道橋工程混凝土裂縫問題分析

蘇國龍 / 河北省平山縣交通局公路管理站

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道橋工程混凝土裂縫問題分析

蘇國龍 / 河北省平山縣交通局公路管理站

【摘 要】隨著國民經濟的快速發展，交通事業也得到了快速的發展，混凝土在道橋工程中的應用不斷的增多，但是混凝土出現裂縫的出現，不僅影響了橋梁的整體美觀性，還給橋梁的使用帶來了巨大的安全隱患?；诖耍疚木偷罉蚬こ袒炷亮芽p原因及修復措施進行分析與研究。

【關鍵詞】道橋工程；混凝土裂縫；修復措施

在人們對社會穩定及人民生活安定越來越重視的社會環境中，普通民眾對城市規劃重點項目及常見項目，道橋工程的施工質量的關注熱情愈發高漲。與此同時，人們對道橋工程中的質量水平的要求也日益嚴苛，相關政府部門及工程參與單位不得不重視起對道橋工程施工中的關鍵性部件材料，防水混凝土的質量控制的研究。防水混凝土施工作為道橋工程施工中的關鍵環節，其施工質量的有力報站才能從根本上推動我國基礎設施建設的前進步伐。

1.道橋混凝土產生裂縫的原因

1.1荷載引起的裂縫

混凝土橋梁在靜、動荷載及次應力下產生的裂縫稱荷載裂縫，主要有直接裂縫、次應力裂縫兩種。直接應力裂縫是指外荷載引起的直接應力產生的裂縫；次應力裂縫是指由外荷載引起的次生應力產生裂縫。

1.2溫度變化引起的裂縫

混凝土具有熱脹冷縮性質，當外部環境或內部溫度發生變化，混凝土將發生變形，若變形遭到約束，則在結構內將產生應力，當應力超過混凝土抗拉強度時即產生溫度裂縫。在某些大跨徑橋梁中，溫度應力可以達到甚至超出荷載應力。溫度裂縫區別其他裂縫最主要特性是將隨溫度變化而擴張或合攏。引起溫度變化主要因素有：年溫差、日照、驟然降溫、水化熱、蒸汽養護或冬季施工措施不當等。

1.3收縮引起的裂縫

在實際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮是發生混凝土體積變形的主要原因，另外還有自生收縮和炭化收縮。研究表明，影響混凝土收縮裂縫的主要因素有：水泥品種、標號及用量、骨料品種、水灰比、外摻劑、養護方法、外界環境、振搗方式及時間。

1.4地基變形引起的裂縫

由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結構中產生附加應力，超出混凝土結構的抗拉能力，導致結構開裂。基礎不均勻沉降的主要原因有：地質勘察精度不夠、試驗資料不準；地基地質差異太大；結構荷載差異太大；結構基礎類型差別太大；地基凍脹；橋梁基礎基于滑坡體、溶洞或活動斷層等不良地質時，可能造成不均勻沉降。

1.5鋼筋銹蝕引起的裂縫

要防止鋼筋銹蝕，設計時應根據規范要求控制裂縫寬度、采用足夠的保護層厚度；施工時應控制混凝土的水灰比，加強振搗，保證混凝土的密實性，防止氧氣侵入，同時嚴格控制含氯鹽的外加劑用量，沿海地區或其它存在腐蝕性強的空氣、地下水地區尤其應慎重。

1.6凍脹引起的裂縫

大氣氣溫低于零度時，吸水飽和的混凝土出現冰凍，游離的水轉變成冰，體積膨脹 9%，因而混凝土產生膨脹應力；同時混凝土凝膠孔中的過冷水在微觀結構中遷移和重分布引起滲透壓，使混凝土中膨脹力加大，混凝土強度降低，并導致裂縫出現。尤其是混凝土初凝時受凍最嚴重，成齡后混凝土強度損失可達30%～50%。冬季施工時對預應力孔道灌漿后若不采取保溫措施也可能發生沿管道方向的凍脹裂縫。

