某高桩平台现浇混凝土裂纹成因及对策浅析

某高桩平台现浇混凝土裂纹成因及对策浅析

赵凌霄

浙江鸿海工程勘察设计有限公司 浙江温州 325000

摘要：本文通过工程实例，分析某高桩平台现浇混疑土裂缝产生的原因，有针对性的选择裂缝修复措施，对修复工艺做了比较详细的介绍。为避免和减少出现混凝土裂缝提出了建设性的建议。

关键词：现浇混凝土面板；裂缝；修复工艺

1 工程概况

浙江某码头工程中有一座水上平台，结构形式为桩基梁板式，平台整体尺寸为长43m，宽16m，设纵梁4根、横梁7根，整体50cm厚现浇混凝土面板。纵梁断面宽1200mm，高1500mm，轴线间距4200mm。横梁断面宽800mm，高1500mm，轴线间距6600mm。面板厚500mm，净尺寸长/宽为5800/3000=1.93，接近千2.0。梁板现浇混凝土标号为C45高性能混凝土。

2 施工过程情况

（1）桩基为28根灌注桩，于2016年12月30日完成；

（2）纵横梁第一层lm高混凝土（浇筑至面板底），于次年3月16日浇筑完成；

（3）50cm厚面板分二次浇筑，第一次30cm，于2016年3月27日浇筑完成，第二次20cm于2016年3月29日浇筑完成。面板混凝土底模支撑按一次性浇筑50cm厚设计；

（4）C45高性能混凝土采用预拌商品混凝土；

（5）面板现浇混凝土浇筑前后的日平均气温在15°C左右；

（6）面板混凝土全部浇筑完成后覆盖土工布浇水养护正常。

3 裂缝描述及检测结果

2016年4月17日现场巡查时发现平台面层岸侧出现编号为1#～3#细微的横向裂缝，并至平台底部观察检查，发现为贯通裂缝，裂缝位置都在跨中附近同时仔细检查了纵横梁侧面及底部混凝土未发现裂缝。后续检查中陆续发现裂缝增多至11条，裂缝走向皆为横向，多数为上下贯通裂缝，裂缝位置多数在跨中，小部分在支座处，裂缝延伸长度最大为3m。选择了有代表性的5条裂缝进行了检测，最大裂缝宽度为0.14mm。

表l 裂缝数据汇总

发现裂缝后，即设置了6个临时沉降位移观测点，最大累计沉降2mm、最大累计位移2mm。

4 裂缝成因分析

4.1 裂缝的分类

（1）混凝土收缩裂缝。干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后，因混凝土中水分的蒸发会产生于缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，宽度多在0.05~0.2mm之间。混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。

塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽两端细且长短不一、互不连贯状态。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等等。

（2）沉陷裂缝。由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底松动等所致。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30°~45°角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋千稳定。

（3）温度裂缝。多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。温度裂缝走向通常无一定规律，大面积结构裂缝常纵横交错；梁板类长度尺寸较大的结构，裂缝多平行千短边；深入和贯穿性的温度裂缝一般与短边方向平行或接近平行，裂缝沿长边分段出现，中间较密。裂缝宽度大小不一，受温度变化影响较为明显，冬季较宽，夏季较窄。高温膨胀引起的混凝土温度裂缝是通常中间粗两端细，而冷缩裂缝的粗细变化不太明显。此种裂缝的出现会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低混凝土的抗冻融、抗疲劳及抗渗能力等。

（4）化学反应引起的裂缝。混凝土拌和后会产生一些碱性离子，这些离子与某些活性骨料产生化学反应并吸收周围环境中的水而体积增大，造成混凝土酥松、膨胀开裂。这种裂缝一般出现在混凝土结构使用期间，一旦出现很难补救，因此应在施工中采取措施进行预防。

