公路橋梁裂縫產(chǎn)生原因及預(yù)防措施

田海云

（山東省濱州公路工程總公司，山東 濱州 256600）

混凝土結(jié)構(gòu)橋梁的任何損傷與破壞，一般都是在混凝土中出現(xiàn)裂縫，裂縫是反映混凝土結(jié)構(gòu)病害的晴雨表,早期裂縫一般出現(xiàn)在一個月之內(nèi)，中期裂縫約在6 個月之內(nèi)，其后1～2 年或更長時間屬于后期裂縫。大部分的病害都可以表現(xiàn)集中在裂縫方面，如撓度加大而出現(xiàn)裂縫、表面破損而出現(xiàn)表面裂縫、混凝土碳化造成鋼筋銹蝕而產(chǎn)生的裂縫等等。

1 裂縫種類以及原因

1.1 塑性裂縫

混凝土澆筑后開始凝聚，由流態(tài)變成塑態(tài)，再變成固態(tài)，在塑態(tài)階段產(chǎn)生的裂縫稱為塑性裂縫，是一種早期裂縫。它主要是由施工不當引起的，如混凝土攪拌時間過長，使混凝土凝固速度加快，造成結(jié)構(gòu)上的微裂縫； 養(yǎng)護不好，造成現(xiàn)澆混凝土表面水分蒸發(fā)過快，產(chǎn)生的不規(guī)則的裂縫；施工時振搗不充分，或混凝土的析水過多等。

1.2 收縮裂縫

混凝土凝固時由于體積變小發(fā)生收縮而產(chǎn)生收縮裂縫。收縮裂縫主要發(fā)生在混凝土的表面，裂縫細密，分布均勻，多沿梁、板的長邊走向。大體積混凝土在平面部位較為多見，側(cè)面也常見，預(yù)制構(gòu)件多發(fā)生在箍筋位置上。高度較大的混凝土梁，一般在腰部產(chǎn)生豎向裂縫，集中于構(gòu)件中部，中間寬兩頭細，而在底部則沒有。這主要與配筋的密度相關(guān)，配筋密的地方裂縫少，配筋疏的地方，混凝土無法承受拉應(yīng)力而開裂。另外，含泥量大的混凝土也容易產(chǎn)生收縮裂縫。

1.3 腹下箱間間隙處縱向裂縫

該處裂縫產(chǎn)生的原因是在原橋預(yù)制箱體間隙填筑混凝土時因粗骨料過大，卡在箱間使產(chǎn)生空洞，施工后再用砂漿抹平，從而使表面有裂縫。拱腹預(yù)制箱體縱向連接處的徑向裂縫產(chǎn)生的原因與此相同。

1.4 墩臺裂縫

不論在主橋還是引橋的墩臺帽處，沿橋軸線方向均有一上下貫穿墩帽的裂縫，其他裂紋呈放射性。這種原因主要是由于局部應(yīng)力所致． 因橋面恒載和活載的作用力集中地通過立柱傳至橋墩，使其周圍墩頂其他部位產(chǎn)生拉應(yīng)力。

2 橋梁混凝土裂縫的控制措施

2.1 設(shè)計方面控制措施

1） 設(shè)計中應(yīng)盡量避免結(jié)構(gòu)斷面突變帶來的應(yīng)力集中。如因結(jié)構(gòu)或造型方面原因等而不得以時，應(yīng)充分考慮采用加強措施；2） 積極采用補償收縮混凝土技術(shù)：在常見的混凝土裂縫中，有相當部分都是由于混凝土收縮而造成的。可在混凝土中摻用膨脹劑來補償混凝土的收縮；3） 合理配置構(gòu)造鋼筋，混凝土的配筋對于收縮值起一定的約束作用，但與配筋率的高低有關(guān)。構(gòu)造鋼筋細一點密一點可以提高混凝土的極限拉伸。增配構(gòu)造鋼筋可明顯提高混凝土的抗裂性；4）對于大體積混凝土，建議在設(shè)計中考慮采用60 天齡期混凝土強度值作為設(shè)計值，以減少混凝土單方用灰量。

