時(shí)間：2022-12-21 04:55:00
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論文摘要：凝土的裂縫問題是一個(gè)普遍存在而又難于解決的工程實(shí)際問題，本文對混凝土工程中常見的一些裂縫問題進(jìn)行了探討分析，并針對具體情況提出了一些預(yù)防、處理措施。
混凝土是一種由砂石骨料、水泥、水及其他外加材料混合而形成的非均質(zhì)脆性材料。由于混凝土施工和本身變形、約束等一系列問題，硬化成型的混凝土中存在著眾多的微孔隙、氣穴和微裂縫，正是由于這些初始缺陷的存在才使混凝土呈現(xiàn)出一些非均質(zhì)的特性。微裂縫通常是一種無害裂縫，對混凝土的承重、防滲及其他一些使用功能不產(chǎn)生危害。但是在混凝土受到荷載、溫差等作用之后，微裂縫就會(huì)不斷的擴(kuò)展和連通，最終形成我們?nèi)庋劭梢姷暮暧^裂縫，也就是混凝土工程中常說的裂縫。
1凝土工程中常見裂縫及預(yù)防
干縮裂縫及預(yù)防
干縮裂縫多出現(xiàn)在混凝土養(yǎng)護(hù)結(jié)束后的一段時(shí)間或是混凝土澆筑完畢后的一周左右。水泥漿中水分的蒸發(fā)會(huì)產(chǎn)生干縮，且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫的產(chǎn)生主要是由于混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果：混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過快，變形較大，內(nèi)部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。
主要預(yù)防措施：一是選用收縮量較小的水泥，一般采用中低熱水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。二是混凝土的干縮受水灰比的影響較大，水灰比越大,干縮越大，因此在混凝土配合比設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量控制好水灰比的選用，同時(shí)摻加合適的減水劑。三是嚴(yán)格控制混凝土攪拌和施工中的配合比，混凝土的用水量絕對不能大于配合比設(shè)計(jì)所給定的用水量。四是加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù)，并適當(dāng)延長混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。冬季施工時(shí)要適當(dāng)延長混凝土保溫覆蓋時(shí)間，并涂刷養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)護(hù)。五是在混凝土結(jié)構(gòu)中設(shè)置合適的收縮縫。
塑性收縮裂縫及預(yù)防
塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)之前，表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn)，裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)且長短不一，互不連貫狀態(tài)。較短的裂縫一般長20~30cm，較長的裂縫可達(dá)2~3m，寬1~5mm。其產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋夯炷猎诮K凝前幾乎沒有強(qiáng)度或強(qiáng)度很小，或者混凝土剛剛終凝而強(qiáng)度很小時(shí)，受高溫或較大風(fēng)力的影響，混凝土表面失水過快，造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時(shí)混凝土的強(qiáng)度又無法抵抗其本身收縮，因此產(chǎn)生龜裂。影響混凝土塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝結(jié)時(shí)間、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對濕度等等。
主要預(yù)防措施：一是選用干縮值較小早期強(qiáng)度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。二是嚴(yán)格控制水灰比，摻加高效減水劑來增加混凝土的坍落度和和易性，減少水泥及水的用量。三是澆筑混凝土之前，將基層和模板澆水均勻濕透。四是及時(shí)覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等，保持混凝土終凝前表面濕潤，或者在混凝土表面噴灑養(yǎng)護(hù)劑等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。五是在高溫和大風(fēng)天氣要設(shè)置遮陽和擋風(fēng)設(shè)施，及時(shí)養(yǎng)護(hù)。
沉陷裂縫及預(yù)防
沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟，或回填土不實(shí)或浸水而造成不均勻沉降所致；或者因?yàn)槟０鍎偠炔蛔?，模板支撐間距過大或支撐底部松動(dòng)等導(dǎo)致，特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降，致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。此類裂縫多為深進(jìn)或貫穿性裂縫，其走向與沉陷情況有關(guān)，一般沿與地面垂直或呈30°~45°角方向發(fā)展，較大的沉陷裂縫，往往有一定的錯(cuò)位，裂縫寬度往往與沉降量成正比關(guān)系。裂縫寬度受溫度變化的影響較小。地基變形穩(wěn)定之后，沉陷裂縫也基本趨于穩(wěn)定。
主要預(yù)防措施：一是對松軟土、填土地基在上部結(jié)構(gòu)施工前應(yīng)進(jìn)行必要的夯實(shí)和加固。二是保證模板有足夠的強(qiáng)度和剛度，且支撐牢固，并使地基受力均勻。三是防止混凝土澆灌過程中地基被水浸泡。四是模板拆除的時(shí)間不能太早，且要注意拆模的先后次序。五是在凍土上搭設(shè)模板時(shí)要注意采取一定的預(yù)防措施。
化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫及預(yù)防
堿骨料反應(yīng)裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最常見的由于化學(xué)反應(yīng)而引起的裂縫。
混凝土拌和后會(huì)產(chǎn)生一些堿性離子，這些離子與某些活性骨料產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)并吸收周圍環(huán)境中的水而體積增大，造成混凝土酥松、膨脹開裂。這種裂縫一般出現(xiàn)中混凝土結(jié)構(gòu)使用期間，一旦出現(xiàn)很難補(bǔ)救，因此應(yīng)在施工中采取有效措施進(jìn)行預(yù)防。主要的預(yù)防措施：一是選用堿活性小的砂石骨料。二是選用低堿水泥和低堿或無堿的外加劑。三是選用合適的摻和料抑制堿骨料反應(yīng)。
由于混凝土澆筑、振搗不良或者是鋼筋保護(hù)層較薄，有害物質(zhì)進(jìn)入混凝土使鋼筋產(chǎn)生銹蝕，銹蝕的鋼筋體積膨脹，導(dǎo)致混凝土脹裂，此種類型的裂縫多為縱向裂縫，沿鋼筋的位置出現(xiàn)。通常的預(yù)防措施有：一是保證鋼筋保護(hù)層的厚度。二是混凝土級(jí)配要良好。三是混凝土澆注要振搗密實(shí)。四是鋼筋表層涂刷防腐涂料。
2裂縫處理
裂縫的出現(xiàn)不但會(huì)影響結(jié)構(gòu)的整體性和剛度，還會(huì)引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗?jié)B能力。因此根據(jù)裂縫的性質(zhì)和具體情況我們要區(qū)別對待、及時(shí)處理，以保證建筑物的安全使用?；炷亮芽p的修補(bǔ)措施主要有以下一些方法：表面修補(bǔ)法，灌漿、嵌逢封堵法，結(jié)構(gòu)加固法，混凝土置換法，電化學(xué)防護(hù)法以及仿生自愈合法。
2.1表面修補(bǔ)法
表面修補(bǔ)法是一種簡單、常見的修補(bǔ)方法，它主要適用于穩(wěn)定和對結(jié)構(gòu)承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進(jìn)裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護(hù)的同時(shí)為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂，通常可以采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。
2.2灌漿、嵌縫封堵法
灌漿法主要適用于對結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ)，它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓入混凝土的裂縫中，膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個(gè)整體，從而起到封堵加固的目的。常用的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學(xué)材料。
嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達(dá)到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等；常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿。
2.3結(jié)構(gòu)加固法
當(dāng)裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時(shí)，就要考慮采取加固法對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積，在構(gòu)件的角部外包型鋼、采用預(yù)應(yīng)力法加固、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點(diǎn)加固以及噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固。
2.4混凝土置換法
混凝土置換法是處理嚴(yán)重?fù)p壞混凝土的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換入新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有：普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。
2.5電化學(xué)防護(hù)法
電化學(xué)防腐是利用施加電場在介質(zhì)中的電化學(xué)作用，改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài)，鈍化鋼筋，以達(dá)到防腐的目的。陰極防護(hù)法、氯鹽提取法、堿性復(fù)原法是化學(xué)防護(hù)法中常用而有效的三種方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是防護(hù)方法受環(huán)境因素的影響較小，適用鋼筋、混凝土的長期防腐，既可用于已裂結(jié)構(gòu)也可用于新建結(jié)構(gòu)。
2.6仿生自愈合法
仿生自愈合法是一種新的裂縫處理方法，它模仿生物組織對受創(chuàng)傷部位自動(dòng)分泌某種物質(zhì)，而使創(chuàng)傷部位得到愈合的機(jī)能，在混凝土的傳統(tǒng)組分中加入某些特殊組分(如含粘結(jié)劑的液芯纖維或膠囊)，在混凝土內(nèi)部形成智能型仿生自愈合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，當(dāng)混凝土出現(xiàn)裂縫時(shí)分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合。
1.1原材料質(zhì)量引起的裂縫
混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成?；炷了捎貌牧系馁|(zhì)量不合格,可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。
1.2砂石含泥量超過規(guī)定,不僅降低混凝土的強(qiáng)度和抗?jié)B性,還會(huì)使混凝土干燥時(shí)產(chǎn)生不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫。砂石的級(jí)配差,或砂顆粒過細(xì),用這種材料拌制的混凝土常造成側(cè)面裂縫。堿骨料反應(yīng)。骨料中含有泥性硅化物質(zhì)與堿性物質(zhì)相遇,水、硅反應(yīng)會(huì)生成膨脹的膠質(zhì),吸水后造成局部膨脹和拉應(yīng)力,則構(gòu)件產(chǎn)生爆裂狀裂縫,在潮濕地方較為多見。
1.3拌和用水及外加劑拌和用水或外加劑中氯化物等雜質(zhì)含量較高時(shí)對鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或含堿泉水拌制混凝土,或采用含堿的外加劑,可能對堿骨料反應(yīng)有影響。
1.4施工違反操作規(guī)程
常見因素有攪拌、運(yùn)輸時(shí)間過長;振搗不良;澆筑速度過快;塑性混凝土下沉;施工縫接茬處理不好;初期養(yǎng)護(hù)不當(dāng),早期受凍;鋼筋骨架構(gòu)造不當(dāng)(主箍筋配置、主箍筋間距、主筋搭焊接錨固、輔筋和預(yù)埋件問題等);亂踩配筋致使保護(hù)層減小;模型板剛度不足;模板支架下沉或失穩(wěn);過早拆模等;其中多數(shù)屬物理性缺陷。
1.5構(gòu)件受力、變形使內(nèi)應(yīng)力超越材料強(qiáng)度
常見的受力有拉伸(中、偏拉)、壓縮(中、偏壓局壓)、彎曲(少筋、適筋、超筋)、剪切(少箍、適箍、超箍、沖切)、扭轉(zhuǎn)等狀態(tài);常見的變形有因過大不均勻沉降、因收縮和溫度變形受到約束待狀態(tài)。它們所造成的缺陷均屬物理性缺陷。
1.6溫度變形
混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì),其線膨脹系數(shù)一般為1×10-5/℃。當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí),就會(huì)產(chǎn)生溫度變形,由此產(chǎn)生附加應(yīng)力,當(dāng)這種應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),就會(huì)產(chǎn)生裂縫。在工程中,這類裂縫較多見,譬如現(xiàn)澆屋面板上的裂縫,大體積混凝土的裂縫等。
1.7濕度變形
混凝土在空氣中結(jié)硬時(shí),體積會(huì)逐漸減小,一般謂之干縮。收縮裂縫較普遍,常見于現(xiàn)澆墻板式結(jié)構(gòu)、現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)等,通常是因?yàn)轲B(yǎng)護(hù)不良造成?；炷恋氖湛s值一般為0.2～0.4‰。其發(fā)展規(guī)律是早期快,后期緩慢。因此對于超長的建筑物或構(gòu)筑物,通常是每隔20～40m設(shè)置一道后澆帶,或采用在混凝土中摻加微膨脹劑等,這樣可基本解決混凝土的早期干縮。
2預(yù)防措施
2.1材料選用
水泥:應(yīng)選用水化熱較低的水泥,嚴(yán)禁使用安定性不合格的水泥。粗骨料:宜用表面粗糙、質(zhì)地堅(jiān)硬的石料。級(jí)配良好,空隙率小,無堿性反應(yīng);有害物質(zhì)及粘土含量不超過規(guī)定。細(xì)骨料:宜用顆粒較粗、空隙較小,含泥量較低的中砂。外摻料:宜采用堿水劑等外加劑,以改善混凝土工作性能,降低用水量,減少收縮。
2.2配料
配合比設(shè)計(jì):應(yīng)采用低水灰比、低用水量,以減少混凝土的收縮;禁止任意增加水泥用量;配制混凝土?xí)r計(jì)量應(yīng)準(zhǔn)確,要嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量,攪拌要均勻,離析的混凝土必須重新拌勻后,方可澆灌。
2.3模板工程
鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防,在模板工程中應(yīng)注意以下各點(diǎn):模板構(gòu)造要合理,以防止模板各桿件間的變形不同而導(dǎo)致混凝土裂縫。模板和支架要有足夠的剛度,防止施工荷載(特別是動(dòng)荷載)作用下,模板變形過大造成開裂。例題掌握拆模時(shí)機(jī),拆模時(shí)間不能過早,應(yīng)保證早齡期混凝土不損壞或開裂。但也不能太晚,盡可能不要錯(cuò)過混凝土水化熱峰值,即不要錯(cuò)過最佳養(yǎng)護(hù)介入時(shí)機(jī)。
2.4混凝土澆筑
混凝土澆筑時(shí)應(yīng)防止離析現(xiàn)象,振搗應(yīng)均勻、適度。加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù),并適當(dāng)延長養(yǎng)護(hù)時(shí)間。在氣溫高、濕度低或風(fēng)速大的條件下,更應(yīng)及早進(jìn)行噴水養(yǎng)護(hù)。當(dāng)澆水養(yǎng)護(hù)有困難,或者不能保證其充分濕潤時(shí),可采用覆蓋保溫材料等方法。
2.5施工技術(shù)
加強(qiáng)地基的檢查與驗(yàn)收工作,基坑開挖后應(yīng)及時(shí)通知勘察及設(shè)計(jì)單位到場驗(yàn)收。對較復(fù)雜的地基,設(shè)計(jì)方在基坑開挖后應(yīng)要求勘察補(bǔ)鉆探,當(dāng)探出有不利地質(zhì)情況時(shí),必須先對其加固處理,并經(jīng)驗(yàn)收合格后,方可進(jìn)行下一步施工。
開挖基槽時(shí),要注意不擾動(dòng)其原狀結(jié)構(gòu)。
合理安排施工順序。當(dāng)相鄰建(構(gòu))筑物間距較近時(shí),一般應(yīng)先施工較深的基礎(chǔ),以防止基坑開挖破壞已建基礎(chǔ)的地基。當(dāng)建(構(gòu))筑物各部份荷載相差較大時(shí),一般應(yīng)先施工重、高部分,后施工輕、低部分。
2.6對因使用及環(huán)境條件變化而發(fā)生的裂縫,要根據(jù)其不同性質(zhì)區(qū)別采用不同的防治措施。
2.7設(shè)計(jì)構(gòu)造
建筑平面選型在滿足使用要求的前提下,力求簡單。平面復(fù)雜的建筑物,容易產(chǎn)生扭曲等附加應(yīng)力而造成墻體及樓板開裂。
