空心薄壁墩裂缝预防与施工缝处理

李 文

中国中铁一局桥梁公司（401121）

大面积空心薄壁混凝土结构施工在基础设施建设中使用，但质量及外观控制有较大难度。为降低质量事故，减少经济损失，应严格控制空心薄壁墩易出现的质量问题。

1 裂缝原因和预防

空心薄壁墩裂缝通常为贯穿内外壁,对墩身使用功能有很大的影响，而且严重影响墩身耐久性。贯穿性裂缝的形成主要是混凝土所承受拉应力和混凝土的抗拉强度之间的矛盾发展的结果。为了控制裂缝在墩身上出现，就必须尽最大可能提高混凝土的抗拉强度和降低拉应力。抗拉强度的提高主要取决于原材料的优选和配合比的优化。空心墩墩身强度等级已按照设计要求确定,混凝土材料受地区与价格影响，其优化空间较小，所以降低拉应力是控制混凝土裂缝的主要途径。而降低拉应力主要通过减少温度应力，控制外力对混凝土产生的拉应力。

1.1 裂缝原因分析

空心墩墩身一般出现水平裂缝,出现的位置在内部横隔板或横系梁对应隔板处。辨别裂缝是否为贯通性裂缝，可在空腔内横隔对应位置注水，如有渗水现象，说明为贯通性裂缝。

裂缝常出现在横隔板对应顶水平位置,经分析两个原因:1）外力对混凝土产生的拉应力，也就是横隔板与墩身不均匀沉降在交接面处出现裂缝，并从内侧延伸至外侧，施工中采用下部支撑竹胶板与墩壁相通,墩壁在内外模板的约束力作用下，混凝土竖向力作用于下层墩壁上，隔板混凝土在交接部位形成斜下拉力。隔板对墩壁施加斜下拉力是内侧混凝土形成开裂的主要原因。2）温度应力收缩，墩壁与隔板混凝土干缩应力不同步。在带有横隔板的墩柱施工中,隔板常处于此节墩身底部。施工中先浇筑横隔板混凝土，待一定间歇时间（防止翻浆），再浇筑墩壁混凝土。墩壁由大块模板拼装，外模通风，且接触空气面较大,在混凝土硬化过程中由于水化作用和水分蒸发胶凝的原因，墩壁混凝土体积变小，产生收缩变形。相反横隔板由于处于墩身内部，温度较低，收缩变形量小，此时墩壁混凝土受拉力作用大,在隔板与墩壁处易形成裂缝。温度裂缝也是一种催化剂,会加速外拉力使裂缝最终形成贯通性裂缝。外部拉应力可加强技术管理来控制,温度应力裂缝则需要注意在浇筑完混凝土2～7天内的养护,水化热的作用会在2～5天急剧升温，此时要控制墩壁混凝土的上升温度。

1.2 裂缝的预防

加强对原材料的检验、试验工作，严格按照方案进行交底指导施工。具体的对策如下:

1）加强横隔板的支撑力，避免刚柔两性不均匀沉降的发生。2）延迟外模拆除时间。3）加强养护。定期专人负责覆盖塑料薄膜、洒水、包裹海棉等养护措施。4）严格控制D6防裂钢筋网片的绑扎，控制保护层厚度和网眼尺寸，防止表面细小裂缝形成对贯通性裂缝起引导作用。5）在混凝土未达到设计强度75%前，控制对混凝土的外来作用力。6）调整混凝土配合比，通过混凝土试配，优化材料配合比。7）控制塌落度水灰比和骨料级配。

2 施工缝处理

空心薄壁墩为变截面细长构件,不能一次浇筑完成，施工中采用每节3m高模板翻模施工。相邻两次混凝土浇筑常相隔一周，这样就在两次浇筑中形成一道施工缝。施工缝应严格按照施工规范要求处理，结构达到稳定性、耐久性、防渗性及美观的要求。

按照施工规范，施工缝处理常采用人工凿毛后清洗处理的方法，这对一般结构是有效可行，但对空心薄壁墩施工情况，以上几种处理方法会“降低施工效率、增加施工难度、减弱混凝土强度”。

根据现场施工经验总结出“栽石凿毛法”处理施工缝。具体做法是:当墩身混凝土浇筑完毕后，整平混凝土表面，控制在高出次节模板约5mm～10mm,将选好的同强度石子清洗干净，把石子栽到已浇筑好的混凝土中，石子埋入混凝土深度为直径的2/3，栽入面积约占混凝土面积的2/3。待混凝土终凝后，用錾头清除浮浆硬皮，使其露出砂粒。在下层模板施工前冲洗表面，混凝土浇注筑前先铺20mm～30mm同标号水泥砂浆,以利于新老混凝土之间黏结，同时保证了整体美观，达到了防渗的效果。“栽石凿毛法”对施工缝处理简单易行,尤其是对多层混凝土施工中强振捣产生浮浆情况的处理极为有效。

[1]交通部第一公路工程总公司.桥涵[M].人民交通出版社,2004,11