钢筋混凝土箱涵施工裂缝的分析与控制

钢筋混凝土箱涵作为排水工程或地下通道工程时，要求有足够的强度和良好的防水性能。从结构上看，施工难度不大。但要达到设计要求，达到优良工程的质量标准，并不容易。尤其是钢筋混凝土箱涵的裂缝问题应引起足够的重视。沈东排水箱涵工程在施工过程中，出现了边墙裂缝。
1工程概况
沈东排水箱涵工程位于惠阳市马鞍镇附近，是深圳东部排水工程的一个标段。箱涵设计为现浇双孔钢筋混凝土结构，混凝土等级C30，单孔截面:净宽×净高= 3.2× 4.0 (m)，墙、底板、顶板厚0.5m，全长943m，每23m设41节。接缝之间设置3cm宽的沉降缝，沉降缝处设置橡胶止水带。项目位于西枝江一级阶地，地表为农田。基础顶面设计标高为6.9m，位于冲积层粘土和砂的交界处。冲积粘土是适度压缩的土壤。工程施工时间为1998年6月至1999年6月
2施工方案
(1)基坑开挖深度约6m。两台挖掘机接力开挖，自卸汽车运土。基坑边坡为1∶1，边坡中间设置1.5m宽的操作平台，方便施工。
(2)采用木模板，钢支撑。模板设计好后，在加工现场制作，运到现场安装。这两块模板用对开螺栓连接起来。螺栓采用φ 12钢筋(中间加止水钢板)，上下间距80cm。
(3)箱涵混凝土采用商品混凝土，泵送。分两步浇筑，先浇筑底板混凝土，再浇筑边墙和顶板混凝土。施工缝位于底板上方70cm处，镀锌钢板安装在施工缝处(箱涵横截面示意图见图2)。
(4)施工重点在后浇部分，后浇部分的施工重点是边墙混凝土浇筑。后浇带侧墙深度3.8m，顶板钢筋密布，浇捣难度很大。用串筒将混合料送入模板内，每隔1.5m移动一次串筒，串筒处的顶板钢筋不要先绑，这样串筒就容易安放。侧墙混凝土浇完后，绑扎钢筋。
(5)边墙混凝土分层浇筑，层厚50cm。将混合料从一端向另一端均匀送入模板内，用插入式振捣器振捣个体定位。每层按照先侧墙、后中墙、再另一侧墙的顺序依次浇筑振捣。
(6)边墙浇筑完毕后，立即浇筑顶板混凝土。一次从一端抛到另一端。
(7)屋面最后一次收浆后，用麻袋覆盖，人工浇水14天。
(8)非承重模板3天后拆除，承重模板14天后拆除。
试验段发现3处裂缝
为保证箱涵施工质量，应先进行试验段施工，以便总结经验，确定合理的施工方案。选择41段作为试验段，使用的材料如下。混凝土:商品混凝土由源发混凝土公司提供，搅拌站距离施工现场2公里。砂石:砂石材料质量检验结果见表1。55 #水泥:烟台产，质检合格。粉煤灰:珠海产，质检合格。添加剂:深圳制造，质检合格。钢筋:韶钢生产的线材，质量检验合格。箱涵混凝土分两次浇筑，施工缝留在底板以上70cm处。先浇筑底板和70cm高的边墙，5天后浇筑边墙和顶板混凝土。养护3天后，拆除外模。通过对箱涵表面的检查，发现在施工缝上方每隔3m ~ 7m，箱涵侧壁就有一条长约3m的垂直裂缝。接缝宽度为0.1mm~0.3mm，贯穿整个壁厚。裂缝的分布在三个侧壁之间是不同的。每个裂缝的宽度也不同。但是每个裂缝的长度基本相同。它们都始于施工缝，止于侧墙和屋顶的相交处。施工缝处的裂缝较宽，向上逐渐变窄，最后在与屋面的接缝处消失。
4裂缝原因分析
(1)商品混凝土调查分析。通过对材料的抽样检验，没有发现质量问题。混凝土搅拌站距离现场不到2km，混凝土运输和等待时间之和为15 min ~ 25 min。现场测得的混凝土坍落度为10 cm ~ 14 cm，符合规范要求。混凝土试块抗压、抗渗试验均符合质量要求，混凝土不存在质量问题。
(2)检查地基承载力。地基土是粘土。基坑开挖后，质监站抽取三个土样进行检测。容许承载力分别为0.253MPa、0.276MPa和0.297MPa，满足设计要求。经计算，箱型对土地基的作用力为0.048MPa，试验段不存在软土地基。箱涵两侧按规定设置排水沟和水井，水及时抽出。所以人工浇水不会影响地基。通过以上分析，地基承载力满足要求，不会出现不均匀沉降。箱涵顶面四个角的水平监测显示无沉降。