公路橋梁混凝土裂縫的產(chǎn)生原因與防治措施

沈應祥

(重慶海特建設工程有限公司西寧分公司)

1 公路橋梁混凝土裂縫產(chǎn)生原因

1.1 溫度裂縫

溫度裂縫是公路橋梁工程混凝土裂縫的主要產(chǎn)生原因之一。混凝土與其他物質一樣具有熱脹冷縮的性質，當混凝土受外部外部環(huán)境或內部因素的影響產(chǎn)生溫度變化時，若受到外部結構的約束，就會在混凝土內部產(chǎn)生影響的應力，當內部用力大于混凝土構件的抗拉強度時，就產(chǎn)生了溫度裂縫。

1.2 荷載變化引發(fā)的裂縫

若混凝土受到不當?shù)撵o力荷載、動力荷載或次應力頻繁荷載時，會造成混凝土表面裂縫。這種裂縫通常包括以下幾種:彎曲裂縫、扭曲裂縫、剪切裂縫、局部應力裂縫。以上各種荷載裂縫的產(chǎn)生原因與表現(xiàn)形式、產(chǎn)生部位均有所差異，通常發(fā)生在橋梁受拉力、剪應力較大以及振動較為顯著的部位，對公路橋梁穩(wěn)定性與耐久性有著較大的危害。

1.3 凍脹裂縫

當氣溫低于零度時，混凝土內部水分會產(chǎn)生凝結現(xiàn)象，當游離態(tài)的水變成固態(tài)的水時，其體積會產(chǎn)生膨脹，膨脹幅度大約在10%左右，水的膨脹會造成膨脹應力，對混凝土構件產(chǎn)生不利的影響。此外，混凝土內部凝膠孔中的水分會因凝固而產(chǎn)生轉移與重新排列，進而造成滲透壓，滲透壓作用下混凝土內部膨脹應力會進一步增大，造成混凝土強度下降并產(chǎn)生裂縫。凍脹裂縫通常發(fā)生在混凝土初凝階段，通常會對混凝土構件的穩(wěn)定性、安全性與外觀質量造成嚴重的影響，會使混凝土凝固后的強度減少30% ～50%，因而在環(huán)境溫度較低時，公路橋梁施工中應格外注意混凝土構件的保溫工作。

1.4 施工材料因素引發(fā)的裂縫

公路橋梁混凝土施工的主要材料包括水泥、粗骨料、細骨料、水、外加劑等等。若混合料原材料質量不合格，會嚴重影響混凝土機構的施工質量。例如，若所選砂石粒徑太大或太小、配率不良、會導致混凝土材料空隙率過大進而導致水泥和攪拌水的用量增加，進而使混凝土凝固過程中水化熱增大，從而降低混凝土結構強度，造成裂縫的產(chǎn)生;如果混凝土材料中砂石中云母等礦物質的含量超標，會直接減弱水泥和骨料物質的粘結力，并降低混凝土的強度;如果所采用的砂石中泥的含量偏高，會使拌合過程中水的用量增加，直接影響混凝土的強度、抗?jié)B性、抗凍性;如果混凝土材料中的有機質含量偏高，會造成混凝土硬化時間延長，影響混凝土強度，引發(fā)早期裂縫。

2 公路橋梁混凝土裂縫防治措施

2.1 溫度裂縫的防治

(1)通過降低拌合水溫度、使用冰水拌合等措施降低混凝土的澆注溫度，減少混凝土內外溫差，進而避免溫度裂縫的產(chǎn)生。(2)在炎熱的夏季進行混凝土施工時，混凝土應分層澆注，并應嚴格控制混凝土的澆注厚度，減小澆注厚度以促進混凝土結構散熱。(3)安裝循環(huán)水管，通過水循環(huán)帶走混凝土內部熱量，以降低混凝土構件內部溫度，減少混凝土內外溫差，以減少溫度裂縫的產(chǎn)生。(4)嚴格控制混凝土入模溫度，對于體積較大的混凝土構件澆注，應盡量避免在炎熱的夏季施工，如必須在夏季施工，應采取一定的遮擋措施，避免混凝土因遭受暴曬而溫度升高，此外，采用冰水進行拌合也是降低混凝土入模溫度的重要途徑之一。(5)嚴格控制混凝土拆模時間，若拆模時遇到氣溫驟降的情況，應對混凝土采取有效的保溫措施，以避免混凝土內外溫差急劇增大而引發(fā)的溫度裂縫，此外，應結合混凝土內外溫差情況靈活調整拆模時間，以避免早期裂縫的產(chǎn)生。

2.2 荷載引起的裂縫的防治

公路橋梁建設過程中，各種動、靜荷載是不確定的，為了做好裂縫的防治應采用概率統(tǒng)計的方式，結合數(shù)值計算模型，找出混凝土構件荷載的上限和下限。施工過程中應加強施工現(xiàn)場管理，嚴禁違規(guī)堆放機械設備和材料等，避免因荷載超標造成混凝土裂縫。此外，做好交通管制，禁止車輛在混凝土構件尚未達到設計強度前通行，也是避免混凝土早期裂縫的重要途徑。

2.3 強化早期養(yǎng)護

(1)防止混凝土因內外溫差而產(chǎn)生溫度梯度。(2)應保證混凝土在施工期間的溫度不小于其在正常使用期間的穩(wěn)定溫度。(3)避免因混凝土結構溫度過低而造成內部水分凝固的現(xiàn)象。

2.4 強化施工材料質量控制

近年來，公路橋梁建設單位面臨的時常競爭日趨激烈，如何節(jié)約成本成為每個工程施工中十分關心的問題，有些工程為追求經(jīng)濟效益采用價格低、質量不過關的原材料，對混凝土結構施工質量造成極大的威脅。為避免這一問題，施工單位應嚴把材料質量關，采購前對供貨廠商的從業(yè)資質與生產(chǎn)、供貨能力進行嚴格審查，確保原材料質量過關，并對進場的鋼筋、混凝土原材料進行嚴格驗收，對混凝土配合比進行試驗檢，從而有效保證混凝土構件施工質量。

3 結 語

綜上所述，由于受原材料質量、配合比科學性、施工操作規(guī)范性、養(yǎng)護工作全面性等多方面因素影響，公路橋梁混凝土裂縫的產(chǎn)生幾乎是不可完全避免的，但強化對混凝土裂縫類型及產(chǎn)生原因的研究，并采取科學的應對措施，就能有效減輕混凝土裂縫的危害程度和減小混凝土裂縫的數(shù)量。因此，在公路橋梁施工過程中，應結合工程設計要求、施工條件、氣候環(huán)境等通過嚴格控制材料質量、優(yōu)化配合比、規(guī)范施工和全面養(yǎng)護等途徑減少各類混凝土裂縫的產(chǎn)生，從而有效保證公路橋梁工程施工質量。

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