合理布置縱橫墻,縱墻開洞應(yīng)盡可能小?？刂平ㄖ锏拈L高比。長高比越小,整體剛度越大,調(diào)整不均勻沉降的能力越強(qiáng)。減少地基的不均勻沉降。除了前述的措施外,在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中還可以采取調(diào)整基礎(chǔ)的埋置深度、不同的地基計(jì)算強(qiáng)度和采用不同的墊層厚度等方法,來調(diào)整地基的不均勻變形。層層設(shè)置圈梁、構(gòu)造柱,可以增加建筑物的整體性,提高磚石砌體的抗剪、抗拉強(qiáng)度,防止或減少裂縫。即使出現(xiàn)了裂縫,也能阻止其進(jìn)一步發(fā)展。
正確地設(shè)置沉降縫。沉降縫位置和縫寬的選定合適,構(gòu)造要合理,可以和其它結(jié)構(gòu)縫合并設(shè)置。
論文摘要:混凝土的裂縫問題是一個(gè)普遍存在而又難于解決的工程實(shí)際問題，本文對混凝土工程因施工過程中產(chǎn)生的裂縫問題進(jìn)行了探討分析，并針對具體情況提出了一些預(yù)防、處理措施。
由于裂縫的存在和發(fā)展通常會(huì)使內(nèi)部的鋼筋等材料產(chǎn)生腐蝕，降低鋼筋混凝土材料的承載能力、耐久性及抗?jié)B能力，影響建筑物的外觀、使用壽命等。因而防止樓板開裂已經(jīng)成為大家共同關(guān)心的課題，本文試從施工的角度出發(fā)，探討樓板裂縫產(chǎn)生的原因以及防治措施。
一、樓板裂縫的開展大多有以下幾種情況
（一）裂縫在板面沿樓板支座邊300mm范圍內(nèi)平行于支座開展，甚至板的四周都出現(xiàn)裂縫并且連續(xù)；
（二）在板角處裂縫與相鄰兩支座成45度角展開；
（三）與施工井架位置相接的樓板常出現(xiàn)裂縫。
這些裂縫大多在工程竣工后一段時(shí)間才被發(fā)現(xiàn)，往往這時(shí)樓板還幾乎沒有使用荷載。有時(shí)裂縫寬度在水泥沙漿找平層表面被放大了，實(shí)際上在混凝土樓板的裂縫寬度大多在0.3mm以下，裂縫的深度在15mm左右。
二、樓板裂縫的原因主要有以下幾種
（一）干縮裂縫
混凝土干縮主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、骨料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。硬化混凝土在約束條件下的干縮是樓板產(chǎn)生裂縫的一個(gè)比較常見的原因。水泥的水化或混凝土中水分的蒸發(fā)會(huì)引起混凝土干縮。此外，樓板混凝土的收縮也受到結(jié)構(gòu)的另一部分（如混凝土梁、柱）的約束而引起拉應(yīng)力，拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)混凝土將會(huì)產(chǎn)生裂縫，并且能夠在比開裂應(yīng)力小得多的應(yīng)力作用下擴(kuò)展延伸。
（二）塑性收縮裂縫
塑性收縮是指混凝土在凝結(jié)之前，表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。其產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋夯炷猎诮K凝前幾乎沒有強(qiáng)度或強(qiáng)度很小，或者混凝土剛剛終凝而強(qiáng)度很小時(shí)，受高溫或較大風(fēng)力的影響，混凝土表面失水過快，造成毛細(xì)管中產(chǎn)生較大的負(fù)壓而使混凝土體積急劇收縮，而此時(shí)混凝土的強(qiáng)度又無法抵抗其本身收縮，因此產(chǎn)生龜裂。
（三）支撐沉陷裂縫
新澆混凝土樓板容易在模板、支撐變形的情況下產(chǎn)生裂縫。由于支撐的剛度不足或梁板支撐剛度差異較大，在荷載作用下變形沉陷，施工期間的過度震動(dòng)使支撐剛度變異部位多次瞬間相對位移以及過早拆模等等都可能使混凝土在發(fā)展足夠強(qiáng)度以支撐其自身重量之前產(chǎn)生裂縫。沉陷變形也是混凝土樓板裂縫開展的另一個(gè)常見原因。
（四）溫度裂縫
混凝土澆筑后,在硬化過程中,水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱，由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升，而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內(nèi)外的較大溫差，較大的溫差造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫。
（五）化學(xué)反應(yīng)引起的裂縫
堿骨料反應(yīng)裂縫和鋼筋銹蝕引起的裂縫是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中最常見的由于化學(xué)反應(yīng)而引起的裂縫。
就施工因素來說，樓板的模板、支撐變形或沉陷，混凝土的制作和搗實(shí)工藝等許多方面的施工質(zhì)量問題以及缺乏養(yǎng)護(hù)都會(huì)增加產(chǎn)生裂縫或引致裂縫發(fā)展的可能性。因此，裂縫的發(fā)生和延伸開展與混凝土內(nèi)在的特性和多種施工因素可能同時(shí)存在某種關(guān)系。也就是說，同一條裂縫的開展往往由多個(gè)原因所造成。[三、針對裂縫產(chǎn)生的原因，在施工因素方面采取相應(yīng)措施，以減少樓板裂縫的產(chǎn)生。為此，在混凝土施工中，在工序和工藝方面應(yīng)當(dāng)注意下列幾個(gè)問題
（一）嚴(yán)格控制混凝土攪拌和施工中的配合比，混凝土的用水量絕對不能大于配合比設(shè)計(jì)所給定的用水量，混凝土應(yīng)使用設(shè)計(jì)允許的最小水泥用量和能滿足和易性要求的最小用水量，設(shè)備允許情況下，不要用過大的塌落度。使用各種外加劑時(shí)要注意，盡量不要選用增加混凝土干縮的外加劑；選擇合適的水泥品種，使混凝土收縮減少，凝固時(shí)間合適；混凝土內(nèi)砂石水泥的級(jí)配力求最優(yōu)。[（二）澆筑混凝土之前，將模板澆水均勻濕透。
（三）模板及其支撐系統(tǒng)要有足夠的剛度，且支撐牢固，并使地基受力均勻。樓板模板支撐的間距要適宜，使樓板模板剛度與梁模板剛度不至于相差太大。在與施工井架相接的或施工運(yùn)輸頻繁經(jīng)過的樓板模板中適當(dāng)加強(qiáng)模板支撐系統(tǒng)。
（四）了解預(yù)拌混凝土的級(jí)配情況，對某些級(jí)配的混凝土，不要過度振搗樓板混凝土，過度的振搗會(huì)使混凝土產(chǎn)生離析和泌水，使混凝土樓板表面形成水泥含量較多的沙漿層和水泥漿層，容易產(chǎn)生干縮裂縫。由于一般樓板的厚度不大，使用平板振動(dòng)器勻速拖過一次就可使樓板的混凝土成型密實(shí)。要在混凝土沉淀收縮基本完成后才開始樓板的最終抹面。
（五）在樓板的混凝土施工完成后，要等樓板混凝土有一定的強(qiáng)度后才進(jìn)行下一道工序的施工。在混凝土終凝初期應(yīng)避免施工荷載對樓板產(chǎn)生較大的震動(dòng)。特別是與施工井架相接的樓板，其混凝土施工完成是最后的，而上施工荷載受震動(dòng)是最早和最頻繁的。有些施工單位為了搶工期，在樓板混凝土搗制完成后第二天就上人上材料進(jìn)行下一道工序施工，往往導(dǎo)致這位置的樓板多處產(chǎn)生裂縫。
（六）施工期間不要過早拆除樓板的模板支架，且要注意拆模的先后次序。必要時(shí)可在拆除模板后在適當(dāng)位置上安裝回頭頂。施工機(jī)具和材料不要集中堆放在一塊樓板上，避免造成較大的荷載使還未達(dá)到強(qiáng)度的混凝土樓板產(chǎn)生裂縫。
（七）了解預(yù)拌混凝土的收縮曲線，加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)，保持混凝土樓板表面濕潤。在常溫下養(yǎng)護(hù)不少于兩周，特別是在混凝土終凝初期，要嚴(yán)格按要求進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)期后，在施工期間特別干燥的時(shí)候也應(yīng)進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)。
四、裂縫的處理
修補(bǔ)前需要對樓板裂縫進(jìn)行檢測與研究以確定裂縫部位、開裂程度和裂縫產(chǎn)生的原因等。根據(jù)裂縫的性質(zhì)和具體情況我們要區(qū)別對待、及時(shí)處理，以保證建筑物的混凝土裂縫的修補(bǔ)措施主要有以下一些方法：表面修補(bǔ)法，灌漿、嵌逢封堵法，結(jié)構(gòu)加固法，混凝土置換法，電化學(xué)防護(hù)法以及仿生自愈合法等。
五、結(jié)束語
樓板裂縫是混凝土結(jié)構(gòu)中普遍存在的一種現(xiàn)象，它的出現(xiàn)不僅會(huì)降低建筑物的抗?jié)B能力，影響建筑物的使用功能，而且會(huì)引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此要對混凝土樓板裂縫進(jìn)行認(rèn)真研究、區(qū)別對待，采用合理的方法進(jìn)行處理，并在施工中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，保證建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作。
參考文獻(xiàn)：
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[2]鞠麗艷.混凝土裂縫抑制措施的研究進(jìn)展.混凝土，2002.5.
