談橋梁施工裂縫的形成原因及預(yù)防

摘 要:橋粱施工裂縫是一個(gè)具有普遍性且被工程界很為關(guān)注的問題。橋粱裂縫的成因復(fù)雜而繁多，甚至多種因素相互影響。本文從施工結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)，以及工藝質(zhì)量、施工材料質(zhì)量、溫度變化等方面闡述了橋梁裂縫的成因。并提出了相應(yīng)的裂縫防治措施。

關(guān)鍵詞:橋梁施工 裂縫 施工工藝質(zhì)量

中圖分類號:TU528.37文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)08(a)-0059-011 橋梁施工裂縫的成因

橋梁施工裂縫的成因主要包含三個(gè)方面，一是結(jié)構(gòu)性裂縫，二是非結(jié)構(gòu)性裂縫。三是施工質(zhì)量引起的裂縫問題。下面一一進(jìn)行闡述。

1.1 非結(jié)構(gòu)性裂縫

第一，溫度差異。由于在橋梁施工過程中，混凝土?xí)崤蛎浕蚴湛s，外界溫度變化也會對橋梁施工項(xiàng)目有直接影響，溫差過大，混凝土的表面和內(nèi)部形成溫度梯度，引起的表面應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度，內(nèi)部和外部出現(xiàn)不協(xié)調(diào)，進(jìn)而發(fā)生變形，或者是裂紋問題。影響橋梁施工溫度變化的因素主要有，陽光、溫度下降、等保養(yǎng)不當(dāng)，造成時(shí)熱時(shí)冷，區(qū)域差異大。

第二，凍裂原因。當(dāng)溫度低于零度是，混凝土容易飽和，混凝土凍結(jié)，混凝土中的水的體積膨脹，導(dǎo)致混凝土開始膨脹，混凝土中的滲透壓和應(yīng)力重新分配，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度發(fā)生變化，所以橋梁會出現(xiàn)裂縫狀況。在寒冷的冬季天氣條件下，特別是零度以下的溫度，混凝土水飽和快，飽和度高，體積膨脹大，橋梁才有可能發(fā)生凍脹破壞問題，所以橋梁施工過程中，裂縫的成因并非總是如此，按照橋梁施工規(guī)則，不提倡冬季進(jìn)行橋梁施工工作。

第三，收縮裂縫?；炷潦湛s裂縫是最常見的成因。引起收縮現(xiàn)象的主要表現(xiàn)有塑性收縮和干燥收縮。橋梁施工中，混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，混凝土水溫度，濕度等發(fā)生辯護(hù)，都會使橋梁表面容易產(chǎn)生微裂紋，表面裂縫由于沒有規(guī)律，影響了橋梁的外觀質(zhì)量和耐久性。塑性收縮裂縫，發(fā)生橋梁混凝土澆筑后的4到5個(gè)小時(shí)內(nèi)，水化反應(yīng)導(dǎo)致的水分迅速蒸發(fā)，在混凝土尚未硬化前，發(fā)生了收縮現(xiàn)象。收縮裂縫現(xiàn)象大部分發(fā)生在凝固過程中，由于混凝土中存在多余水分，混凝土表面和內(nèi)部的蒸發(fā)率不同，產(chǎn)生的表面和內(nèi)部的水分不均勻，從而產(chǎn)生收縮。由于表面形狀受到內(nèi)部約束的影響，導(dǎo)致混凝土表面發(fā)生拉和張力，當(dāng)橋梁表面拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度，就會發(fā)生裂紋現(xiàn)象。除了橋梁自收縮和碳化收縮成因。水化反應(yīng)導(dǎo)致混凝土膨脹或收縮的過程中，這與外界濕度是相互關(guān)系的;大氣中的二氧化碳和水，與水泥水化產(chǎn)物相互作用就會產(chǎn)生的碳酸鈣，這種作用會損傷混凝土內(nèi)部的堿性環(huán)境，腐蝕鋼筋，其保護(hù)層遭受破壞，此時(shí)容易引起碳化收縮，一般在高濕度條件下，就會產(chǎn)生更大的收縮問題。

最后，沉降裂縫。地基不均勻，容易出現(xiàn)沉降問題，或是出現(xiàn)橫向位移，一旦基底附加應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會對橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生整體破壞，或者是裂紋問題。根據(jù)地質(zhì)條件不明確;橋梁基礎(chǔ)在滑坡，斷裂帶;地質(zhì)基礎(chǔ)差異等，都會因不同地區(qū)不同程度產(chǎn)生不同的壓縮;當(dāng)然，地質(zhì)溫度變化也要受到霜凍影響，霜凍所造成的地基非均勻分布，也容易是橋梁產(chǎn)生沉降裂縫。

