梁板柱混凝土構件常見裂縫原因淺析與工程對策

黃華麗

摘 要：我國的交通建設歷來是基礎設施建設的重中之重，為保證我國國民經濟快速、持續、健康發展，必須加快公路設施建設。大量工程實踐以及近代科學關于混凝土強度的細觀研究都表明結構物的裂縫是不可避免的，它是材料的一種特性。形成可見裂縫的原因錯綜復雜，主要原因有設計不妥、混凝土材料缺陷、施工質量問題等，本文針對主要原因提出了鋼筋混凝土構件在各方面的相應防治措施。

關鍵詞：混凝土構件；裂縫；預防處理

中圖分類號：TU528 文獻標志碼：A

0 前言

就已建公路工程質量而言，仍存在不盡人意的地方，如交通建設中主要組成部分模注混凝土存在裂縫問題。本文通過分析混凝土裂縫產生的各方面原因，并針對原因提出了相應的防治措施。

1混凝土裂縫的類型

混凝土結構存在裂縫是相當普遍的現象，由于混凝土裂縫形式類型眾多，導致裂縫的原因復雜錯綜，甚至是各種各樣因素互相影響，但各條裂縫均有其存在的一種或幾種原因，鋼筋混凝土橋梁裂縫種類大致如下：

（1）按裂縫的成因分類：根據鋼筋混凝土裂縫產生的原因，可將分為結構變形裂縫（結構性裂縫，約占10%）和無荷載變形裂縫兩大類。

（2）按裂縫的產生時間分類：鋼筋混凝土結構成型需要一定時間和長期服役的過程，因而在不同的時期和階段也形成了各異的裂縫，如：施工階段產生裂縫（0d～3d）；混凝土早期裂縫（3d～28d）；混凝土中期裂縫（28d～180d）；混凝土后期裂縫（180d～360d、720d）；混凝土結構長期放置產生的裂縫及使用階段產生的裂縫。

（3）按裂縫的形狀及尺寸分類：橋梁混凝土結構中的裂縫按形狀可分為：縱向裂縫、橫向裂縫、斜向裂縫、其他各種不規則裂縫；橋梁混凝土結構中的裂縫按尺寸可分為：微觀裂縫和宏觀裂縫兩類。

2 混凝土裂縫的成因

混凝土結構中裂縫類型形式眾多，形成可見裂縫的原因錯綜復雜，從技術的角度分析大體有以下幾個方面：設計不妥引起的裂縫；混凝土材料缺陷引起的裂縫；施工質量問題引起的裂縫；使用—維護不當引起的裂縫；受到環境侵蝕而產生的耐久性裂縫；偶然作用后產生的殘余裂縫等。

2.1 設計階段的影響因素

設計階段決定了結構構件的最終形式。設計對我們交通基礎設施建設及鋼筋混凝土構件運營養護中起到非常重要的作用。在設計階段可能產生的是結構性裂縫。

2.2 施工階段的影響因素

施工階段的影響因素主要：施工工藝和方案引起裂縫、混凝土的原材料及配合比引起裂縫。

混凝土是由水泥、水、粗集料、細集料、外摻料和外加劑按適當比例配合而成的膠結材料，因此，原材料及配合比設計是混凝土成形后的性能的重要影響因素，如何選用合格的原材料，并進行合理的配合比設計，對控制混凝土成型后質量有著重要的意義。

（1）原材料的影響

水泥：傳統思想中，認為水泥強度等級越高越好，實際上，如果低等級混凝土選用高等級強度水泥，既浪費了材料，又因水泥的水化熱過高，混凝土的溫度應力不能得到及時釋放而造成混凝土開裂，所以在保證混凝土強度的基礎上，應盡量選用低等級水泥，并減少水膠比。

粗、細集料：首先，應做好骨料的原材料檢測工作，確保骨料質量，由于骨料原因造成混凝土的開裂，大部分是因為集料本身存在有害的物質及化學成分。另外粗骨料粒徑小、自身強度低，都容易形成混凝土裂縫，細集料的細度模數較小時，混凝土終凝后容易造成表面水分損失，形成細小裂縫。