【論文摘要】:在建筑施工中，現(xiàn)場澆注的混凝土樓板常常會(huì)出現(xiàn)大小不等，深淺不一的裂縫現(xiàn)象，文章通過分析現(xiàn)澆混凝土樓板常見裂縫的表現(xiàn)狀況，揭示了裂縫產(chǎn)生的原因，并且提出了如何控制預(yù)防和處理的根本性措施。
鋼筋混凝土的裂縫控制問題是建筑工程中很重要的問題之一，現(xiàn)澆混凝土樓板裂縫是公認(rèn)的建筑施工中最難解決的問題之一，這些裂縫不僅影響建筑物的美觀，而且影響建筑物的使用功能，大大降低了房屋結(jié)構(gòu)的耐久性；破壞結(jié)構(gòu)的整體性、降低其剛度；引起鋼筋腐蝕。因此如何解決這種常見的混凝土裂縫，是設(shè)計(jì)者和施工者都不可忽視的問題。
一、裂縫表現(xiàn)
斜向裂縫：多分布在房屋外墻轉(zhuǎn)角所在房間的樓板上，裂縫一般成45o斜向，有時(shí)一只角同時(shí)出現(xiàn)兩條裂縫，裂縫基本上為上下貫通。如某七層框架商住樓工程，結(jié)構(gòu)總長度約為100m，設(shè)有兩道溫度縫，其基礎(chǔ)一側(cè)為條形基礎(chǔ)，其余為獨(dú)立承臺(tái)基礎(chǔ)。在工程交接時(shí)后兩個(gè)月左右突然發(fā)現(xiàn)在靠其中一條溫度縫的一跨柱角樓板有45。裂縫，從三層至六層樓板每層均有3條，但均未貫穿樓板。
縱橫向裂縫：主要表現(xiàn)為縱橫向裂縫。如某教學(xué)樓，其現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板大面積出現(xiàn)寬度0.1－0.3mm不等的縱橫向裂縫。
表面龜裂:此類裂縫主要表現(xiàn)在施工過程中產(chǎn)生的裂縫，容易控制與處理。如某在建工程，因板面面積大，在晚上澆混凝土，第二天早上派人澆水，但前面澆，后面就干掉，到中午時(shí)板面出現(xiàn)龜裂縫，用肉眼可辯識(shí)。
二、混凝土樓板裂縫產(chǎn)生的原因
1.混凝土組成材料的影響
(1)水泥方面的影響：水泥的收縮值般取決于C3A、SO3、石膏的含量及水泥細(xì)度等。即C3A含量大，細(xì)度較細(xì)的水泥收縮較大。石膏含量不足的水泥，具有較大的收縮，而SO3的含量對混凝土收縮的影響顯著。
(2)骨料方面的影響：混凝土收縮隨骨料含量的增加而減小，隨骨料彈性模量的增加而減小，同時(shí)，又隨骨料中粘土含量的增加而增大。另外，在預(yù)拌混凝土中，其骨料的級(jí)配不十分合理也是造成混凝土出現(xiàn)裂縫的主要因素。
(3)混凝土配合比方面的影響：包括單位用水量，單位水泥用量，水灰比，砂率及灰漿比等參數(shù)。混凝土收縮主要取決于單位用水量和水泥用量，而用水量的影響比水泥用量大；在用水量一定的條件下，混凝土干縮隨水泥用量的增大而增加，但增大的幅度較小；在骨灰比一定條件下，混凝土干縮隨水灰比的增加而明顯增大；在配合比相同條件下，混凝土干縮隨砂率的增大而加大，但增大的幅度較小。
(4)外加劑的種類和摻量方面的影響：摻用化學(xué)外加劑會(huì)使混凝土收縮有不同程度的增大。摻減水劑用于改善混凝土和易性，增大坍落度時(shí)，摻減水劑的混凝土收縮略大于不摻的收縮值；摻減水劑用于減水，提高強(qiáng)度或節(jié)約水泥時(shí)，摻減水劑混凝土的收縮接近或小于不摻的收縮值。
2.施工方面的原因
(1)水灰比的變化對混凝上強(qiáng)度值的影響十分明顯，基本上分別是水和水泥量變動(dòng)對強(qiáng)度影響的疊加，故此，水、水泥、外加劑的計(jì)量變化，將直接影響混凝土的強(qiáng)度。對于大流動(dòng)性的混凝土，其塑性收縮值為200×l0-4，中等流動(dòng)性混凝土，其塑性收縮值約為(60～100)×l0-4。表現(xiàn)較明顯的是：滿足坍落度大、流動(dòng)性好的泵送條件的泵送混凝土，較易產(chǎn)生粗骨料少、砂漿多的現(xiàn)象，混凝土脫水凝固時(shí)，就會(huì)較易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。
(2)混凝土是由砂、石、水泥等粗細(xì)骨料按一定的配合比，經(jīng)過水化反應(yīng)而形成的水硬性膠凝材料，如果混凝土材料中的砂、石顆粒級(jí)配不好，則澆灌出的混凝土強(qiáng)度將降低，抵抗外界應(yīng)力的能力也同時(shí)減弱，極易造成混凝土裂縫。
(3)施工過程中過分振搗混凝土后，粗骨料沉落，水、空氣被擠出，混凝土表面因泌水而形成豎向體積縮小沉落，從而成表面砂漿層，它比下層混凝土有較大的干縮性能，待水分蒸發(fā)后，容易形成塑性收縮裂縫。
(4)模板、墊層在澆筑混凝土前淋水不足，過分干燥，澆筑混凝土后，因模板吸水量大，導(dǎo)致混凝土的收縮，產(chǎn)生塑性收縮裂縫。
(5)工程施工中各工種交叉作業(yè)，樓面負(fù)筋位置的正確性難以得到有效的保證，經(jīng)踩踏后將令鋼筋彎曲、變形，減低了部分板負(fù)筋的有效高度，使該位置鋼筋混凝土樓板上部抗拉能力大幅降低，從而導(dǎo)致該部混凝土樓板出現(xiàn)裂縫。
(6)澆筑混凝土后過分抹平壓光，會(huì)使較多的細(xì)骨料浮到混凝土表面，形成含水量很大的水泥漿層?？諝庵械亩趸寂c水泥漿中的氫氧化鈣發(fā)生作用生成碳酸鈣，其化學(xué)反應(yīng)式為CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H20，于是澆筑硬化后期(56d后)引起混凝土明顯收縮，即碳化收縮，導(dǎo)致混凝土樓板出現(xiàn)裂縫。(7)混凝土的保濕養(yǎng)護(hù)對其強(qiáng)度增長和各類性能的提高十分重要，特別是早期的妥善養(yǎng)護(hù)可以避免表面脫水，并大量減少混凝土初期收縮裂縫的產(chǎn)生。過早的養(yǎng)護(hù)會(huì)影響混凝土的膠結(jié)能力；而過遲的養(yǎng)護(hù)，混凝土?xí)蚴苋諘耧L(fēng)吹令其表面游離水分過快蒸發(fā)，水泥由于缺乏必要的水化水，從而產(chǎn)生急劇的體積收縮(據(jù)有關(guān)資料反映，當(dāng)混凝土表面的水分蒸發(fā)率超過0.5kg／m2*h時(shí)，混凝土體積將急劇收縮)，此時(shí)的混凝土早期強(qiáng)度低，未能抵抗該種收縮應(yīng)力而產(chǎn)生開裂。特別是在夏、冬兩季，因晝夜溫差較大，養(yǎng)護(hù)不當(dāng)最容易產(chǎn)生溫差裂縫。
三、混凝土裂縫的控制措施
(1)優(yōu)選水泥品種?；炷两Y(jié)構(gòu)引起裂縫的主要原因之一是由于水泥水化熱的大量積聚致使混凝土出現(xiàn)早期升溫及后期降溫而產(chǎn)生的溫差變化，為此，在施工中可采取一些措施，如選用礦渣水泥、粉煤灰水泥等低熱水泥品種來配制混凝土。
(2)控制材料的使用。根據(jù)施工的具體條件降低水灰比，減少水的用量，提高混凝土的密實(shí)度，可以減少混凝土的泌水、離析等現(xiàn)象，使混凝土的收縮變形減小。施工時(shí)盡可能選用良好的顆粒級(jí)配方案，用顆粒級(jí)配大的粗中砂來拌制混凝土，嚴(yán)格控制砂、石中的含泥量。另外，還應(yīng)控制施工工期，盡量不要在高溫季節(jié)施工，可減少溫差應(yīng)力對混凝土變形的影響。
(3)提高操作水平。加強(qiáng)混凝土振搗，可以提高混凝土的密實(shí)性和抗拉強(qiáng)度；加強(qiáng)對混凝土成品的保護(hù)和養(yǎng)護(hù)，避免溫差裂縫的產(chǎn)生；對已澆筑好的混凝土應(yīng)在澆筑后lO到12小時(shí)內(nèi)及時(shí)做好澆水養(yǎng)護(hù)，以使混凝土有足夠的濕度保持水化反應(yīng)，并且連續(xù)養(yǎng)護(hù)日期一般不少于半個(gè)月。這樣，不僅有利于混凝土在規(guī)定齡期內(nèi)達(dá)到設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度，而且還可以在養(yǎng)護(hù)時(shí)降低混凝土的表面溫度，減少混凝土內(nèi)部的約束作用，防止收縮裂縫的產(chǎn)生。