2.2 材料選擇和混凝土配合比控制措施

1） 根據(jù)結(jié)構(gòu)的要求選擇合適的混凝土強度等級及水泥品種、等級，盡量避免采用早強高的水泥。宜選用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，充分利用混凝土后期強度，以減少水泥用量；2） 選用級配優(yōu)良的砂、石原材料，含泥量應(yīng)符合規(guī)范要求。必須對骨料進行堿活性檢驗，采用對工程無害的材料，同時使用含堿量低的水泥品種；3） 積極采用摻合料和混凝土外加劑。摻合料和外加劑可以明顯地起到降低水泥用量、降低水化熱、推遲放熱峰出現(xiàn)時間的作用，從而減少溫度裂縫發(fā)生的可能性，改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本。正確掌握好混凝土補償收縮技術(shù)的運用方法。應(yīng)通過大量的試驗確定膨脹劑的最佳摻量；4） 配合比設(shè)計人員應(yīng)深入施工現(xiàn)場，依據(jù)施工現(xiàn)場的澆搗工藝、操作水平、構(gòu)件截面等情況，合理選擇好混凝土的設(shè)計坍落度，針對現(xiàn)場的砂、石原材料質(zhì)量情況及時調(diào)整施工配合比，協(xié)助現(xiàn)場搞好構(gòu)件的養(yǎng)護工作。

2.3 現(xiàn)場施工控制措施

1） 拌制混凝土的原材料均需進行檢驗，合格后方可使用。同時要注意各項原材料的溫度，盡量選擇水化熱低的水泥品種，減少骨料入模溫度，降低內(nèi)外溫差，并緩慢降溫，必要時可采用循環(huán)冷卻系統(tǒng)進行內(nèi)部散熱，或采用薄層連續(xù)澆筑以加快散熱；2） 在混凝土攪拌站設(shè)專人摻入外加劑，摻量要準確。 澆筑混凝土前應(yīng)將基槽內(nèi)的雜物清理干凈；3） 施工時應(yīng)控制水灰比，避免過長時間的攪拌，下料不宜太快。澆搗時，振搗捧要快插慢拔，根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時間，振搗要密實，避免過振或漏振，盡量采用二次振搗、二次抹面技術(shù)，以排除泌水、混凝土內(nèi)部的水分和氣泡；4） 混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進行，間歇時間不得超過3～5h，同時已澆筑的混凝土表面溫度在未被新澆筑的混凝土覆蓋前不得低于相關(guān)規(guī)定；5） 試驗部門設(shè)專人負責測溫及保養(yǎng)的管理工作，對于厚大體積混凝土，施工時應(yīng)充分考慮水泥水化熱問題。采取必要的降溫措施 (埋設(shè)散熱孔、通水排熱等)，避免水化熱高峰的集中出現(xiàn)、降低峰值。澆搗成型后，應(yīng)采取必要的蓄水保溫措施，表面覆蓋薄膜、濕麻袋等進行養(yǎng)護，以防止由于混凝土內(nèi)外溫差過大而引起的溫度裂縫；6） 混凝土養(yǎng)護：在混凝土裂縫的防治工作中，對新澆混凝土的早期養(yǎng)護工作尤為重要。以保證混凝土在早期盡可能少產(chǎn)生收縮。

3 結(jié)語

綜上所述，嚴格按照國家有關(guān)規(guī)范、技術(shù)標準進行設(shè)計、施工和監(jiān)理，是保證橋梁結(jié)構(gòu)安全耐用的前提和基礎(chǔ)。隨著當今材料科學和技術(shù)水平的不斷發(fā)展，相信混凝土裂縫問題將會逐漸得以圓滿地解決。