現澆混凝土橋面裂縫成因及監理控制研究

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現澆混凝土橋面裂縫成因及監理控制研究

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摘要：通常，現澆混凝土橋面干縮裂縫一個重要因素是由于蒸發引起水分的變化，這種蒸發干燥過程總是由表及里逐漸深入，由于水分和濕度的變化不均勻，所以引起的干縮變形也不均勻。因此，在現澆混凝土橋面施工中，了解干縮裂縫產生的原因，采取有效的監理控制措施，才能避免裂縫的出現。

關鍵詞：現澆混凝土橋面；橋梁；裂縫；監理

一、現澆混凝土橋面干縮裂縫產生的原因

現澆混凝土橋面干縮裂縫主要取決于干縮、彈性性質和抗拉強度等方面的綜合因素，通常，只要滿足以下三個條件時就容易出現干縮裂縫，分別是：現澆混凝土橋面發生干縮變形、處于約狀態、干縮應力達到現澆混凝土橋面抗拉強度等級。在現澆混凝土橋面的初期硬化階段由于水泥放出大量的水化熱，使得結構內部溫度不斷上升，而現澆混凝土橋面表面已硬化或開始硬化，造成表面在收縮而內部還沒有收縮的狀況，進而在現澆混凝土橋面表面形成拉應力。在后期降溫、硬化階段中，現澆混凝土橋面收縮受到周邊結構約束影響，又會在現澆混凝土橋面內部形成拉應力。現澆混凝土橋面是一種脆性的各向異性材料，抗拉強度只有抗壓強度的1/10左右，當這些拉應力超出現澆混凝土橋面的抗拉能力時，就形成了裂縫。

二、影響干縮的主要因素

影響現澆混凝土橋面干縮變形的因素很多，主要有：水泥品種、水泥用量、骨料性質、外部環境、施工質量、構件的體表比、鋼筋間距及約束條件等。實驗結果及實踐表明：水泥等級越高現澆混凝土橋面的收縮量則越大；水泥用量越多，收縮量越大；水灰比越大，收縮量也越大。反之，骨料的彈性模量越大、骨料越堅硬，現澆混凝土橋面的收縮量越小；在現澆混凝土橋面硬化過程中環境濕度越大，現澆混凝土橋面的收縮越小；同時在濕度大的情況下，養護的溫度越高收縮量越小，相反在濕度小或干燥狀態下，溫度越高現澆混凝土橋面的收縮量越大。施工時現澆混凝土橋面振搗越密實，收縮量越小。構件的體積與表面積的比值越大，現澆混凝土橋面的收縮量越小。鋼筋間距的大小也是影響裂縫的主要原因，設計上進行現澆混凝土橋面抗裂計算時，其影響抗裂計算主要數據是鋼筋直徑與配筋率比值，在同等配筋率情況下，選擇鋼筋直徑小、鋼筋間距布置小的比選擇鋼筋直徑大、鋼筋間距大的抗裂計算結果明顯要好。根據工作中觀察，約束條件是發生干縮裂縫的一大主因，當約束力較弱、約束面積較小時，不易出現干縮裂縫，因為此種條件下其收縮量小，且約束力不能使內部拉應力超過現澆混凝土橋面抗拉強度。反之，當約束力較強、約束面積較大時，容易出現干縮裂縫，因為此種條件下其收縮量大，且約束力使內部拉應力超過現澆混凝土橋面抗拉強度而出現裂縫。

三、預防干縮裂縫的監理控制措施

（1）嚴格審查施工單位報審的現澆混凝土橋面配比報告，合理調整現澆混凝土橋面的配合比。主要審查報告中骨料各種粒徑所占比例、水泥用量和用水量；嚴禁使用單粒徑級配，各種粒徑的骨料要進行科學合理的摻配，使之接近合理級配曲線。骨料級配合理可減少水泥用量，而減少水泥用量便可以減少水泥的水化熱和用水量，避免或減少干縮裂縫出現的可能性，同時，也可能提高現澆混凝土橋面的強度。

（2）在選擇水泥品種時，優先考慮選用干縮較小的水泥品種，普通水泥的干縮要低于礦渣水泥。

（3）從攪拌開始到現場現澆混凝土橋面泵出口連續控制現澆混凝土橋面的坍落度，攪拌時嚴格控制好用水量，運輸路上到現場泵送過程中不得隨意加水。旁站監理人員對隨時觀察現澆混凝土橋面來料的流動性，現澆混凝土橋面流動性好說明坍落度大，需馬上用坍落度儀進行現場檢測。坍落度超過允許值時必須要求現澆混凝土橋面供應商駐現場技術人員進行處理或直接退回。通過控制坍落度來控制用水量，能有效控制現澆混凝土橋面的收縮和溫度應力。

（4）要求澆筑現澆混凝土橋面前對模板進行充分濕潤，且最好避開高溫天氣澆筑現澆混凝土橋面。如遇高溫天氣作業，監理應要求施工單位采用對模板降溫，給碎石降溫，控制現澆混凝土橋面澆筑層厚度等辦法，減少現澆混凝土橋面表面過快失水引起干縮裂縫。

（5）監理在隱蔽驗收時嚴格檢查鋼筋的保護層厚度。在鋼筋現澆混凝土橋面結構中，鋼筋設在正確的配筋位置，除能發揮抗拉特性外，還能對現澆混凝土橋面回縮有約束作用，能避免現澆混凝土橋面出現干縮裂縫。

（6）對于冬季施工時，就需要采取相應的保溫措施，并且注意慢升溫，慢降溫，避高溫，盡量避免因現澆混凝土橋面表面急劇的溫度變化出現表面應力而引發裂縫。

（7）由于現澆混凝土橋面是一種水密性材料，因此一定要做好養護工作。嚴防常期暴露在自然環境中，要杜絕干濕循環，應當及時覆蓋灑水養護，使現澆混凝土橋面表面處于濕潤狀態，這樣既降低現澆混凝土橋面環境溫度，又防止表面干縮出現裂縫。特別是現澆混凝土橋面早期的前7天，水化熱大，現澆混凝土橋面強度及彈性模量急劇變化，內部產生變形應力，如與溫度應力迭加，產生更大拉應力。而現澆混凝土橋面本身抗拉性差，早期則更低。因此養護不好更容易出現裂縫。

（8）根據對本工程所產生裂縫的觀察，合理進行分縫分塊可減輕約束作用，縮小約束范圍。同時構件的配筋采用小直徑，增加布筋密度的方式，可減少裂縫發展的趨勢。

（9）對于在地下施工的工程則可采用早回填、早覆蓋的方法，防止因風吹而增加現澆混凝土橋面表面水分的流失。

（10）在現澆混凝土橋面凝固前，對于現澆混凝土橋面表面的細小裂縫，可以相應的工具進行壓抹處理，并形成微膜保護。

四、結語

在某現澆混凝土橋面工程施工中，通過采取上述措施，現澆混凝土橋面極少或沒有再出現裂縫。由于現澆混凝土橋面的本身特性，要想完全避免干縮變形及干縮裂縫比較困難，但在監理工作中仍可采取各種預防和規避措施，盡量減少現澆混凝土橋面的干縮變形。對于環境溫度變化大的現澆混凝土橋面構件更應重視干縮變形，以免溫度變形應力和干縮應力疊加而增大裂縫出現和發展的可能性。

參考文獻：

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[2]劉應龍,張漢平,王濤,魏淼.淺析混凝土梁板裂縫的鑒定與處理[J].建筑監督檢測與造價.2009(06)