路橋工程出現(xiàn)混凝土裂縫的原因及其防治

喬曉春

(忻州公路分局)

1 混凝土裂縫的種類及形成原因

1.1 混凝土自身收縮形成的裂縫

(1)縮水收縮:混凝土的硬化過程基本完成后，水分還是會繼續(xù)蒸發(fā)，混凝土的濕度繼續(xù)降低，混凝土自身的體積也會隨著水分的蒸發(fā)而逐漸減小，這一過程稱為縮水收縮。但由于混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)容收縮并不一致，相互制約相互牽連就會使得表面混凝土收到拉力作用，在超出混凝土自身的抗拉強度后就會形成裂縫，這就是縮水收縮裂縫。

(2)塑性收縮:混凝土在澆筑完成后一段時候會發(fā)生強烈的水泥水化反應(yīng)，水化反應(yīng)中大量放出熱量，水分也隨之急劇的蒸發(fā)，骨料下沉，混凝土的硬化過程還沒有完全完成，這時候混凝土發(fā)生的收縮現(xiàn)象稱為塑性收縮。骨料繼續(xù)下沉但受到鋼筋骨架的阻擋，兩者相互作用裂縫就會在沿鋼筋骨架方向上形成，這就是塑性收縮裂縫。

1.2 地基基礎(chǔ)發(fā)生變形形成的裂縫

顯而易見，橋梁工程通常都具有大跨度、窄寬度的特點，這就會導(dǎo)致橋梁基礎(chǔ)在豎直方向上的不均勻沉降和水平方向上的位移，在橋梁這種特殊的結(jié)構(gòu)中，即使沉降或者位移的實際數(shù)值很小，也會產(chǎn)生較大的附加應(yīng)力，在超過橋梁結(jié)構(gòu)自身的抗拉強度以后就會有橋體裂縫的出現(xiàn)。這種情況的出現(xiàn)一般是因為工程前期的勘察不良導(dǎo)致，也有可能是地基基礎(chǔ)本身的特殊性導(dǎo)致。

1.3 施工工藝不良形成的裂縫

橋梁在建設(shè)的過程中經(jīng)歷的施工工藝類型眾多，但能導(dǎo)致橋梁混凝土出現(xiàn)裂縫的則主要是以下六個方面的施工質(zhì)量不良。(1)混凝土的養(yǎng)護工作做的不到位，使得混凝土的實際結(jié)構(gòu)強度不符合標(biāo)準(zhǔn)。(2)混凝土的振搗不均勻、不密實，出現(xiàn)麻面或空洞等嚴重的質(zhì)量問題，減弱了混凝土結(jié)構(gòu)的截面承載力。(3)混凝土的配合比或者是水泥的水灰比不符合要求，使得混凝土在收縮的時候收縮量不符合要求。(4)地基的整理標(biāo)準(zhǔn)不達標(biāo)，承載力不夠，導(dǎo)致不均勻沉降現(xiàn)象的發(fā)生。(5)混凝土沒有按照設(shè)計規(guī)范進行嚴格的分層、分段澆筑，或者是施工縫的處理不到位。(6)支架的各項性能不達標(biāo)，或者是拆模時的不當(dāng)操作引起裂縫的產(chǎn)生。

1.4 構(gòu)件不自由形成的裂縫

這是指現(xiàn)澆橋梁混凝土達到一定的強度后由于支座沒有及時解除而導(dǎo)致的梁體不能自由伸縮而引起的裂縫的產(chǎn)生。

1.5 鋼筋發(fā)生銹蝕形成的裂縫

由于橋梁結(jié)構(gòu)都是完全處于自然環(huán)境之下，鋼筋外的保護層做的不夠好的時候，保護層中的鋼筋就有可能產(chǎn)生銹蝕，鋼筋銹蝕會引起更加嚴重的體積膨脹，最終導(dǎo)致混凝土的順筋脹裂而形成裂縫。

