梁板柱混凝土構(gòu)件常見裂縫原因淺析與工程對策

黃華麗

摘 要：我國的交通建設(shè)歷來是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重中之重，為保證我國國民經(jīng)濟快速、持續(xù)、健康發(fā)展，必須加快公路設(shè)施建設(shè)。大量工程實踐以及近代科學(xué)關(guān)于混凝土強度的細(xì)觀研究都表明結(jié)構(gòu)物的裂縫是不可避免的，它是材料的一種特性。形成可見裂縫的原因錯綜復(fù)雜，主要原因有設(shè)計不妥、混凝土材料缺陷、施工質(zhì)量問題等，本文針對主要原因提出了鋼筋混凝土構(gòu)件在各方面的相應(yīng)防治措施。

關(guān)鍵詞：混凝土構(gòu)件；裂縫；預(yù)防處理

中圖分類號：TU528 文獻標(biāo)志碼：A

0 前言

就已建公路工程質(zhì)量而言，仍存在不盡人意的地方，如交通建設(shè)中主要組成部分模注混凝土存在裂縫問題。本文通過分析混凝土裂縫產(chǎn)生的各方面原因，并針對原因提出了相應(yīng)的防治措施。

1混凝土裂縫的類型

混凝土結(jié)構(gòu)存在裂縫是相當(dāng)普遍的現(xiàn)象，由于混凝土裂縫形式類型眾多，導(dǎo)致裂縫的原因復(fù)雜錯綜，甚至是各種各樣因素互相影響，但各條裂縫均有其存在的一種或幾種原因，鋼筋混凝土橋梁裂縫種類大致如下：

（1）按裂縫的成因分類：根據(jù)鋼筋混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，可將分為結(jié)構(gòu)變形裂縫（結(jié)構(gòu)性裂縫，約占10%）和無荷載變形裂縫兩大類。

（2）按裂縫的產(chǎn)生時間分類：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)成型需要一定時間和長期服役的過程，因而在不同的時期和階段也形成了各異的裂縫，如：施工階段產(chǎn)生裂縫（0d～3d）；混凝土早期裂縫（3d～28d）；混凝土中期裂縫（28d～180d）；混凝土后期裂縫（180d～360d、720d）；混凝土結(jié)構(gòu)長期放置產(chǎn)生的裂縫及使用階段產(chǎn)生的裂縫。

（3）按裂縫的形狀及尺寸分類：橋梁混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫按形狀可分為：縱向裂縫、橫向裂縫、斜向裂縫、其他各種不規(guī)則裂縫；橋梁混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫按尺寸可分為：微觀裂縫和宏觀裂縫兩類。

2 混凝土裂縫的成因

混凝土結(jié)構(gòu)中裂縫類型形式眾多，形成可見裂縫的原因錯綜復(fù)雜，從技術(shù)的角度分析大體有以下幾個方面：設(shè)計不妥引起的裂縫；混凝土材料缺陷引起的裂縫；施工質(zhì)量問題引起的裂縫；使用—維護不當(dāng)引起的裂縫；受到環(huán)境侵蝕而產(chǎn)生的耐久性裂縫；偶然作用后產(chǎn)生的殘余裂縫等。

2.1 設(shè)計階段的影響因素

設(shè)計階段決定了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最終形式。設(shè)計對我們交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及鋼筋混凝土構(gòu)件運營養(yǎng)護中起到非常重要的作用。在設(shè)計階段可能產(chǎn)生的是結(jié)構(gòu)性裂縫。

2.2 施工階段的影響因素

施工階段的影響因素主要：施工工藝和方案引起裂縫、混凝土的原材料及配合比引起裂縫。

混凝土是由水泥、水、粗集料、細(xì)集料、外摻料和外加劑按適當(dāng)比例配合而成的膠結(jié)材料，因此，原材料及配合比設(shè)計是混凝土成形后的性能的重要影響因素，如何選用合格的原材料，并進行合理的配合比設(shè)計，對控制混凝土成型后質(zhì)量有著重要的意義。

（1）原材料的影響

水泥：傳統(tǒng)思想中，認(rèn)為水泥強度等級越高越好，實際上，如果低等級混凝土選用高等級強度水泥，既浪費了材料，又因水泥的水化熱過高，混凝土的溫度應(yīng)力不能得到及時釋放而造成混凝土開裂，所以在保證混凝土強度的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡量選用低等級水泥，并減少水膠比。

粗、細(xì)集料：首先，應(yīng)做好骨料的原材料檢測工作，確保骨料質(zhì)量，由于骨料原因造成混凝土的開裂，大部分是因為集料本身存在有害的物質(zhì)及化學(xué)成分。另外粗骨料粒徑小、自身強度低，都容易形成混凝土裂縫，細(xì)集料的細(xì)度模數(shù)較小時，混凝土終凝后容易造成表面水分損失，形成細(xì)小裂縫。

外摻料、外加劑：在混凝土中適當(dāng)摻入外摻料、外加劑等，可以有效改變混凝土穩(wěn)定性，減少收縮，減少裂縫出現(xiàn)，但如使用不當(dāng)，也會對混凝土質(zhì)量造成危害。