(4)控制鋼筋位置。在綁扎構(gòu)造鋼筋時(shí)為防止鋼筋走位，可以用一些技術(shù)措施進(jìn)行控制，從而有效地控制和減少板面裂縫的發(fā)生。
四、混凝土裂縫處理
依據(jù)混凝土裂縫寬度，深度以及擴(kuò)展情況，采取不同的處理方法。
(一)對于淺表面裂縫(沉縮裂縫，干縮裂縫)，縫寬小于0.5m，可用下列方法：
1.裂縫表面清理干凈，用水泥漿刮抹。
2.稍深一些的裂縫，沿裂縫鑿去薄弱部分，用水沖洗后，用1：2水泥砂漿修補(bǔ)。
(二)裂縫較深(10mm以上)
1.注射環(huán)氧樹脂黏合劑。注射前，用電吹風(fēng)吹干裂縫，然后用注射器把黏合劑緩慢注入，至全部充滿。
2.裂縫口擴(kuò)成v型，用毛刷清除粉末，用電吹風(fēng)吹干，在擴(kuò)口內(nèi)填入環(huán)氧樹脂膠泥即可。
2.大體積混凝土的澆筑方案大體積鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑中多為設(shè)備基礎(chǔ)、高層建筑中的厚大基礎(chǔ)底板等，這類結(jié)構(gòu)由于承受巨大的荷載，整體性要求高，往往不允許留施工縫，要求一次澆筑完畢。因此，每遇到此類結(jié)構(gòu)，在施工前，我就定出混凝土的施工方案，可分為全面分層、分段分層、斜面分層三種。
2.1全面分層澆筑方案。是將結(jié)構(gòu)全面分成厚度相等的澆筑層，每層皆從一邊向另一邊推進(jìn)澆筑，要求每層混凝土必須在下面一層混凝土初凝前澆筑完畢。采用該方案時(shí)，結(jié)構(gòu)的平面尺寸不宜過大，否則混凝土強(qiáng)度（指單位時(shí)間內(nèi)澆筑混凝土的數(shù)量）過大，造成施工困難。
2.2分段分層澆筑方案將結(jié)構(gòu)適當(dāng)分成若干段，每段再分若干層，逐層逐段澆筑混凝土，該方案適用于厚度不大而面積或長度較大的結(jié)構(gòu)。(3)斜面分層澆筑方案。當(dāng)結(jié)構(gòu)長度較大而厚度不大時(shí)，可采用斜面分層澆筑方案。澆筑時(shí)混凝土一次澆筑到頂，讓混凝土自然流淌，形成一定的斜面。這時(shí)混凝土的振搗應(yīng)從下端開始，逐步向上，這種方案較適合泵送混凝土工藝，因?yàn)榭擅馊セ炷凛斔凸芊磸?fù)拆裝。
3分析大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因
3.1干縮裂縫?；炷粮煽s主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量等有關(guān)。是混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果：混凝土受外部條件的影響，表面水分損失過快，變形較大，內(nèi)部濕度變化較小變形較小，較大的表面干縮變形受到混凝土內(nèi)部約束，產(chǎn)生較大拉應(yīng)力而產(chǎn)生裂縫。
3.2塑性收縮裂縫。塑性收縮裂縫一般在干熱或大風(fēng)天氣出現(xiàn)，裂縫多呈中間寬、兩端細(xì)，且長短不一，互不連貫狀態(tài)。常發(fā)生在混凝土板或比表面積較大的墻面上，較短的裂縫一般長20～30cm，較長的裂縫可達(dá)2～3m，寬1～5mm。從外觀分為無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)狀和稍有規(guī)則的斜紋狀或反映出混凝土布筋情況和混凝土構(gòu)件截面變化等規(guī)則的形狀，深度一般3～10cm，通常延伸不到混凝土板的邊緣。
3.3沉陷裂縫。沉陷裂縫的產(chǎn)生是由于結(jié)構(gòu)地基土質(zhì)不勻、松軟，或回填土不實(shí)或浸水而造成不均勻沉降所致?；蛘咭?yàn)槟０鍎偠炔蛔?，模板支撐間距過大或支撐底部松動(dòng)等導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)沉陷裂縫。特別是在冬季，模板支撐在凍土上，凍土化凍后產(chǎn)生不均勻沉降，致使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。
3.4溫度裂縫。溫度裂縫多發(fā)生在大體積混凝土表面或溫差變化較大地區(qū)的混凝土結(jié)構(gòu)中?；炷翝沧⒑?，在硬化過程中，水泥水化產(chǎn)生大量的水化熱。由于混凝土的體積較大，大量的水化熱聚積在混凝土內(nèi)部而不易散發(fā)，導(dǎo)致內(nèi)部溫度急劇上升。而混凝土表面散熱較快，這樣就形成內(nèi)外的較大溫差。較大的溫差造成混凝土內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不同，使混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度極限時(shí)，混凝土表面就會(huì)產(chǎn)生裂縫，這種裂縫多發(fā)生在混凝土施工中后期。
4.對大體積混凝土裂縫采用材料控制技術(shù)
4.1水泥的合理選取。優(yōu)先選用收縮小的或具有微膨脹性的水泥。因?yàn)檫@種水泥在水化膨脹期（1～5d）可產(chǎn)生一定的預(yù)壓應(yīng)力，而在水化后期預(yù)壓應(yīng)力部分抵消溫度徐變應(yīng)力，減少混凝土內(nèi)的拉應(yīng)力，提高混凝土的抗裂能力。
4.2骨料的合理選取。選擇線膨脹系數(shù)小、巖石彈性模量低、表面清潔無弱包裹層、級(jí)配良好的骨料，這樣可以獲得較小的空隙率及表面積，從而減少水泥的用量，降低水化熱，減少干縮，減小了混凝土裂縫的開展。
4.3盡可能減少水的用量?；炷辆哂须p重作用，水化反應(yīng)離不開水的存在，但多余水貯存于混凝土體內(nèi)，不僅會(huì)對混凝土的凝膠體結(jié)構(gòu)和骨料與凝膠體間的界面過度區(qū)間的結(jié)構(gòu)發(fā)展帶來影響，而且一旦這些水分損失后，凝膠體體積會(huì)收縮，如果收縮產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力超過界面過度區(qū)間的抗力，就有可能在此界面區(qū)產(chǎn)生微裂縫，降低混凝土內(nèi)部抵抗拉應(yīng)力的能力。
5.加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)混凝土拌合物經(jīng)澆筑搗密后，即進(jìn)入靜置養(yǎng)護(hù)期，其中水泥和水逐漸起水化作用而增長強(qiáng)度。在這期間應(yīng)該設(shè)法為水泥的順利水化創(chuàng)造條件，稱混凝土的養(yǎng)護(hù)。水泥的水化要有一定的溫度和濕度的條件。溫度的高低主要影響水泥水化的速度，而濕度條件則影響水泥水化能力。混凝土如在炎熱氣候下澆筑，又不及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，會(huì)使混凝土中的水分蒸發(fā)過快，出現(xiàn)脫水現(xiàn)象，使已形成凝膠狀態(tài)的水泥顆粒不能充分水化，不能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的結(jié)晶而失去了粘結(jié)力，混凝土表面就會(huì)出現(xiàn)片狀或粉狀剝落，降低了混凝土的強(qiáng)度，另外，混凝土過早失水，還會(huì)因收縮變形而出現(xiàn)干縮裂縫，影響混凝土的整體性和耐久性。所以在一定溫度條件下混凝土養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵是防止混凝土脫水。
