混凝土橋梁施工裂縫的成因及防治對(duì)策分析

翟振山

摘要：本文通過對(duì)大體積混凝土連續(xù)橋梁施工裂縫的成因分析，有針對(duì)性的提出了相應(yīng)的防治對(duì)策。

關(guān)鍵詞：橋梁施工裂縫成因處理措施

1.混凝土橋梁施工裂縫出現(xiàn)的成因

1.1施工工藝質(zhì)量引起的裂縫

在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運(yùn)輸、堆放、拼裝和吊裝中，均有各種裂縫。而施工裂縫出現(xiàn)的部位和走向、裂縫寬度會(huì)因裂縫成因不同而不同，引起此類裂縫問題的常見原因有：混凝土保護(hù)層不均；混凝土振搗不均，密實(shí)度不夠；混凝土澆筑過快；養(yǎng)護(hù)不到位；分層分段澆筑中接頭部位處理不好；泵送混凝土施工不規(guī)范；施工前的混凝土受凍、施工時(shí)模板剛度較差或拆模過早等。在大體積連續(xù)梁橋中，該原因引發(fā)的裂縫出現(xiàn)頻率奇高，是由當(dāng)時(shí)的施工技術(shù)和工藝水平落后，建筑材料把關(guān)不嚴(yán)，粗放型的質(zhì)量管理方式作用而成，降低了混凝土橋梁施工的整體質(zhì)量。

1.2溫度變化引起的裂縫

混凝土有一定的熱脹冷縮特性，因此在橋梁施工中，極易受外界溫度影響。混凝土內(nèi)部溫度是由水泥水化熱引起的絕熱溫度、澆筑溫度和散熱溫度共同構(gòu)成。所以一旦氣溫出現(xiàn)變化（如太陽暴曬或氣溫驟降），就會(huì)使混凝土內(nèi)部的溫度出現(xiàn)梯度變化，在溫差不均的作用下使混凝土出現(xiàn)裂縫。特別是現(xiàn)澆混凝土橋梁中，溫度裂縫出現(xiàn)頻次最高，其次是養(yǎng)護(hù)。縫寬多在規(guī)定值之內(nèi)，雖可不做特殊處理，但應(yīng)加強(qiáng)日常巡檢、養(yǎng)護(hù)方面的工作。

1.3荷載引起的裂縫

荷載力造成的裂縫分為直接應(yīng)力裂縫和次應(yīng)力裂縫。引發(fā)直接應(yīng)力裂縫的成因有：一，設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實(shí)際情況不同。二，施工中作業(yè)人員不清楚預(yù)制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，所堆放的施工機(jī)具、材料超出荷載范圍。而導(dǎo)致出現(xiàn)此應(yīng)力裂縫的原因多是因在設(shè)計(jì)外荷載作用的過程中，設(shè)計(jì)師對(duì)結(jié)構(gòu)物的實(shí)際工作狀態(tài)研究不到位，所以引發(fā)了結(jié)構(gòu)開裂。

1.4收縮引起的裂縫

收縮是橋梁施工中出現(xiàn)裂縫的又一常見原因。包括塑性收縮和縮水收縮兩種類型。其中塑性收縮指的是當(dāng)混凝土澆筑施工完成4- 5小時(shí)后，水泥會(huì)因水化反應(yīng)而蒸發(fā)大量水分，混凝土就會(huì)因失水收縮而造成裂縫。縮水收縮指的是混凝土凝結(jié)完畢時(shí)，表層水分會(huì)大量蒸發(fā)，混凝土的體積也會(huì)隨之下降，混凝土內(nèi)外收縮不均造成混凝土表面的抗拉性不足，進(jìn)而出現(xiàn)收縮裂縫。現(xiàn)澆混凝土橋梁施工中，此類型的裂縫發(fā)生率奇高。

1.5混凝土鋼結(jié)構(gòu)被銹蝕

一般而言，因氫氧化鈣、氫氧化鈉等氧化物的存在，當(dāng)混凝土的PH值高于12時(shí)，鋼筋表面就會(huì)產(chǎn)生一層氫氧化鐵鈍化膜，能保護(hù)鋼筋避免銹蝕。而如果施工中所選用的混凝土質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的話，就會(huì)使混凝土所處環(huán)境PH值降至9或8，此時(shí)腐蝕性因子則對(duì)鋼筋氧化層造成破壞性影響，并使鋼筋和空氣中的氧和水產(chǎn)生化合反應(yīng)，進(jìn)而造成膨脹，在橋梁混凝土中就會(huì)出現(xiàn)外部保護(hù)層脹裂乃至脫落。