4.2 本工程裂缝的成因分析

混凝土在凝固过程中，水分减少、体积变小，产生收缩，由于平台面层混凝土收缩时受到纵横梁约束下不能自由收缩而产生裂缝。面板长边5.8m比短边3.0m的收缩量大，故裂缝走向基本垂直千长边方向，与现场裂缝实际走向相符。同时由于面层混凝土二次浇筑间隔过短，底层混凝土收缩变形尚未结束仍在发育过程中，带动强度更低的上层混凝土在同一位置出现裂缝，从而形成上下贯通裂缝。根据裂缝以下的实际情况，其它原因可以排除。

1. 裂缝的走向：基本都垂直于面板的长边方向；

2. 裂缝的宽度：最大裂缝宽度为0.14mm；

3. 裂缝的部位：在整个平台结构中，只有面层的跨中及支座附近出现裂缝，纵横梁未出现；

4. 沉降位移观测数据：沉降位移观测值都在仪器误差内；

5. 原材料复试结果，碱活性含量正常。

因此判定本工程平台产生的混凝土裂缝，是由干混凝土收缩及温度综合影响引起的非结构性裂缝。

5 裂缝修复措施

5.1 修复方法：

（1）表面修补法。该法适用于缝较窄，用以恢复构件表面美观和提高耐久性时所采用，常用的是沿混凝土裂缝表面铺设薄膜材料，一般可用环氧类树脂或树脂浸渍玻璃布。

（2）充填法。当裂缝较宽时，可沿裂缝混凝土表面凿成V形或U形槽，使用树脂砂浆材料进行填充，也可使用水泥砂浆或沥青等材料。

（3）注入法。当裂缝宽度较小且较深时，可采用将修补材料注入混凝土内部的修补方法，首先裂缝处设置注入用管，其他部位用表面处理法封住，使用低粘度环氧树脂注入材料，用电动泵或手动泵注入修补。

本工程裂缝基本为贯通裂缝，且裂缝宽度较小，为保证混凝土的耐久性要求，同时采用注入法和充填法二种方法结合在一起进行封闭修复。

5.2 修复工艺

（1）骑缝切槽：裂缝两侧各100mm切槽，深度20mm。

（2）固定注浆嘴和排气孔并用环氧树脂胶泥进行封缝：注浆嘴设置在板底裂缝两端，裂缝中间间距500mm左右设置一个。排气孔设在板顶，裂缝两端及中部各设一个。

（3）封缝环氧树脂胶泥固化达到强度后，先试压排水排气，压力0.5Mpa，吹净缝内灰尘，并用肥皂水检测有否漏气。

（4）先从端部以较高压力(0.3Mpa)开始注浆，在注浆压力下，临近的排气孔或注浆嘴有浆液流出（表明该段裂缝注浆已饱满），及时更换至下一个注浆部位并封住上一个注浆嘴，缝内注浆料全部凝固后撤除注浆嘴，打磨平整，完成注浆。

（5）超声波检测修复效果。

6 结束语

最终判定本工程平台面层混凝土裂缝为非结构性收缩裂缝，且裂缝走向与面层主筋方向一致，降低结构受力的影响不大，但若不进行封闭修复会影响结构的耐久性，采用注入法和充填法二种方法结合在一起进行封闭修复，经超声波检测达到预期结果，其修复措施是有效的。在一样的施工条件下，本工程的全现浇面板出现了多条裂缝，而叠合板混凝土面层几乎看不到细微的裂纹。为了避免或减少混凝土裂缝，除在混凝土原材料上采取措施进行控制外，在施工现场应注意混凝土浇筑顺序和时间间隔，加强振捣和养护，如有条件宜采用迭合板结构形式。

参考文献

[1]JTS257-2008, 水运工程质量检验标准[S].

[2]GB50367-2013, 混凝土结构加固设计规范 [S].

作者简介：赵凌霄，（1989.11），男，汉族，籍贯：甘肃通渭人；本科，职称：助理工程师，单位：浙江鸿海工程勘察设计有限公司。从事工程技术-港航航道与海岸工程专业 规划设计咨询工作。