6.摻入外加劑與摻合材料提高混凝土耐久性
6.1粉煤灰?；炷林袚接梅勖夯液?，可提高混凝土的抗?jié)B性、耐久性，減少收縮，降低膠凝材料體系的水化熱，提高混凝土的抗拉強(qiáng)度，抑制堿集料反應(yīng)，減少新拌混凝土的泌水等。這些諸多好處均將有利于提高混凝土的抗裂性能。但是同時(shí)會(huì)顯著降低混凝土的早期強(qiáng)度，對抗裂不利。試驗(yàn)表明，當(dāng)粉煤灰取代率超過20%時(shí)，對混凝土早期強(qiáng)度影響較大，對于抗裂尤其不利。
6.2硅粉。（1）抗凍性：微硅粉在經(jīng)過300～500次快速凍解循環(huán)，相對彈性模量隆低10～20%，而普通混凝土通過25～50次循環(huán)，相對彈性模量隆低為30～73%.（2）早強(qiáng)性：微硅粉混凝土使誘導(dǎo)期縮短，具有早強(qiáng)的特性。（3）抗沖磨、控空蝕性：微硅粉混凝土比普通混凝土抗沖磨能力提高0.5～2.5倍，抗空蝕能力提高3～16倍。
6.3減水劑。緩凝高效減水劑能夠提高混凝土的抗拉強(qiáng)度，并對減少混凝土單位用水量和膠凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力學(xué)、熱學(xué)、變形等性能起著極為重要的作用。
6.4引氣劑。引氣劑除了能顯著提高混凝土抗凍融循環(huán)和抗侵蝕環(huán)境的能力外，能起著降低新拌混凝土的泌水，提高混凝土的工作度，降低混凝土的彈性模量，優(yōu)化混凝土體內(nèi)微觀結(jié)構(gòu)，提高混凝土的抗凍性能。
關(guān)鍵詞：連續(xù)剛構(gòu)懸臂施工掛籃設(shè)計(jì)有限元
1.工程概況
韓家店1號(hào)特大橋是國道主干線重慶至湛江公路貴州省境內(nèi)崇溪河至遵義高速公路上的一座特大型三跨預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)橋，該橋主橋全長為454m，跨徑設(shè)置為122m+210m+122m。該橋箱梁0號(hào)段長15m，其中橋墩兩側(cè)各外伸1.5m，每個(gè)“T”構(gòu)沿縱橋方向分為36個(gè)對稱梁段，梁段數(shù)及梁段長度從根部至跨中分別為10×2.2m，10×2.5m，13×3m，3×3.5m。橋體按整幅設(shè)計(jì)，箱梁采用單箱單室截面，頂板寬22.5m，底板寬11m，外翼板懸臂長5.57m，梁高由0號(hào)塊處的12.5m以半拋物線形式從根部過度到跨中的3.5m。
2.掛籃形式的選取
2.1分段施工法與懸灌掛籃的演化
預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁的分段施工法是從預(yù)應(yīng)力原理、箱梁設(shè)計(jì)和懸臂施工法綜合演進(jìn)而成的。自從二十世紀(jì)五十年代PC箱梁的分段施工法在西歐誕生以來[1]，國內(nèi)外大跨度橋梁多采用此法。除懸臂拼裝法以外，尤其是特大橋梁中更是普遍應(yīng)用平衡懸臂灌筑法——即單“T”的每一個(gè)設(shè)計(jì)節(jié)段利用掛籃對稱就地澆筑混凝土。懸臂灌筑法中不需要象滿堂支架法那樣大量的施工支架和臨時(shí)設(shè)備，不影響橋下通航和通車，施工不受季節(jié)、河道水位的影響。
平衡懸灌法施工的成敗及質(zhì)量控制的優(yōu)劣在于掛籃的工藝設(shè)計(jì)，掛籃設(shè)計(jì)的好壞直接影響到施工進(jìn)度，它是特大橋梁施工中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
就掛籃總重與懸澆最大梁段的重量比而言，PC橋梁的懸臂施工掛籃的演化過程[2][3]大致經(jīng)歷了從平行桁架式，三角型組合梁式，曲弦桁架式(或稱弓弦式)，菱形式到滑動(dòng)斜拉式的階段變化。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)越來越輕型化，受力越來越合理，有些掛籃的行走系統(tǒng)還設(shè)計(jì)有統(tǒng)一的液壓伺服裝置來控制掛籃的升降和行走，使得掛籃操作及施工控制越來越趨向智能化[4]。
2.2掛籃設(shè)計(jì)的輕型化
目前，掛籃已向輕型、重載方向發(fā)展。其中可以用兩個(gè)主要控制指標(biāo)β，β’來反映掛籃的設(shè)計(jì)優(yōu)化與否。設(shè)定β=掛籃總重/懸澆節(jié)段重量，β’=主承重結(jié)構(gòu)/懸澆節(jié)段重量。
β值越低，表示承受節(jié)段單位重量使用的掛籃材料越省，整個(gè)掛籃（包括模板）設(shè)計(jì)越合理；β’值越低，表示掛籃主承重構(gòu)件使用的材料越省，設(shè)計(jì)越合理。另外，減輕掛籃自重采用的手段除優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式外，最重要的措施是不設(shè)平衡重，并改善滑移系統(tǒng)，同時(shí)改進(jìn)力的傳遞系統(tǒng)。
圖1列出了國內(nèi)外20座大橋的的β值分布，其中最大為2.18，最小為0.31。
圖1國內(nèi)外20座大橋的β值分布
2.3韓家店掛籃形式的選取
因懸灌施工中有多種因素制約掛籃的布置和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如施工狀態(tài)大橋主梁的強(qiáng)度及變形要求，近海施工風(fēng)荷載的影響，吊機(jī)的噸位及安裝位置等等。一般來說，采用的掛籃須滿足：結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，安裝、拆除方便，安全可靠，灌注混凝土過程中變形小等特點(diǎn)。
韓家店掛籃形式在參考了平弦無平衡重掛籃、菱形掛籃、弓弦式掛籃、斜拉式掛籃等結(jié)構(gòu)形式后，從中選取了三角形掛籃形式，該掛籃與其它形式掛籃比較有如下突出特點(diǎn)：
⑴、三角形掛籃與菱形掛籃相比，降低了前橫梁高度，即掛籃重心位置大大降低，從而提高了掛籃走行時(shí)的穩(wěn)定性。
⑵、結(jié)構(gòu)簡單，拆裝方便，重量較輕。設(shè)計(jì)中三角形掛籃主桁架和主要結(jié)構(gòu)體系采用鋼板和型鋼焊制的箱形結(jié)構(gòu)，單件重量較輕，主桁架桿件間采用法蘭結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)螺栓連接，易于搬運(yùn)和拆裝。
⑶、該三角形掛籃平衡重系統(tǒng)利用已成形梁段豎向預(yù)應(yīng)力鋼筋作為后錨點(diǎn)，取消了平衡重的壓重結(jié)構(gòu)。
⑷、掛籃走行采用液壓走行系統(tǒng)，由導(dǎo)梁、走行輪、反扣輪、走行油缸組成，該系統(tǒng)具有掛籃就位準(zhǔn)確、走行速度快、安全可靠等特點(diǎn)。
⑸、該掛籃通用性強(qiáng)，稍做改裝即可用于其它幅寬和梁高的橋上。
3．掛籃結(jié)構(gòu)布置
該三角形掛籃由主桁、前橫梁、底籃系統(tǒng)、前吊系統(tǒng)、內(nèi)外?；合到y(tǒng)、后錨系統(tǒng)組成，掛籃總重(含內(nèi)外模)約為1160kN，因模板以及吊桿隨施工過程中截面高度的不斷降低有一部分將會(huì)移去，對跨中合攏梁段所要求的支架重量須小于1300kN是顯然滿足的，所以減小荷載后的掛籃仍然可以作為中跨合攏的支架方案使用。總體布置圖以及吊掛系統(tǒng)如圖2-1、2-2所示。