1.2 結(jié)構(gòu)裂縫

橋梁設(shè)計(jì)強(qiáng)度不符合施工要求，導(dǎo)致地基承載力不足，外部負(fù)載過高，引起結(jié)構(gòu)裂縫，結(jié)構(gòu)裂縫主要包括由外荷載引起的正應(yīng)力，以及次應(yīng)力等發(fā)生裂紋。

第一，負(fù)載直接造成的直接應(yīng)力導(dǎo)致的橋梁開裂。在橋梁施工中，不考慮基樁的受力特性，施工的工具，材料等隨機(jī)堆放。對施工橋梁結(jié)構(gòu)，沒有做相關(guān)的壓力測試，或者不是根據(jù)施工圖紙進(jìn)行施工。甚至是在橋梁使用階段出現(xiàn)超載，突然沖擊，爆炸等不安全因素也可引起裂縫。

第二，局部應(yīng)力集中造成橋梁裂縫。在工程實(shí)踐中，局部應(yīng)力集中是最常見的結(jié)構(gòu)裂縫成因。如施工過程中，不可避免實(shí)施開口，牛腿設(shè)計(jì)，所造成的突變壓力，導(dǎo)致橋梁混凝土開裂。結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)角形狀突變，鋼筋容易彎曲，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫。

1.3 施工質(zhì)量引起的橋梁裂縫

這里的施工質(zhì)量主要是施工工程的材料和工藝問題。例如材料中，由水泥，沙子，骨料，水等攪拌，并加入一定量的外加劑。材料質(zhì)量的好壞。直接影響橋梁工程質(zhì)量狀況，材料的受潮問題，高堿的骨料性能的變化，礫石尺寸大小造成顆粒不均，材料的過期將導(dǎo)致強(qiáng)度發(fā)生變化，造成橋梁開裂。

橋梁施工工藝狀況，也將導(dǎo)致混凝土澆筑過程的各種裂縫問題產(chǎn)生?；炷帘Ｗo(hù)層的厚度過度厚重，對上層鋼筋具有約束力，模板結(jié)構(gòu)不合理，混凝土澆注不完全容易引起沉淀，澆注過程振動，混凝土澆筑均勻，拆模過早等，造成混凝土強(qiáng)度是不夠，這些施工工藝容易引起裂縫。

2 橋梁施工裂縫的預(yù)防

2.1 表面修復(fù)法

表面修復(fù)方法是一種簡單，常見的修補(bǔ)方法。它主要適用于對穩(wěn)定性和承載力相對較好的橋梁面，是橋梁表面裂紋處理，不適合于深入的裂縫處理。通常的治療措施有表面涂抹水泥漿，環(huán)氧砂漿，或者在橋梁混凝土表面，涂抹瀝青防腐涂料，在橋梁裂縫保護(hù)的同時(shí)，防止混凝土受其他的影響繼續(xù)發(fā)生裂紋。因此，可以在裂紋表面粘貼玻璃纖維布和其他措施等。

2.2 灌漿、嵌縫封堵法

對于橋梁整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)影響，或出現(xiàn)防滲要求混凝土裂縫修復(fù)，此時(shí)，可以使用灌漿修復(fù)方法，它是利用壓力設(shè)備將膠結(jié)材料，壓入混凝土裂縫。膠凝材料混合混凝土形成一個(gè)整體，從而實(shí)現(xiàn)加固的目的。常用的灌漿水泥材料，有水泥，環(huán)氧樹脂，甲基丙烯酸酯，聚氨酯等化工原料。嵌縫封堵法是最常見的裂縫修復(fù)方法，它通常是沿裂縫鑿，槽中填充塑料密封材料，以達(dá)到封閉目的。常用的材料是聚氯乙烯水泥，塑料軟膏，丁基橡膠密封材料。

2.3 結(jié)構(gòu)加固法

裂紋影響混凝土結(jié)構(gòu)性能，就要考慮采取加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)處理方法。結(jié)構(gòu)加固常用的有以下幾種方法:增加截面混凝土表面面積，角落外包型鋼，采用預(yù)應(yīng)力加固，粘鋼加固，額外加固、注射混凝土。防止塑性沉降裂縫的辦法主要有:基礎(chǔ)處理、支架搭設(shè)等臨時(shí)措施或設(shè)備設(shè)施進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)、嚴(yán)格施工。一般可采取的措施是對支架進(jìn)行仝面積預(yù)縫以消除非彈性變形:混凝土中加減水劑減少混凝土泌水，確?；炷帘Ｗo(hù)層厚度、混凝土施工時(shí)進(jìn)行=次振搗抹面。

2.4 混凝土置換法

置換法是處理嚴(yán)重破壞混凝土是一種有效的方法。該方法首先將原有混凝土拆除，再換上新的混凝土或其他材料。常用的替代混凝土有，水泥砂漿，聚合物或聚合物改性混凝土或砂漿。

2.5 電化學(xué)防護(hù)法

電化學(xué)防腐是利用施加電場在介質(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。

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