挂篮悬臂浇筑施工中裂缝的成因及防治措施

摘要：科学技术的进步使得交通行业获得快速发展，越来越多的新工艺不断涌现，挂篮悬臂浇筑施工技术便是源自国外的新型工艺。文章通过阐述混凝土裂缝的含义及形成位置，分析了不同种类的混凝土裂缝的产生原因，并由此提出了有效的防治措施，以便给广大施工人员提供更多的帮助，进而确保工程的质量和安全。

关键词：挂篮悬臂浇筑施工；裂缝原因；裂缝防治；混凝土裂缝；桥梁施工 文献标识码：A

中图分类号：U445 文章编号：1009-2374（2015）27-0116-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.060

在挂篮悬臂浇筑施工方法借助其自身优势迅速得以发展的同时，各种不同类型的挂篮也随之出现，比如三角形型钢桁架式挂篮、菱形型钢桁架式挂篮、斜拉式挂篮等，成为了普遍应用在桥梁工程中的结构。在桥梁施工过程中，不容忽视的一道难题便是混凝土裂缝的预防和处理。由于自身及外界荷载的共同作用，会使得裂缝不断增大，导致诸如钢筋生锈、砼保护层破坏等危害，影响到整体结构的安全性和耐久性，因此加强对挂篮悬臂浇筑施工中裂缝成因及防治措施的分析与探讨十分必要，具有现实意义。

1 混凝土裂缝的含义及形成位置

混凝土裂缝含义可以从宏观与微观两个角度来考虑和分析，而理论上可以划分为微观裂缝、宏观裂缝两类。前者的裂缝宽度有一定的范围，一般在0.05mm以下，主要为那些存在于砼中不受荷载且看不见的裂缝。同时按照材料及形成位置的不同，可以分为水泥石裂缝、集料裂缝、黏着裂缝三种。其中水泥石裂缝一般指的是水泥浆中的裂缝，并且常见于骨料间，而集料裂缝则为骨料自身的裂缝，黏着裂缝常见于骨料周围，是水泥石与骨料黏结后产生在接触面上的裂缝，显而易见，分布在混凝土结构中的微观裂缝毫无规则可言，其不会沿着截面贯穿，但其一旦产生在建筑物中的较弱荷载位置时，会因拉力作用使得整个截面被贯穿，造成过早断裂现象，影响到结构安全和质量。针对后者来说，可以看作微观裂缝逐渐扩大所形成的可以看见的裂缝，其裂缝宽度则在0.05mm以上。实际上，依照建筑结构设计规范的要求，建筑结构中不允许出现0.05mm以上宽度的裂缝，因此微观裂缝可以看作不存在裂缝，再加上其不会给建筑的防水、承重荷载、耐腐性带来影响，因此几乎可以忽略不计，那么具有绝对性的宏观裂缝显然应该受到更多重视。

2 不同种类的混凝土裂缝的产生原因

在施工过程中，混凝土裂缝问题及产生的危害是不容忽视的。经过长期的实践和总结，对于常见的混凝土裂缝形成原因主要可以分为以下三类：（1）由于外界荷载直接应力导致裂缝的产生，也可看作一般因主要应力作用引发的利用常规计算方式的裂缝；（2）因结构变形作用影响导致的裂缝，比如常见的导致因素包括温度变形、收缩膨胀变形以及地基不均匀沉降变形；（3）因结构物的功能运作常常和计算结果产生差异而形成的次应力所导致的裂缝。

以上是混凝土裂缝中最为常见的三类产生原因，然而在实际的工程施工过程中，会因为不同部位、受力作用而产生不同类型的裂缝，那么其产生原因也就有所不同，需要根据具体情况分析。

2.1 箱梁顶板表面及底板处的裂缝

在对箱梁浇筑完混凝土的3～5个小时过程中，会发生强烈的水泥水化反应，进而导致混凝土严重失水，出现收缩，引发箱梁顶板的表面处产生裂缝，显然塑形收缩的危害很大。而箱梁底板处产生裂缝多是因为底板和腹板两个结构部分产生不均匀受力而形成的。