4．掛籃的設(shè)計(jì)
4.1掛籃構(gòu)件的傳力過程
考察主梁設(shè)計(jì)截面的形狀，單箱單室的截面形式至多可用8個(gè)相對獨(dú)立的內(nèi)外模板（外頂模2塊+外側(cè)模2塊+底模1塊+內(nèi)頂模1塊+內(nèi)側(cè)模2塊）拼接而成。作為待澆梁段混凝土的支撐面，內(nèi)、外頂模支撐翼緣板與頂板的混凝土重量，模板以上的重量則由間隔分布的8根內(nèi)、外縱滑梁承受，內(nèi)、外縱滑梁則把力傳遞到已澆梁段的頂板和前上橫梁上安裝的吊桿上。待澆腹板和底板混凝土的重量則通過底模傳遞給底欄縱、橫梁，通過前、后下橫梁上安裝的吊帶傳力給已澆梁段的底板和前上橫梁。而前上橫梁的所有荷載則都傳遞到三角形主桁架上，三角形主桁架的前支點(diǎn)和后錨點(diǎn)把力再傳給已澆梁段的頂板。澆注某一節(jié)段混凝土?xí)r掛籃構(gòu)件的傳力過程如圖3所示。
圖3澆注混凝土?xí)r掛籃構(gòu)件的傳力過程
4.2構(gòu)件內(nèi)力的計(jì)算
掛籃必須適應(yīng)整個(gè)施工過程，因施工過程中節(jié)段荷載的不斷變化，掛籃中各桿件的受力也是在不斷變化之中，因此擬訂一個(gè)最不利的施工過程進(jìn)行計(jì)算，既可以優(yōu)化桿件的設(shè)計(jì)，又可以確保施工安全。一般而言，擬訂最不利施工過程的依據(jù)是待澆梁段混凝土的總體積最大，總重量最重。按設(shè)計(jì)劃分的單“T”沿36個(gè)梁段的體積分布如圖4所示。因?yàn)楦鳂?gòu)件在所有施工過程中的受力具有相對的獨(dú)立性，有必要根據(jù)設(shè)計(jì)分段的情況把主梁截面細(xì)分，如34#節(jié)段（最長3.5m梁段）混凝土重量可能會(huì)對翼緣板外滑梁和頂板內(nèi)滑梁產(chǎn)生最不利影響，1#節(jié)段（最重2.2m梁段）可能會(huì)對底?？v橫梁以及前后吊掛構(gòu)件產(chǎn)生最不利影響。事實(shí)上，根據(jù)設(shè)計(jì)節(jié)段長度的變化，擬訂1#，11#，21#，34#四個(gè)施工節(jié)段混凝土重量對掛籃構(gòu)件的效應(yīng)可以涵蓋其它施工節(jié)段，掛籃構(gòu)件內(nèi)力計(jì)算即以這四個(gè)施工節(jié)段為基準(zhǔn)，空掛籃狀態(tài)則以1#施工節(jié)段為基準(zhǔn)計(jì)算。
圖4單“T”沿36個(gè)梁段的體積
計(jì)算中掛籃系統(tǒng)采用空間（桿系＋板塊）有限元進(jìn)行彈性分析，其中三角形主桁桿件、橫聯(lián)，上、下橫梁，底籃縱梁,內(nèi)、外縱滑梁用梁單元來模擬；吊桿、吊帶用只拉桿單元來模擬；底籃模板采用具有較大剛性的板單元來模擬，計(jì)算模型如圖5所示。這種空間模型較一般采用的平面桿系模型更能反映每根桿件或每塊模板的受力和變形情況，避免了平面桿系模型中三角形主桁片桿件合并帶來的桿件受力、變形平均化問題，對分析各桿件的真實(shí)受力狀態(tài)有益，也對掛籃總體變形及施工標(biāo)高的控制有益。
有限元法計(jì)算中的部分參數(shù)如表1所示。
表1掛籃構(gòu)件內(nèi)力計(jì)算中參數(shù)的選定
序號(hào)
材料
序號(hào)
荷載
⑴
16Mn鋼
[σ]=200MPa
⑴
施工臨時(shí)荷載重
2.0kN/m2
⑵
A3鋼
[σ]=140MPa
⑵
施工沖擊荷載重
1.5kN/m2
⑶
混凝土
容重γ
26.0kN/m3
⑶
模板重量根據(jù)該節(jié)
所用數(shù)量確定
模板采用
定型鋼模
⑷
結(jié)構(gòu)自重
程序自動(dòng)加載
圖5空間計(jì)算模型示意（其中符號(hào)：，分別表示支點(diǎn)和吊點(diǎn)）
圖中A:三角形主桁架；B,C,D:上、下橫梁；E:內(nèi)、外滑梁；F,G:底籃前后吊帶；H:縱滑梁吊桿；I:底籃模板及縱梁
4.3計(jì)算結(jié)果及分析
表2列出了掛籃在4個(gè)澆筑階段（1#，11#，21#，34#施工節(jié)段）和空掛籃在1個(gè)行走階段（1#2#施工節(jié)段）的構(gòu)件應(yīng)力計(jì)算結(jié)果。
表2澆筑階段和行走階段掛籃構(gòu)件的最大應(yīng)力(絕對值)（MPa）
桿件
編號(hào)
桿件
名稱
澆筑階段
行走階段
1#
11#
21#
34#
1#2#
⑴
前后下弦桿
27.2
23.6
23.3
23.1
11.2
⑵
立柱
13.0
11.1
11.0
10.9
4.6
⑶
前后斜桿
40.7
35.1
34.5
34.2
15.0
⑷
前上橫梁
38.4
33.5
34.8
36.2
14.9
⑸
前下橫梁
18.7
15.1
13.1
9.4
4.5
⑹
后下橫梁
22.3
17.5
10.5
6.6
6.0
⑺
底籃縱梁
93.8
73.8
48.8
26.0
3.0
⑻
前吊帶
15.5
13.1
10.2
6.7
3.1
⑼
后吊帶（繩）
35.1
28.1
19.7
11.4
74.7*
⑽
內(nèi)外滑梁
112.4
99.6
113.4
125.1
97.5
⑾
滑梁吊桿
83.0
87.9
94.3
97.9
40.1
注：表中“*”號(hào)表示行走階段后吊點(diǎn)采用鋼絲繩。
與表2中五種工況對應(yīng)的掛籃底籃的最大變形分別為：1#：11.3mm；11#：9.4mm；21#：8.8mm；34#：8.0mm；掛籃從1#行走至2#節(jié)段時(shí)為15.8mm。
從計(jì)算結(jié)果看，掛籃在整個(gè)施工過程中構(gòu)件的應(yīng)力是能夠滿足材料的允許值要求的。澆注混凝土過程中掛籃的變形較小說明掛籃的整體剛度較大，這有益于在實(shí)際施工中對線型及標(biāo)高的控制，進(jìn)而提高施工質(zhì)量。
5結(jié)束語
韓家店1號(hào)特大橋通過選擇三角形掛籃這種合理的掛籃形式，設(shè)計(jì)中充分了解了掛籃在施工過程和走行過程中各構(gòu)件的傳力機(jī)理，對掛籃在各種工況下建立了適用、合理的三維空間有限元模型，以至于能夠比較完整地了解各桿件的受力和變形情況，計(jì)算結(jié)果滿足各施工過程受力和變形的要求。
每一座懸灌施工的大橋都有其自身的特點(diǎn)，這需要綜合考慮大橋本身因素以及圍繞大橋伴生的各種因素對掛籃選擇的影響。技術(shù)層面上，對選定的掛籃還需進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)形式和桿件的設(shè)計(jì)。輕型、重載的掛籃結(jié)構(gòu)形式對增強(qiáng)施工現(xiàn)場的可操作性、創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益有著重要意義！
參考文獻(xiàn)：
[1]預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁分段施工和設(shè)計(jì)，[美]小沃爾特·波多爾尼[法]J·M·米勒爾，1986.4，萬國朝，黃邦本譯
[2]PC橋梁懸臂灌注施工掛籃的發(fā)展，王武勤，橋梁建設(shè)，1997年第4期，p55～p57
關(guān)鍵詞：混凝土；裂縫；成因；預(yù)防
一、混凝土裂縫的分類
混凝土裂縫是混凝土的一種常見病和多發(fā)病。病情絕大多數(shù)發(fā)生于施工階段，其原因復(fù)雜多變，一般可分為無害裂縫和有害裂縫兩大類。無害裂縫是指肉眼看不到的、砼內(nèi)部固有的一種裂縫，它是不連貫的。寬度一般在0.05mm以下，這種砼本身固有的微觀裂縫，荷載不超過設(shè)計(jì)規(guī)定的條件下，一般視為無害。有害裂縫寬度在0.05mm以上，并且認(rèn)為寬度小于0.2～0.3mm的裂縫是無害的，但是這里必須有個(gè)前提，即裂縫不再擴(kuò)展，為最終寬度。