2.裂縫防治措施

2.1設計中預防裂縫的措施

（1）增配構造鋼筋，增強其抗裂性能。應該采用小間距、小直徑的配筋方式。全截面配筋率應該控制在在0.3%～0.5%之間；（2）避免結構突變產生的應力集中，在容易產生應力集中的環節采取一些加強措施；（3）在容易出現裂縫的邊緣位置設置暗梁，以提高這個部位的配筋率，增強道橋混凝土的極限抗拉強度；（4）在結構設計中應合理設置后澆帶，后澆帶的保留時間不應少于60天；（5）當基礎設置于巖石類地基上時，宜在道橋混凝土墊層上設置滑動層，可采用一氈二油等，來減少基礎的約束。

2.2減少水分揮發

（1）在選購鋼筋材料的時候，為了增加受力的強度，施工單位要盡量選擇一些直徑較短的鋼筋材料。（2）在選購水泥的時候，為了可以降低混凝土的收縮程度，可以選擇普通的水泥，亦或者采用火山灰制作的水泥，這些類別的水泥收縮性比較差。（3）在選購骨料的時候，要充分認識骨料的種別，也會對混凝土的收縮有重要的作用。所以，施工單位盡量要選擇一些顆粒直徑比較大，并且吸水性差的骨料。（4）為了可以延長道橋的使用壽命，在完成建設工程之后，要對混凝土及進行定時足量的澆水，從而加強道橋的養護工作。

2.3穩定地基

第一、在進行道橋建造之前，要到實地進行詳細的地質勘查，并且要在不同的勘測點進行檢測?？睖y點的選擇要在不同的區域，同時，根據建造的要求，進行選擇科學的深度進行勘測。第二、根據實際的地質情況，進行相應的打地基，充分將不均勻的材質，納入荷載的范疇。

2.4溫度控制措施

加強道橋混凝土的溫度控制，通過對道橋混凝土的澆筑溫度和道橋混凝土內部的最高溫度進行人為的控制。采用建筑電子測溫儀對道橋混凝土溫度進行監測，混凝土澆筑時應測量其入模溫度和氣溫，混凝土養護時應測量其內部、表面溫度和氣溫。

2.5對施工材料進行控制

施工材料的好壞決定著施工的質量，所以我們要對施工材料進行控制，并在混凝土路面施工時，調兌好各種原料的比例，防治裂縫的產生，對于高強混凝土，應盡量使用中熱微膨脹水泥，摻超細礦粉和膨脹劑，使用高效減水劑，通過試驗滲入粉煤灰，滲量15～50 以防止裂縫的產生。

3.施工控制措施

施工前編制道橋混凝土的澆筑方案，道橋混凝土澆筑時根據實際情況采用全面分層、分段分層、斜面分層的澆筑方式。嚴格控制道橋混凝土入模溫度，夏季施工時降低入模溫度，采取對碎石灑水降溫、水泥庫通風良好、采用地下水等措施。 施工過程中應加強插筋位置的振搗、抹壓、養護，同時加強初凝前的抹壓，以消除初期裂縫。

加強早期道橋混凝土的養護工作，提高道橋混凝土的抗拉強度，道橋混凝土養護常采用保濕法和內部降溫法。保溫法是在結構物外露的道橋混凝土表面以及模板外側覆蓋保溫材料（如草袋、鋸木、濕砂等），在緩慢的散熱過程中，使道橋混凝土獲得必要的強度，以控制道橋混凝土的內外溫差小于20℃。內部降溫法是在道橋混凝土內部預埋水管，通入冷卻水，降低道橋混凝土內部最高溫度。

4.結束語

現階段，橋梁工程對我國國民經濟發展的作用不言而喻，其安全性也是人們最為關心的問題。須知千里之堤毀于蟻穴，即使一個小小的裂縫也不容忽視，如果得不到及時的修復，很可能造成很嚴重的后果。文章對裂縫成因及其防治方法進行了分析，相信隨著研究的深入，橋梁工程中裂縫問題的解決方式和預防方法會越來越多樣化，我國橋梁工程的安全性也將得到更好的保障。