混凝土橋梁裂縫產生原因研究

摘 要:裂縫是橋梁工程的質量通病之一，若不加以控制處理，仍其發展，將會給橋梁的結構安全造成很大的影響，將嚴重影響到橋梁的使用功能及使用壽命。文章結合多年的橋梁工作經驗，對混凝土橋梁裂縫產生的原因進行了深入的研究，并提出一些防治措施，以供參考。

關鍵詞:橋梁 混凝土 裂縫 原因

中圖分類號:U445文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)04(a)-0029-01

引言

混凝土是橋梁工程中最為主要的材料之一，它具有抗壓強度高、耐磨性能好、耐久性強、不易風化、可就地取材、養護維修費用低等優點。但是，大家也可以經常看到混凝土橋梁產生裂縫，若不加以控制處理，任其發展，將會給橋梁的結構安全造成很大的影響，將嚴重影響到橋梁的使用功能及使用壽命。

1 裂縫產生的原因分析

1.1 混凝土自身內外溫差過大

眾所周知，混凝土的硬化過程也是水泥的水化過程，在此過程中將會產生大量的水化熱，使得混凝土的溫度迅速升高，但是由于混凝土表面與外界接觸，其散熱速度快，因此表面溫度降低較快。而混凝土內部的熱量散失慢，因此溫度上升塊，溫度高。這就形成了混凝土結構內外溫差過大，混凝土內外變形不一致，從而產生裂縫。這種裂縫經常出現在橋梁大體積混凝土結構中，比如承臺、實體墩身、蓋梁等結構。

1.2 溫度變化

混凝土與其他材料一樣，也具有熱脹冷縮的性質，在空氣環境溫度發生變化時，混凝土結構也會發生變形，而當這種變形受到阻力時，混凝土結構內部將會產生拉應力，混凝土的抗拉強度是相當低的，當內部產生的拉應力大于其抗拉強度時，混凝土結構便會產生裂縫。

1.3 混凝土收縮變形

收縮變形是混凝土產生裂縫主要原因之一。混凝土收縮裂縫分塑性收縮裂縫與干縮裂縫兩種。塑性收縮裂縫通常是在混凝初凝前，該段時間水泥水化劇烈，混凝土會出現泌水現象，混凝土中的水分散失過快，從而導致混凝土收縮變形。收縮時，由于受到模板、鋼筋等制約，從而使得混凝土產生拉應力而開裂。干縮裂縫一般產生在混凝土初凝后的養護階段，此時若混凝土表面未能保持濕潤，在干燥的環境下，表面水分迅速散失，表面混凝土收縮變形大于內部混凝土變形，從而產生拉應力，當表面混凝土受到的拉應力大于混凝土的抗拉強度時，表面就會產生干縮裂縫。

1.4 鋼筋銹蝕

很多橋梁工程，施工過程控制不嚴格，混凝土質量差，氣泡、蜂窩、麻面多，或者混凝土保護層厚度不夠，混凝土保護層過快被二氧化碳的碳化作用穿透，鋼筋周圍的混凝土pH值降低，在空氣與水分的作用下，鋼筋便會產生銹蝕，其體積迅速增大，對周圍的混凝土產生強大的膨脹力，使得保護層開裂，甚至剝離，沿著鋼筋方向產生裂縫。

1.5 凍脹

混凝土質地并非均勻密實，其內部有很多的空隙，若當混凝土構件處于吸水飽和狀態時，溫度在0℃以下時，內部的水便會凍結，體積也會迅速膨脹，從而產生很大的拉應力，導致混凝土開裂。尤其是在冬季施工，若不采取合適的保溫養護措施，混凝土結構很容易出現凍脹裂縫;還有就是冬季預應力管道壓漿后，若養護不到位，也很容易產生沿預應力管道方向的裂縫。

1.6 地基不均勻沉降

當地基發生不均勻沉降時，會引起構件的約束變形，使結構內部拉應力發生變化，如結構基礎類型差別大、地基地質條件的差異、地基凍脹都能引起結構薄弱部位產生沉降裂縫。

1.7 施工控制因素

施工因素也是造成混凝土結構開裂的重要原因之一。若施工方法不合理、施工控制不嚴格，都將導致混凝土產生裂縫。比如:碎石廠對碎石的分級生產控制不嚴格，施工單位進場的石子混堆、混放，導致混凝土拌合物和易性性能差，造成混凝土質量波動，質量差的混凝土容易產生裂縫。現澆支架剛度不夠，變形量過大，澆筑前未對其進行預壓，在混凝土澆筑過程中產生變形等。

2 裂縫的防治措施

2.1 設計措施

裂縫的防治首先要從結構設計做起，設計時應該選用合理的結構形式，并適當合理的設置分布鋼筋，盡量采用小直徑鋼筋，間距減小，在混凝土結構邊緣、截面突變處、有孔洞位置應該設置加強鋼筋。當混凝土結構保護層過大時可以在其表面設置防裂鋼筋網片。

2.2 選用優質的原材料

原材料質量的好壞直接關系到混凝土的質量，因此選用優質的原材料石保證混凝土質量的前提。在大體積混凝土結構施工時應該選用低水化熱的水泥，并采用潔凈、質地堅硬的砂石料，其含泥量不得超過規范要求。

2.3 做好地基處理

做好地基處理，避免地基不均勻沉降造成結構開裂。在基坑開挖時，應該開挖至基底承載力滿足要求，且盡量不擾動原狀土。若基底承載力不足，必須進行基底處理，直到承載力滿足要求后方能澆筑，不得在松散的地基上澆筑擴大基礎。

2.4 采取合理的降溫措施

溫度應力是混凝土結構產生裂縫的重要因素之一，那么只要我在施工過程中采取恰當的措施降低混凝土的溫度變化，也就可以達到防治混凝土開裂的目的。尤其是在大體積混凝土施工時，可以在混凝土內部設置冷卻水管，在澆筑、養護過程中不斷的通水循環，將內部的水化熱帶出，從而達到減小混凝土內外溫差的目的，防止混凝土開裂。此外，分層、分塊澆筑也可以防止水泥水化熱造成的負面影響。在高溫季節可以在拌合采用冰水拌合混凝土，降低混凝土的入模溫度。

2.5 加強混凝土的養護工作

混凝土養護不到位、不及時也將會導致裂縫的產生，因此，在混凝土澆筑完成后應該及時的采取恰當的養護措施。通常可采取保溫保濕的養護方法，在混凝土澆筑完成后立即進行覆蓋，防止水分散失過快，尤其是在干燥、高溫的天氣，更加應該做好混凝土表面的保濕工作，確保混凝土表面保持濕潤。

冬季施工，混凝土養護更為重要。首先盡量避免在氣溫過低的天氣澆筑混凝土。若避免不了的話，就應該做好保溫措施，保證混凝土的溫度不得低于5℃。冬季施工養護方法有:蒸汽法、電熱法、暖棚法等。

3 結語

橋梁工程建設中，混凝土裂縫是經常出現的問題，由于裂縫產生的原因復雜、多樣，因此也是最難以防治的質量通病之一。裂縫對橋梁結構的影響也是相當巨大的，若在施工過程中不加以控制，避免裂縫的產生，勢必對橋梁的結構安全構成嚴重威脅。但是，只要我們認真分析裂縫產生的原因，并針對性的采取恰當的防治措施，在橋梁施工中防止裂縫的產生也是可以做到的。

參考文獻

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