橋梁工程砼施工裂縫防治措施

【摘 要】本文著重論述了橋梁工程裂縫產(chǎn)生的原因，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)使用功能產(chǎn)生的危害，提出了施工中控制裂縫的質(zhì)量保證措施，以及出現(xiàn)裂縫后的補(bǔ)救方法。

【關(guān)鍵詞】裂縫；危害；控制措施；修補(bǔ)

1.橋梁工程產(chǎn)生裂縫的原因

橋梁混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的原因復(fù)雜多變，有多種因素的相互影響，但每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種主要原因，但根本原因是混凝土中的拉應(yīng)力超過(guò)了混凝土的抗拉強(qiáng)度。具體可歸結(jié)為溫度和濕度變化、外荷載產(chǎn)生的變形過(guò)大和施工方法不當(dāng)這三種原因。大致可劃分為以下幾類：

1.1水泥干縮引起的裂縫。這種裂縫出現(xiàn)在混凝土的表面，比較細(xì)小。水泥是水硬性材料，具有干縮性，在硬化初期如果養(yǎng)護(hù)不當(dāng)造成水份不足則可能產(chǎn)生裂縫。

1.2溫度變化引起的裂縫?；炷辆哂袩崦浝淇s的特性，這種裂縫一般出現(xiàn)在溫差變化較大的環(huán)境及面積或長(zhǎng)度較大，而又未在適當(dāng)?shù)牟课涣粼O(shè)伸縮縫的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)上。當(dāng)環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化時(shí)，混凝土?xí)l(fā)生變形，如變形受到約束，則在結(jié)構(gòu)內(nèi)會(huì)有應(yīng)力產(chǎn)生，一旦應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉強(qiáng)度就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。

1.3收縮引起的裂縫。在大量的橋梁工程施工過(guò)程中，混凝土因收縮而引起的裂縫是最普遍的。在混凝土收縮的種類中，塑性收縮和縮水收縮（干縮）是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因。

1.4應(yīng)力集中引起的裂縫。這種裂縫一般出現(xiàn)在混凝土板的陰陽(yáng)轉(zhuǎn)角處或支座處。是由于板面負(fù)彎矩鋼筋配筋不足或鋼筋粗而間距過(guò)大造成的。

1.5使用不當(dāng)造成過(guò)載，變形過(guò)大引起的裂縫。這種裂縫通常出現(xiàn)在混凝土受彎構(gòu)件的受拉區(qū)?；炷令A(yù)制構(gòu)件，在脫模、運(yùn)輸、堆放、起吊過(guò)程中因各種原因使構(gòu)件受壓區(qū)處于受拉狀態(tài)，都可能使構(gòu)件產(chǎn)生裂縫。

1.6張拉力引起的裂縫。在預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土構(gòu)件張拉后的放張過(guò)程中，如控制不好則可能造成裂縫。這種裂縫一般出現(xiàn)預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的端部或板的上表面角部。

1.7不均勻沉降引起的裂縫。由于地基的不均勻沉降造成基礎(chǔ)或圈梁、大粱及其它構(gòu)件拉力過(guò)大而出現(xiàn)裂縫。

1.8施工中，在混凝土初凝階段因模板振動(dòng)、變形或移位會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。施工縫處理不好則可能在施工縫部位出現(xiàn)裂縫。

1.9加荷過(guò)早產(chǎn)生的裂縫。施工時(shí)因拆模過(guò)早，混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求而提前加荷，使構(gòu)件過(guò)載而出現(xiàn)裂縫。

1.10施工材料質(zhì)量引起的裂縫?；炷林饕伤唷⑸?、石骨料、拌和水和外加劑組成，配置混凝土用的材料如果質(zhì)量不合格，亦會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。