外摻料、外加劑：在混凝土中適當摻入外摻料、外加劑等，可以有效改變混凝土穩定性，減少收縮，減少裂縫出現，但如使用不當，也會對混凝土質量造成危害。

（2）配合比設計的影響

混凝土配合比設計分4個階段，分別為：配合比設計計算，基礎配合比設計、試驗室配合比試配、調整施工配合比。

因此，從原材料選擇到配合比設計，必須經反復試驗校核，逐漸調整至合理的程度。其中水灰比、砂率、用水量是影響混凝土配合比設計的3個重要參數，通過對混凝土配合比設計的優化，可以有效得控制裂縫產生。

2.3 運營養護的影響因素

在運營過程中，由于管理不當，如在使用過程中超過設計荷載的重型車輛過橋；受車輛、船舶的接觸、撞擊；發生大風、大雪、地震、爆炸等災害；橋梁處于地理環境惡劣等情況，最終都會導致混凝土產生裂縫。

3 混凝土裂縫的預防措施

3.1 設計方面

受力鋼筋的布置采用細筋密配方式，配筋率在0.3%～0.5%，可以改變裂縫分布情況，同時增配構造鋼筋，提高混凝土抗殘裂性能；在混凝土結構易產生結構突變形成應力集中的部位，應在設計階段進行考慮，在薄弱部位，采取配置加強鋼筋等加強措施；在結構中布置預應力鋼筋，可抵消、減少一部分拉應力，從而控制裂縫出現；在混凝土的表層布置鋼筋網片，可有效控制可見裂縫的出現；在設計中，充分考慮施工時的環境、條件因素，設置合理的后澆帶，可減少早期混凝土收縮產生的裂縫。

3.2 施工方面

（1）原材料質量及配合比：嚴格控制混凝土原材料的質量，并進行抽檢試驗，保證所使用原材料符合相應標準及要求；對骨料進行含水量試驗，及時調整施工配合比；施工過程中，對混凝土坍落度進行控制，檢測混凝土拌合物的和易性，以避免由于混凝土和易性太差而導致混凝土離析，從而出現裂縫；在混凝土拌和過程中，要注意攪拌方式、時間及入模時間；澆筑過程中，要保證澆筑混凝土的振搗時間、位置，應分層澆筑，分層厚度要滿足要求，并注意避免漏振、欠振、過振，此外，嚴禁振搗棒靠近鋼筋進行振搗或插入保護層振搗；混凝土在運輸過程中，也應檢測混凝土坍落度，避免由于水分流失而造成的損失；混凝土初凝后應及時灑水，保濕養護，如橋梁下部結構建設采用薄膜保濕養護，梁板采用工廠化施工噴淋養護等。

（2）施工工藝及操作：工程施工開始前，施工單位應編制施工組織設計和施工方案，特別對于大體積混凝土澆筑，應編制專項施工技術方案，以保證混凝土澆筑質量；按設計文件及施工方案要求，合理布置施工縫布置，通常情況下，施工縫可設置在受力較小且便于施工的部位；對于預應力混凝土構件，應在預應力端部錨固區布置構造鋼筋，應保證一定的混凝土層厚度。

3.3 運營養護及外界環境方面

嚴禁控制超限、超載車輛過橋，以防車輛對結構物產生接觸和碰撞，對結構產生損害；對于已產生危害的橋梁，也應進行一系列的檢測和分析，并采取加強和維護措施；對于使用過程中的結構物，應進行定期的檢測和分析，特別是已產生安全隱患的裂縫，如橋梁梁板、立柱、蓋梁等產生的結構性裂縫，應及時采取相應的加強維護措施，消除隱患；結構物在使用過程中，如遭受到偶然非工況損害后，也應進行觀察、檢查裂縫情況，進行分析，如有必要需采取相應的加固措施。

結語

在混凝土結構物中，裂縫是一種常見的病害。裂縫產生的原因很多，本文就其中的一部分原因進行了簡單分析。如何控制混凝土結構物發生裂縫，也應做到事先預防、事中控制，事后預防等3個方面。首先，要保證設計過程中有足夠的強度儲備；其次，要控制好施工過程中的原材料和配合比質量、施工環境條件、施工工藝等；而在養護階段，重點應對已產生的裂縫進行正確的判斷，并采取針對性的措施進行處理，才能達到事半功倍之效。

參考文獻

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[2]GB50367-2013，混凝土結構加固設計規范[S].

[3]王震.鋼筋混凝土常見常見裂縫原因分析及預防處理措施[J].工程技術，2017（3）：107.