2.2 合龙浇筑段及箱梁弯曲的裂缝

在进行平衡悬臂跨中的合龙浇筑段施工时，常因为温差变化过大以及混凝土结构的大规模收缩而出现此类裂缝情况。而对于箱梁弯曲裂缝来说，常见于分段箱梁中的接缝周围或者内部，在梁底处出现0.1～0.2mm的裂缝。但因其较小，故并不会对结构造成很大损害。实际上这种由于抗拉作用不足而形成的裂缝也有可能在外界荷载的反复长期作用下，而导致裂缝的扩大，产生更大的危害，这也是需要施工人员重视的地方。

2.3 位于悬臂箱梁锚固后接缝处的裂缝

在进行悬臂箱梁锚固施工之后，位于其锚固后面的底板中常会产生与梁纵轴呈现30°～45°角度的裂缝，并且这类裂缝存在向腹板扩大的趋势，危害性不可忽略。究其产生原因，一方面是因为预应力筋的影响作用范围较小，形成局部应力作用；另一方面则源于处于顶底板中力筋的锚具，在彼此之间水平错开距离范围过小而导致的。

2.4 腹板竖向收缩及剪切形成的裂缝

混凝土大范围收缩以及温差变化而导致的腹板竖向收缩裂缝，其宽度常在0.2～0.4mm，并且形成于模板拆除之后，尤其由于预加应力作用会导致闭合结果。而对于腹板剪切裂缝来说，会呈现45°的倾斜角度，常见于反弯点和其支点的范围当中。究其裂缝产生原因主要包括了二次应力的形成、预应力不足影响、腹板拉应力太大等因素。

3 挂篮悬臂浇筑施工中裂缝的有效防治措施

3.1 钢筋安装过程的控制

对于施工过程中的钢筋绑扎和安装环节，施工人员需要结合设计图纸与施工规范的要求进行操作，尤其在混凝土保护层厚度的控制方面，应该严格按照图纸设计规定来控制管理，以免因为混凝土收缩应力下降出现收缩裂缝，另外可以设置防裂钢筋网片来进行裂缝预防。

3.2 模板、支架拆除过程的控制

当建筑物的非承重结构模板以及芯模的混凝土龄期尚在72小时之内的情况下，不应该太早进行拆模操作，而是要等到72小时之后才宜进行模板拆除，这样做的目的在于可以利用拆模时间的延长而规避由于强度低所产生的裂缝情况。而在进行那些承重结构模板的拆除的时候，需要遵循横向一起拆除、纵向对称均匀拆除的原则，并且以悬臂端为起始拆除位置的顺序进行拆模，以防止裂缝的产生。

3.3 混凝土浇筑过程的控制

首先，在进行悬臂浇筑施工的环节时，施工人员应该以对称、平衡的方式实施浇筑，并且由悬臂端开始朝向浇筑完成的梁段进行分层浇筑，要保证两端悬臂上面的荷载值的偏差在设计标准值的范围之内，如果遇到设计图纸中没有明确要求的情况，则应在梁段总重量的1/4范围之内；其次，实施腹板浇筑混凝土时，一旦混凝土的倾倒高度超过2m，则应采用溜槽或者串筒等工具向模板内倾倒。当自由倒落高度超过10m的范围，则需施工人员利用减速设施使速度减缓，以防止由于混凝土出现离析情况，造成不同程度的裂缝；最后，在夏季施工时要注意等待温度较低的时候再进行浇筑，确保新浇筑后的混凝土在其强度没有达到2.5MPa时，不可承受一切外界荷载，比如支架、人、模板等。

4 结语

综上所述，混凝土裂缝作为混凝土结构中普遍存在的一种现象，不但会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀、混凝土的碳化、材料的耐久性以及建筑物承载能力等，因此为了防治挂篮悬臂浇筑施工中裂缝的形成，施工人员必须依据设计图纸和规范的要求来操作，合理安排施工进度，采用科学、实用的施工工艺，一旦发现裂缝，及时制定有效的处理对策，以免其产生更大的危害，进而提升建筑物构件的整体质量，使项目能够顺利完成。

参考文献

[1] 刘新，吴少江.浅谈挂篮悬臂浇筑施工裂缝的防控措施[J].物流工程与管理，2013，（6）.

[2] 赵振平，刘新，吴绍江.浅谈挂篮悬臂浇筑施工裂缝的防控措施[J].公路，2013，（10）.

作者简介：沈宏（1979-），男，湖北荆门人，江苏东南交通工程咨询监理有限公司工程师，研究方向：工程项目施工监理。

（责任编辑：秦逊玉）