（2）配合比設(shè)計的影響

混凝土配合比設(shè)計分4個階段，分別為：配合比設(shè)計計算，基礎(chǔ)配合比設(shè)計、試驗室配合比試配、調(diào)整施工配合比。

因此，從原材料選擇到配合比設(shè)計，必須經(jīng)反復(fù)試驗校核，逐漸調(diào)整至合理的程度。其中水灰比、砂率、用水量是影響混凝土配合比設(shè)計的3個重要參數(shù)，通過對混凝土配合比設(shè)計的優(yōu)化，可以有效得控制裂縫產(chǎn)生。

2.3 運營養(yǎng)護的影響因素

在運營過程中，由于管理不當(dāng)，如在使用過程中超過設(shè)計荷載的重型車輛過橋；受車輛、船舶的接觸、撞擊；發(fā)生大風(fēng)、大雪、地震、爆炸等災(zāi)害；橋梁處于地理環(huán)境惡劣等情況，最終都會導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。

3 混凝土裂縫的預(yù)防措施

3.1 設(shè)計方面

受力鋼筋的布置采用細(xì)筋密配方式，配筋率在0.3%～0.5%，可以改變裂縫分布情況，同時增配構(gòu)造鋼筋，提高混凝土抗殘裂性能；在混凝土結(jié)構(gòu)易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)突變形成應(yīng)力集中的部位，應(yīng)在設(shè)計階段進行考慮，在薄弱部位，采取配置加強鋼筋等加強措施；在結(jié)構(gòu)中布置預(yù)應(yīng)力鋼筋，可抵消、減少一部分拉應(yīng)力，從而控制裂縫出現(xiàn)；在混凝土的表層布置鋼筋網(wǎng)片，可有效控制可見裂縫的出現(xiàn)；在設(shè)計中，充分考慮施工時的環(huán)境、條件因素，設(shè)置合理的后澆帶，可減少早期混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫。

3.2 施工方面

（1）原材料質(zhì)量及配合比：嚴(yán)格控制混凝土原材料的質(zhì)量，并進行抽檢試驗，保證所使用原材料符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)及要求；對骨料進行含水量試驗，及時調(diào)整施工配合比；施工過程中，對混凝土坍落度進行控制，檢測混凝土拌合物的和易性，以避免由于混凝土和易性太差而導(dǎo)致混凝土離析，從而出現(xiàn)裂縫；在混凝土拌和過程中，要注意攪拌方式、時間及入模時間；澆筑過程中，要保證澆筑混凝土的振搗時間、位置，應(yīng)分層澆筑，分層厚度要滿足要求，并注意避免漏振、欠振、過振，此外，嚴(yán)禁振搗棒靠近鋼筋進行振搗或插入保護層振搗；混凝土在運輸過程中，也應(yīng)檢測混凝土坍落度，避免由于水分流失而造成的損失；混凝土初凝后應(yīng)及時灑水，保濕養(yǎng)護，如橋梁下部結(jié)構(gòu)建設(shè)采用薄膜保濕養(yǎng)護，梁板采用工廠化施工噴淋養(yǎng)護等。

（2）施工工藝及操作：工程施工開始前，施工單位應(yīng)編制施工組織設(shè)計和施工方案，特別對于大體積混凝土澆筑，應(yīng)編制專項施工技術(shù)方案，以保證混凝土澆筑質(zhì)量；按設(shè)計文件及施工方案要求，合理布置施工縫布置，通常情況下，施工縫可設(shè)置在受力較小且便于施工的部位；對于預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，應(yīng)在預(yù)應(yīng)力端部錨固區(qū)布置構(gòu)造鋼筋，應(yīng)保證一定的混凝土層厚度。

3.3 運營養(yǎng)護及外界環(huán)境方面

嚴(yán)禁控制超限、超載車輛過橋，以防車輛對結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生接觸和碰撞，對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損害；對于已產(chǎn)生危害的橋梁，也應(yīng)進行一系列的檢測和分析，并采取加強和維護措施；對于使用過程中的結(jié)構(gòu)物，應(yīng)進行定期的檢測和分析，特別是已產(chǎn)生安全隱患的裂縫，如橋梁梁板、立柱、蓋梁等產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性裂縫，應(yīng)及時采取相應(yīng)的加強維護措施，消除隱患；結(jié)構(gòu)物在使用過程中，如遭受到偶然非工況損害后，也應(yīng)進行觀察、檢查裂縫情況，進行分析，如有必要需采取相應(yīng)的加固措施。

結(jié)語

在混凝土結(jié)構(gòu)物中，裂縫是一種常見的病害。裂縫產(chǎn)生的原因很多，本文就其中的一部分原因進行了簡單分析。如何控制混凝土結(jié)構(gòu)物發(fā)生裂縫，也應(yīng)做到事先預(yù)防、事中控制，事后預(yù)防等3個方面。首先，要保證設(shè)計過程中有足夠的強度儲備；其次，要控制好施工過程中的原材料和配合比質(zhì)量、施工環(huán)境條件、施工工藝等；而在養(yǎng)護階段，重點應(yīng)對已產(chǎn)生的裂縫進行正確的判斷，并采取針對性的措施進行處理，才能達(dá)到事半功倍之效。

參考文獻

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