2.混凝土裂縫產(chǎn)生的危害

道路橋梁出現(xiàn)裂縫不僅會(huì)影響結(jié)構(gòu)的美觀和正常的使用，而且會(huì)削弱橋梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，從而導(dǎo)致工程事故的發(fā)生?；炷潦嵌嘟M分復(fù)合材料，由于各種材料變形不一致，互相約束而產(chǎn)生初始應(yīng)力，造成骨料與水泥粘結(jié)面或水泥本身之間出現(xiàn)肉眼看不見(jiàn)的微細(xì)裂縫，一般稱微裂。這種微細(xì)裂縫的分布是不規(guī)則的，互不連貫，但在荷載作用下或進(jìn)一步產(chǎn)生溫度變化，養(yǎng)護(hù)不到位失水干縮的情況下，裂縫開始擴(kuò)展，并逐漸互相連通，從而出現(xiàn)較大的肉眼可見(jiàn)裂縫，成為宏觀裂縫，嚴(yán)重的形成上下貫通縫，這就成為有害裂縫。這樣的裂縫將對(duì)結(jié)構(gòu)的承載力，防火性、抗?jié)B性、抗鋼筋銹蝕性、抗化學(xué)侵蝕性等耐久性能產(chǎn)生嚴(yán)重的危害。不僅會(huì)影響結(jié)構(gòu)的整體性和剛度，還會(huì)引起鋼筋的銹蝕、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲勞、抗?jié)B能力，從而引起耐久性的下降和縮短橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命。

3.施工中保證混凝土質(zhì)量及控制裂縫的措施

3.1施工材料的控制：（1）選擇合適的水泥和嚴(yán)格控制好水泥用量。水泥的體積安定性差時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致混凝土的膨脹或者裂縫，而水泥強(qiáng)度的上下波動(dòng)會(huì)使混凝土跟著上下波動(dòng)。(2）嚴(yán)格控制骨料級(jí)配和含泥量、黃砂的含泥量和細(xì)度模數(shù)。（3）選擇適當(dāng)?shù)耐饧觿┖秃线m的配合比，合理控制水灰比。

3.2施工過(guò)程的控制：砼澆筑時(shí)應(yīng)采用“分區(qū)定點(diǎn)、一個(gè)坡度、循序推進(jìn)、一次到頂”的澆筑工藝，劃定澆筑區(qū)域，每臺(tái)泵車負(fù)責(zé)本區(qū)域的砼澆筑，澆筑時(shí)先在一個(gè)部位進(jìn)行，直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，砼形成扇形向前流動(dòng)，然后在其坡面上繼續(xù)澆筑，循序推進(jìn)。另外加強(qiáng)模板支設(shè)和砼振搗兩個(gè)方面，當(dāng)混凝土采用插入式的振搗棒振搗的時(shí)候，要做到快拔慢搗，則振搗時(shí)間也要控制在一定的范圍內(nèi)；對(duì)模板的支設(shè)則要把支架控制牢固，而模板表面的污垢則要清理干凈，模板與模板之間接縫要嚴(yán)密。

合理運(yùn)用二次振搗、二次抹面工藝，能有效改善混凝土的抗?jié)B性、耐久性以及裂縫控制。二次振搗時(shí)間是關(guān)鍵，在混凝土初凝前1h進(jìn)行最佳，二次振搗不僅可以提高混凝土的強(qiáng)度，而且可以增加混凝土的密實(shí)度，提高防滲性，消除混凝土由于沉陷產(chǎn)生的裂紋和細(xì)縫。

3.3溫度控制：為了防止裂縫，減輕溫度應(yīng)力可以從控制溫度和改善約束條件兩個(gè)方面著手。控制溫度應(yīng)力的措施有以下幾種：（1）拌合混凝土?xí)r用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；（2）夏天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；（3）在混凝士中埋設(shè)水管，通入冷水進(jìn)行內(nèi)部降溫；（4）嚴(yán)格控制混凝土的入模溫度。

3.4拆?？刂疲夯炷恋牟鹉r(shí)間除需考慮拆模時(shí)的混凝土強(qiáng)度外，還應(yīng)考慮到拆模時(shí)的混凝土溫度不能過(guò)高，以免接觸空氣時(shí)降溫過(guò)快而開裂，更不能在此時(shí)澆涼水養(yǎng)護(hù)。