二、混凝土裂縫的成因
裂縫產(chǎn)生的形式和種類很多，有設(shè)計(jì)方面的原因，但更多的是施工過程的各種因素組合產(chǎn)生的。
(一)砼的收縮
收縮是砼的一個(gè)主要特性，對砼的性能有很大影響。由于收縮而產(chǎn)生的微觀裂縫一旦發(fā)展，則有可能引起結(jié)構(gòu)物的開裂、變形甚至破壞。產(chǎn)生收縮裂縫的原因，一般認(rèn)為在施工階段因水泥水化熱及外部氣溫的作用引起砼收縮而產(chǎn)生的裂縫。多為規(guī)則的條狀，很少交叉。常發(fā)生在結(jié)構(gòu)變截面處，往往與受力鋼筋平行。收縮裂縫多發(fā)生在大體積砼中，梁、板、柱等小塊體構(gòu)件，預(yù)應(yīng)力構(gòu)件極少產(chǎn)生收縮裂縫。砼收縮裂縫危害較大，尤其是暴露在大氣中的構(gòu)筑物，影響更大。如不加以防止，可能會(huì)造成嚴(yán)重后果。
(二)混凝土材料及配合比
配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)直接影響砼的抗拉強(qiáng)度，是造成砼開裂不可忽視的原因。配合比不當(dāng)指水泥用量過大，水灰比大，含砂率不適當(dāng)，骨料種類不佳，選用外加劑不當(dāng)?shù)?，這幾個(gè)因素是互相關(guān)聯(lián)的。有關(guān)試驗(yàn)資料顯示：用水量不變時(shí)。水泥用量每增加10％，混凝土收縮增加5％；水泥用量不變時(shí)，用水量每增加10％，混凝土強(qiáng)度降低20％，混凝土與鋼筋的粘結(jié)力降低10％。合肥市近兩年發(fā)現(xiàn)不少商品混凝土澆搗的樓板出現(xiàn)裂縫，總結(jié)的原因有如下方面：
1、粗細(xì)集料含泥量過大，造成混凝土收縮增大。集料顆粒級(jí)配不良或采取不恰當(dāng)?shù)拈g斷級(jí)配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。
2、骨料粒徑越細(xì)、針片含量越大，混凝土單方用灰量、用水量增多，收縮量增大。
3、混凝土外加劑、摻和料選擇不當(dāng)、或摻量不當(dāng)，嚴(yán)重增加混凝土收縮。
4、水泥品種原因，礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大。
5、水泥等級(jí)及混凝土強(qiáng)度等級(jí)原因：水泥等級(jí)越高、細(xì)度越細(xì)、早強(qiáng)越高對混凝土開裂影響很大。混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)越高，混凝土脆性越大、越易開裂。
(三)施工及現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)原因
1、現(xiàn)場澆搗混凝土?xí)r，振搗或插入不當(dāng)，漏振、過振或振搗棒抽撤過快，均會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。
2、高空澆注混凝土，風(fēng)速過大、烈日暴曬，混凝土收縮值大。
3、對大體積混凝土工程，缺少兩次抹面，易產(chǎn)生表面收縮裂縫。
4、大體積混凝土澆注，對水化計(jì)算不準(zhǔn)、現(xiàn)場混凝土降溫及保溫工作不到位，引起混凝土內(nèi)部溫度過高或內(nèi)外溫差過大，混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。
5、現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。
6、現(xiàn)場模板拆除不當(dāng)，引起拆模裂縫或拆模過早。
7、現(xiàn)場預(yù)應(yīng)力張拉不當(dāng)(超張、偏心)，引起混凝土張拉裂縫。
這些因素都會(huì)造成砼較大的收縮，產(chǎn)生龜裂裂縫或疏松裂縫，致使砼微觀裂縫迅速擴(kuò)展，形成宏觀裂縫。
養(yǎng)護(hù)是使砼正常硬化的重要手段。養(yǎng)護(hù)條件對裂縫的出現(xiàn)有著關(guān)鍵的影響。在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下，砼硬化正常，不會(huì)開裂，但只適用于試塊或是工廠的預(yù)制件生產(chǎn)，現(xiàn)場施工中不可能擁有這種條件。但是必須注意到，現(xiàn)場砼養(yǎng)護(hù)越接近標(biāo)準(zhǔn)條件，砼開裂可能性就越小。
(四)使用原因(外界因素)
1、構(gòu)筑物基礎(chǔ)不均勻沉降，產(chǎn)生沉降裂縫。
2、使用荷載超負(fù)。
3、野蠻裝修，隨意拆除承重墻或鑿洞等，引起裂縫。
4、周圍環(huán)境影響，酸、堿、鹽等對構(gòu)筑物的侵蝕，引起裂縫。
5、意外事件，火災(zāi)、輕度地震等引起構(gòu)筑物的裂縫。
三、混凝土裂縫預(yù)防措施
根據(jù)砼裂縫成因，采取適當(dāng)措施進(jìn)行預(yù)防要比事后補(bǔ)救有效的多。也就是說采取以防為主的方法，歸納起來，可以從以下幾個(gè)方面著手：
1、設(shè)計(jì)
在設(shè)計(jì)上要注意到那些容易開裂的部位，如深基與淺基、高低跨處等，應(yīng)考慮到由于地基的差異沉降或結(jié)構(gòu)原因而引起的薄弱環(huán)節(jié)，在設(shè)計(jì)中加以解決。在構(gòu)件截面允許、配筋率不變而且澆筑方便的條件下，鋼筋直徑越細(xì)、間距越小則對預(yù)防開裂越有利。
2、施工方案
好的施工方案與預(yù)防、控制裂縫有很大的關(guān)系。施工方案主要應(yīng)確定一定澆筑量、施工縫間距、位置及構(gòu)造、澆筑時(shí)間、運(yùn)輸及振搗等。一次澆筑長度由垂直施工縫分割，最好是設(shè)置在變截面處或承受拉、剪、彎應(yīng)力較小的部位。除控制一次澆筑厚度外，分層位置即水平施工縫留設(shè)位置也應(yīng)加以注意，一般來說，因盡量留在變截面處，或遠(yuǎn)離受拉鋼筋部位而設(shè)在砼的受壓區(qū)，確定澆筑時(shí)間的原則應(yīng)盡量避開炎熱天氣和晝夜溫差大的日子。如果必須在夏季施工，則應(yīng)采取材料降溫措施來控制砼入模溫度。
3、施工質(zhì)量
由于施工質(zhì)量原因而產(chǎn)生的裂縫發(fā)生率在95％以上。如果在施工階段控制住了裂縫，則在使用階段開裂的可能性就很小了。因此，施工階段是裂縫預(yù)防的主要階段，在施工階段要注意以下幾個(gè)問題：首先砼要有合適的配合比，選擇合適的配合比，不僅要滿足強(qiáng)度要求、施工要求，還要從防止產(chǎn)生裂縫的需要出發(fā)。其次適當(dāng)?shù)剡x擇好水灰比，在滿足強(qiáng)度要求的原則下，盡可能減少水泥用量。其次鋼筋的成型和模板安裝位置要準(zhǔn)確、牢固，以免施工中變形。鋼筋上的污物和氧化鐵皮要清除，以免影響粘結(jié)力。最后是澆筑、振搗操作合理，特別是振搗操作技術(shù)，往往不被人們重視。過分地振搗對砼均勻性有害，振搗不足也不能保證砼應(yīng)有的密實(shí)度，要恰到好處。
4、養(yǎng)護(hù)
養(yǎng)護(hù)的目的是使砼正常硬化，強(qiáng)度增長，不受或少受外界影響。技術(shù)關(guān)鍵是設(shè)法使砼溫度級(jí)慢慢下降到接近外界氣溫，縮小降溫過程中的溫差。以便減小溫度應(yīng)力，阻力裂縫的產(chǎn)生。
