及内部引起拉应力。混凝土早期的抗拉强度较低，当温差应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现温差裂纹。

温差裂纹多产生于涵洞施工的中后期，在混凝土表面呈现不规则分布，纵横交错，裂缝的宽度大小不一，受温差变化影响较大，夏季较窄，冬季较宽。此种裂纹的发生受构件暴晒、环境温度突然下降、水泥自身水化热反应等多种因素的影响，一般属于表面裂纹，但也会因为其他原因发展为深层裂纹甚至贯穿裂纹。

3 裂纹的抑制措施

裂纹的出现严重影响了涵洞工程的施工质量，造成了铁路运输中的安全隐患，因而裂纹的抑制措施是至关重要的，根据各种裂纹产生的原因及特征，在施工过程中采取相应的抑制措施，能有效减少裂纹的产生和发展。

下面结合在涵洞工程施工中的经验和体会，针对以上两种常见的裂纹，从混凝土配合比优化设计、涵洞施工过程控制、养护三个阶段分别采取抑制措施。

3.1 混凝土配合比优化设计

3.1.1 水泥

优先选用合格的低收缩性水泥，降低水泥的用量，从而减少水泥的水化热反应。本工程选用了某厂生产的P42.5普通硅酸盐水泥。

3.1.2 掺合料和外加剂

优先选用电厂Ⅰ级优质粉煤灰，这种粉煤灰具有活性高、抗冻、抗渗等优点，能代替一部分水泥用量，减少水化热反映。

优先选用高性能减水剂，这种减水剂具有高减水率及早期减水率低的优点，本工程选用了某厂生产的FAC型高性能聚羧酸减水剂，减水率达25%。

3.1.3 骨料

优先选用细度模数、泥块含量、含泥量合格的优质中砂，本工程选用了某厂生产的精品砂。

优先选用粒径较大、质量优良、级配良好的碎石，本工程选用了某厂生产的4.75～31.5mm连续级配碎石。

3.1.4 拌合用水

拌合用水应满足《JGJ63-2006混凝土用水标准》中钢筋混凝土拌合用水的物质含量限值标准，见表1。本工程混凝土拌合用水选用自来水。

3.2 涵洞施工过程控制

（1）混凝土搅拌过程中要严格控制水灰比和坍落度。水灰比越大，干缩裂纹越明显。同时浇筑涵洞时泵送混凝土的坍落度应控制在16～18cm之间。

（2）严格控制混凝土的入模温度。夏季可采用在拌合用水中加入冰块，给骨料搭建料仓遮阳、洒水降温，在拌合用水中加入冰块，给模板洒水降温等方法控制，冬季可采用给拌合用水加热、蒸汽养护等方法控制。

（3）使用砼输送泵车采用分层浇筑法施工。这种浇筑方法能较好地适应泵送大体积混凝土的施工工艺，提高浇筑效率，简化混凝土的泌水处理。在浇筑速度满足总体浇筑时间（不超过混凝土的初凝时间）的前提下，应控制混凝土浇筑速度，通过斜向分段、水平分层（每层不大于30cm）的浇筑顺序来提高混凝土散热量，降低混凝土内部温度。同时应做好振捣工作，保证振捣棒的插棒密度、插入深度及每个点位的振捣时间，使混凝土均匀密实。

由于泵送混凝土的表面水泥浆较厚，故浇筑后应在初凝前用铁抹子收光抹平，以减少混凝土的干缩裂纹。

3.3 养护

要重视早期养护工作，混凝土的保温保湿工作对抑制早期混凝土裂纹有至关重要的作用。涵洞浇筑完毕后要及时覆盖薄膜、土工布等材料并洒水保湿，以加快混凝土内部热量的散发。冬季施工时可采用保温棚等方法为涵洞保温，并根据气温变化适当延长保温时间。

严格控制拆模时间。通过对混凝土试件的抗压试验确定混凝土强度，满足设计强度后才能进行拆模作业。拆模完毕后，应立即对拆模部位进行覆盖洒水或喷涂养护剂养护。

4 结语

混凝土裂纹是涵洞工程施工中不可避免的普遍现象， 混凝土裂纹产生和发展的因素以及种类和形式也是多种多样的。中铁十八局集团第一工程有限公司敦格项目部在施工实践中，综合运用多种裂纹抑制措施，有效地把涵洞工程混凝土裂纹控制在允许的范围内。同时积累的这些施工经验仅起到抛砖引玉的作用，希望更多的设计人员和施工人员不断地探索，提出更好更完善的抑制措施，从而减少混凝土裂纹的出现，不断提高涵洞工程施工质量，以满足铁路安全、稳定、耐久的要求。

参考文献：

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[2]杨晓东.预制箱梁裂纹发育机理及抑制技术[J].国防交通工程与技术，2013（6）.

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