1.6 溫度變化形成的裂縫

混凝土橋梁屬于大體積混凝土工程的范疇，在進行的澆筑的過程中，混凝土內(nèi)部發(fā)生劇烈的水化反應(yīng)，同時也就有大量的水化熱的生成，在處理措施不到位的時候，就會導(dǎo)致混凝土內(nèi)外的溫差過大，溫差應(yīng)力同樣能夠?qū)е禄炷亮芽p的產(chǎn)生。

1.7 外部荷載形成的裂縫

鋼筋混凝土橋梁的外部受力及其相應(yīng)變形是一個復(fù)雜的變化過程，通常將其在動載荷、靜載荷和次應(yīng)力作用下產(chǎn)生的裂縫統(tǒng)稱為荷載裂縫，當(dāng)然，也可以更進一步的細分為次應(yīng)力裂縫和直接應(yīng)力裂縫。外部載荷可能導(dǎo)致混凝土橋梁的裂縫，這是因為橋體的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在承受彎矩和拉力的時候會在其橫截面上產(chǎn)生一個縱方向上的分力，即拉應(yīng)力，這就會使得混凝土結(jié)構(gòu)在其縱方向上產(chǎn)生裂縫，當(dāng)然，由于混凝土結(jié)構(gòu)自身截面形狀的區(qū)別，荷載裂縫的外觀也不盡然都一樣。

2 裂縫防治措施

2.1 結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

結(jié)構(gòu)的優(yōu)化又可以進一步的分為兩個方面的內(nèi)容，一是盡可能的減短結(jié)構(gòu)內(nèi)部的傳力路徑，這是因為結(jié)構(gòu)最根本的作用在于支撐荷載，并將其有效的傳遞到地基上，因此傳力路徑的縮短就利于傳力效率的提高，從而減少混凝土結(jié)構(gòu)自身受力時間，也減少了結(jié)構(gòu)斷面直接承受集中應(yīng)力的機會，最大限度的避免了裂縫的產(chǎn)生;二是選取足夠厚的保護層來保護鋼筋，這是因為投資在加厚保護層上的資金還是要少于更換鋼筋的費用的，在因為實際狀況實在不允許而無法保證要求厚度的保護層時，也要通過在鋼筋外涂刷防碳化涂料來彌補。

2.2 混凝土的擇優(yōu)選取

性能品質(zhì)良好的混凝土毫無疑問具有更好的工作能力，其優(yōu)異的耐久能力更是眾所周知的。同時要弄清楚高性能混凝土的概念，它并不是混凝土的一種，而是普通混凝土經(jīng)過特殊的處理后得到的，具有更好的工藝性能。當(dāng)然，有的時候僅僅是混凝土的性能優(yōu)異還不行，防腐措施同樣必不可少。

2.3 施工工藝的優(yōu)化和養(yǎng)護的保證

混凝土在運輸?shù)倪^程中不能有任何雜質(zhì)的參入，在卸料的時候也要有專門的工作人員保證其坍落度。還要保證混凝土在澆筑前的養(yǎng)護溫度，通?？刂圃?0℃左右，現(xiàn)場環(huán)境也要符合規(guī)范手冊中的各項具體規(guī)定，最重要的就是混凝土的澆筑必須連續(xù)進行，不可中斷。

3 結(jié)語

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，新材料、新技術(shù)層出不窮，因此造成混凝土裂縫的原因也越來越復(fù)雜，其應(yīng)對方案也面臨著新的挑戰(zhàn)，但是我們科學(xué)工作者正是在理論的基礎(chǔ)上不斷的結(jié)合工程時間進行探索和總結(jié)，最終得到有用的解決措施。

［1］ 吳寶聳.路橋工程施工中混凝土裂縫的原因與防治［J］.遼寧經(jīng)濟，2009，(8).

［2］ 林清巖，曲峰.混凝土橋梁施工裂縫產(chǎn)生原因及防治措施［J］.吉林交通科技，2006，(3).

［3］ 許華明.淺析橋梁混凝土裂縫的施工控制技術(shù)［J］.科技傳播，2010，(7).