淺談施工工藝和材料對混凝土橋梁裂縫的影響

江曉敏保定市市政公用工程建設監理有限公司（071000）

混凝土因其取材廣泛、價格低廉、抗壓強度高、可澆筑成各種形狀，并且耐火性好、不易風化、養護費用低，成為當今世界建筑結構中使用最廣泛的建筑材料。實際上，混凝土結構裂縫的成因復雜而繁多，甚至多種因素相互影響，主要研究施工中材料和工藝對混凝土裂縫的影響。

1 施工材料質量引起的裂縫

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。配置混凝土所采用的材料質量不合格，可能導致結構出現裂縫。

1.1 水泥

1）水泥安定性不合格，水泥中游離的氧化鈣含量超標。氧化鈣在凝結過程中水化很慢，在水泥混凝土凝結后仍然繼續起水化作用，可破壞已硬化的水泥石，使混凝土抗拉強度下降。

2）水泥出廠時強度不足，水泥受潮或過期，可能使混凝土強度不足，從而導致混凝土開裂。

3）當水泥含堿量較高（例如超過0.6%），同時又使用含有堿活性的骨料，可能導致堿骨料反應。

1.2 砂、石骨料

1）砂石的粒徑、級配、雜質含量。

砂石粒徑太小、級配不良、空隙率大，將導致水泥和拌和水用量加大，影響混凝土的強度，使混凝土收縮加大，如果使用超出規定的特細砂，后果更嚴重。砂石中云母的含量較高，將削弱水泥與骨料的粘結力，降低混凝土強度。砂石中含泥量高，不僅將造成水泥和拌和水用量加大，而且還降低混凝土強度和抗凍性、抗滲性。砂石中有機質和輕物質過多，將延緩水泥的硬化過程，降低混凝土強度，特別是早期強度。砂石中硫化物可與水泥中的鋁酸三鈣發生化學反應，體積膨脹2.5倍。

2）堿骨料反應。

堿骨料反應有三種類型;①堿硅酸反應。參與這種反應的骨料有流紋巖、安山巖、凝灰巖、蛋白石、黑硅石、燧石、鱗石英、玻璃質火山巖、玉髓及微晶或變質石英等。反應發生于堿與微晶氧化硅之間，其生成物硅膠體遇水膨脹，在混凝土中產生很大的內應力，可導致混凝土突然爆裂。這類反應是堿骨料反應的主要形式。②堿硅酸鹽反應。參與這種反應的骨料有粘土質巖石、千枚巖、硬砂巖、粉砂巖等。此類反應的特點是膨脹速度非常緩慢，混凝土從膨脹到開裂，能滲出的凝膠很少。③堿碳酸巖反應。多數碳酸巖石沒有堿活性，有特定結構的泥質細粒白云質灰巖和泥質細粒灰質白云巖才具有與堿反應的堿活性，且還須高堿度、一定濕度環境下才能反應膨脹。

堿骨料反應裂縫的形狀及分布與鋼筋限制有關，當限制力小時，常出現地圖狀裂縫，并在縫中有白色或透明的浸出物；當限制力強時則出現順筋裂縫。在工程實踐中必須對骨料進行堿活性檢驗，采用對工程無害的材料，同時使用含堿量低的水泥品種。

1.3 拌和水及外加劑

拌和水或外加劑中氯化物等雜質含量較高時對鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或含堿泉水拌制混凝土，或采用含堿的外加劑，可能對堿骨料反應有影響。

2 施工工藝質量引起的裂縫

在混凝土結構澆筑、構件制作、起模、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中，若施工工藝不合理、施工質量低劣，容易產生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進的和貫穿的各種裂縫，特別是細長薄壁結構更容易出現。裂縫出現的部位和走向、裂縫寬度因產生的原因而異，比較典型常見的有:

1）混凝土保護層過厚，或亂踩已綁扎的上層鋼筋，使承受負彎矩的受力筋保護層加厚，導致構件的有效高度減小,形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。

2）混凝土振搗不密實、不均勻，出現蜂窩、麻面、空洞，導致鋼筋銹蝕或其它荷載裂縫的起源點。

3）混凝土澆筑過快，混凝土流動性較低，在硬化前因混凝土沉實不足，硬化后沉實過大，容易在澆筑數小時后發生裂縫，既塑性收縮裂縫。

4）混凝土攪拌、運輸時間過長，使水分蒸發過多，引起混凝土塌落度過低，使得在混凝土體積上出現不規則的收縮裂縫。

5）混凝土初期養護時急劇干燥，使得混凝土與大氣接觸的表面上出現不規則的收縮裂縫。

6）用泵送混凝土施工時，為保證混凝土的流動性，增加水和水泥用量，或因其它原因加大了水灰比，導致混凝土凝結硬化時收縮量增加，使得混凝土體積上出現不規則裂縫。

7）混凝土分層或分段澆筑時，接頭部位處理不好，易在新舊混凝土和施工縫之間出現裂縫。

8）混凝土早期受凍，使構件表面出現裂紋，或局部剝落，或脫模后出現空鼓現象。

9）施工時模板剛度不足，在澆筑混凝土時，由于側向壓力的作用使得模板變形，產生與模板變形一致的裂縫。

10）施工時拆模過早，混凝土強度不足，使得構件在自重或施工荷載作用下產生裂縫。

11）施工前對支架壓實不足或支架剛度不足，澆筑混凝土后支架不均勻下沉，導致混凝土出現裂縫。

12）裝配式結構，在構件運輸、堆放時，支承墊木不在一條垂直線上，或懸臂過長，或運輸過程中劇烈顛撞；吊裝時吊點位置不當，T梁等側向剛度較小的構件，側向無可靠的加固措施等，均可能產生裂縫。

3 結語

一座橋梁從建成到使用，牽涉到設計、施工、監理、運營管理等各個方面。由上述可知，設計疏漏、施工低劣、監理不力，均可能使混凝土橋梁出現裂縫。因此，嚴格按照國家有關規范、技術標準進行設計、施工和監理，是保證結構安全耐用的前提和基礎。