3.5養(yǎng)護(hù)控制：大量實(shí)踐證明，混凝土常見(jiàn)的裂縫，大多數(shù)是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成的，冬季溫度驟降也容易形成裂縫，因此混凝士的保溫對(duì)防止表面早期裂縫尤為重要?；炷翝仓瓿珊螅砻媸諠{后盡快對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)生，暴露于大氣中的新澆筑混凝土表面應(yīng)及時(shí)澆水或覆蓋濕麻袋、濕棉氈等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。灑水養(yǎng)生應(yīng)根據(jù)氣溫情況，掌握恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔，在養(yǎng)生期內(nèi)保持表面濕潤(rùn)。氣溫低于+5℃時(shí)，應(yīng)覆蓋保溫，不得灑水養(yǎng)生。采用蒸汽養(yǎng)生時(shí)，應(yīng)事先經(jīng)試驗(yàn)確認(rèn)，對(duì)于加入外加劑的混凝土構(gòu)件，經(jīng)蒸汽養(yǎng)生后確無(wú)有害影響 ，才能進(jìn)行蒸汽養(yǎng)生。

4.混凝土裂縫修補(bǔ)一般性方法

在工程實(shí)踐中，混凝土橋梁產(chǎn)生裂縫很常見(jiàn)，一旦發(fā)現(xiàn)裂縫，則應(yīng)根據(jù)發(fā)生的原因、性質(zhì)、大小、所處部位和結(jié)構(gòu)重要程度區(qū)別情況及時(shí)治理。在治理時(shí)可按下列原則和方法。

4.1表面修補(bǔ)法：主要適用于對(duì)承載力無(wú)影響的表面裂縫和一些細(xì)小裂縫，通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環(huán)氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護(hù)的同時(shí)為了防止混凝土受各種作用的影響繼續(xù)開裂，可以采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

4.2灌漿、嵌逢封堵法：主要適用于對(duì)結(jié)構(gòu)整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補(bǔ)，它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料壓人混凝土的裂縫中，膠結(jié)材料硬化后與混凝土形成一個(gè)整體，從而起到封堵加固的目的，常用的膠結(jié)材料有水泥漿、環(huán)氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學(xué)材料。通常采用沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達(dá)到封閉裂縫的目的。

4.3結(jié)構(gòu)加固法：當(dāng)裂縫影響到混凝土結(jié)構(gòu)的性能時(shí)，就要考慮采取加固法對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理。結(jié)構(gòu)加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積；在構(gòu)件的角部外包型鋼、采用預(yù)應(yīng)力法加固、粘貼鋼板加固、增設(shè)支點(diǎn)加固以及噴射混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固。

4.4混凝土置換法：是處理嚴(yán)重?fù)p壞混凝土的一種有效方法，此方法是先將損壞的混凝土剔除，然后再置換人新的混凝土或其他材料。常用的置換材料有：普通混凝土或水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土或砂漿。

4.5電化學(xué)防護(hù)法：是利用施加電場(chǎng)在介質(zhì)中的電化學(xué)作用，改變混凝土或鋼筋混凝土所處的環(huán)境狀態(tài)，鈍化鋼筋，以達(dá)到防腐的目的。陰極防護(hù)法、氯鹽提取法、堿性復(fù)原法是化學(xué)防護(hù)法中常用而有效的三種方法。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是防護(hù)方法受環(huán)境因素的影響較小，適用鋼筋、混凝土的長(zhǎng)期防腐，既可用于已裂結(jié)構(gòu)也可用于新建結(jié)構(gòu)。

以上對(duì)混凝土施工過(guò)程中產(chǎn)生裂縫的原因分析和預(yù)防措施，在現(xiàn)場(chǎng)施工中要根據(jù)不同的情況， 通過(guò)施工過(guò)程的嚴(yán)格控制，盡可能地避免開裂或減少裂縫的數(shù)量，科學(xué)的將裂縫有害程度控制在允許范圍內(nèi)，保證橋梁結(jié)構(gòu)的正常使用。