2.防治混凝土橋梁施工裂縫的對(duì)策

2.1施工裂縫的防治對(duì)策

選擇合適的施工方法，能有效控制裂縫的出現(xiàn)。具體防治對(duì)策有：一，混凝土澆筑中采用層澆筑或推移式澆筑法，不留施工縫，攤鋪厚度根據(jù)振搗器和混凝土的和易性來決定，泵送施工中厚度應(yīng)≤600mm，其余厚度應(yīng)≤400mm。二，應(yīng)用二次振搗技術(shù)提升混凝土強(qiáng)度和抗裂性，降低沉落裂縫的出現(xiàn)，使其抗壓強(qiáng)度提升10- 20%。三，大體積混凝土施工的保溫養(yǎng)護(hù)中，必須確保混凝土澆筑塊體的內(nèi)外溫差和降溫速度負(fù)荷溫控標(biāo)準(zhǔn)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間≥15d，養(yǎng)護(hù)中必須確保混凝土表面有足夠的濕潤(rùn)度，做好抗風(fēng)養(yǎng)護(hù)。此外，在拆模時(shí)，還應(yīng)制定預(yù)防寒流襲擊、溫度驟變或干燥度加劇等相應(yīng)對(duì)策。

2.2溫度裂縫的防治對(duì)策

溫度裂縫的出現(xiàn)和混凝土的內(nèi)部溫度、混凝土攤鋪厚度、水泥品種和用量等有關(guān)，有效的防治對(duì)策有：一，最好用熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸水泥，控制好水泥用量。二，加入粉煤灰和外加劑。加入原狀或磨細(xì)粉煤灰能提高混凝土強(qiáng)度和抗裂性，而外加劑則能減少用水量，降低溫度裂縫的發(fā)生率。三，嚴(yán)控混凝土出機(jī)和澆筑溫度。其中采用降低石子溫度的方法最為有效，可通過在砂石堆場(chǎng)搭設(shè)遮陽棚或向集料噴淋霧狀水的方法來實(shí)現(xiàn)。四，改進(jìn)振搗工藝和養(yǎng)護(hù)工藝。科學(xué)澆筑順序和澆筑速度，加強(qiáng)終凝前的二次振搗，提升混凝土的抗裂性。

2.3荷載裂縫的防治對(duì)策

防治荷載裂縫的對(duì)策有：一，按照溫度裂縫的要求設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)形式和分塊。二，合理布筋。直徑小的是首選，鋼筋間距應(yīng)不小于10cm，結(jié)構(gòu)邊緣或變截面位置應(yīng)加密布筋，必要時(shí)用抗剪切鋼筋。三，精細(xì)結(jié)構(gòu)使用時(shí)的沉降計(jì)算，降低不均勻沉降裂縫的出現(xiàn)。四，模型應(yīng)用要規(guī)范，施工機(jī)具的堆放要合理，嚴(yán)禁超出設(shè)計(jì)荷載力的重型車過橋等措施。

2.4收縮裂縫的防治對(duì)策

防治收縮裂縫的對(duì)策有：一，混凝土的單位用水量應(yīng)不超過170kg/m3，水灰比不大于0.6。二，嚴(yán)控混凝土的攪拌時(shí)間。三，澆筑過程中下料速度要適中。四，最好選用中性水泥和粉煤灰水泥。四，摻入適量的膨脹劑和外加劑（如礦渣、硅藻土、火山灰等分裝摻合料）。五，合理養(yǎng)護(hù)時(shí)間和方法，優(yōu)化構(gòu)造鋼筋配置。

2.5鋼筋銹蝕裂縫的預(yù)防對(duì)策

防治鋼筋銹蝕裂縫的對(duì)策：一，嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)，留足保護(hù)層厚度。二，控好混凝土的水灰比，振搗充分。三，嚴(yán)控外加劑的用量，必要時(shí)加入阻銹劑。四，加強(qiáng)后期預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，如發(fā)現(xiàn)橋面滲水要盡快處理，對(duì)已形成的結(jié)構(gòu)裂縫及時(shí)封閉。

結(jié)語：綜上，在橋梁施工中，混凝土裂縫問題較為常見，而裂縫的出現(xiàn)將嚴(yán)重影響橋梁壽命。因此，在實(shí)際施工中，我們必須準(zhǔn)確了解裂縫出現(xiàn)的原因，采取針對(duì)性的對(duì)策加以干預(yù)，以提升橋梁質(zhì)量。

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