路橋施工中混凝土裂縫的產(chǎn)生及防治措施的探討

摘要：混凝土裂縫是路橋工程常見的質(zhì)量通病，經(jīng)常困擾著路橋工程技術(shù)人員，本文針對混凝土裂縫的起因，從原料配比、化學(xué)反應(yīng)、施工等方面分析了混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，并針對性地提出了相應(yīng)的混凝土裂縫防治措施，以指導(dǎo)實(shí)踐，保證道路橋梁工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：混凝土裂縫 防治措施 路橋施工

裂縫是固體材料的某種不連續(xù)現(xiàn)象，混凝土裂縫是混凝土材料中的不連續(xù)現(xiàn)象，路橋工程施工中應(yīng)該采取各種措施盡量避免混凝土裂縫問題的產(chǎn)生。由于混凝土自身特性等問題，即使在施工當(dāng)中小心謹(jǐn)慎，混凝土裂縫問題仍會時(shí)常出現(xiàn)?；炷亮芽p問題對混凝土路橋工程有著致命的傷害。如果混凝土裂縫存在和發(fā)展會使混凝土路橋的內(nèi)部鋼筋等材料裸露，由于自然因素等因素對鋼筋產(chǎn)生腐蝕，必然會降低鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的性能，路橋工程的承載能力和使用年限，自身的抗?jié)B能力等方面都會受到影響。

一、混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

1.1原材料配比不合理

混凝土主要材料是水泥、拌和骨料、水、砂及外加劑按特定比例混合組成。如果混凝土所采用的原材料品質(zhì)不合格，會導(dǎo)致鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)混凝土裂縫。在選擇粗細(xì)集料時(shí)，必須確保含泥量的標(biāo)準(zhǔn)。如果含泥量過高會造成混凝土澆筑后收縮增大，混凝土強(qiáng)度降低，還會使混凝土發(fā)生滲水等問題。保含泥量過高主要體現(xiàn)在混凝土干燥后，表面會產(chǎn)生無規(guī)則的網(wǎng)狀混凝土裂縫。拌和用水的選擇，外加劑的添加都要結(jié)合工程實(shí)際情況。拌和用水和外加劑一般都含有一定比例的氯化物等雜質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)會銹蝕鋼筋，降低橋梁的承載能力。如果拌和用水和外加劑的堿含量過高就會與骨料發(fā)生反應(yīng)，對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。水泥的等級也是影響混凝土裂縫的原因之一，一般水泥的等級、細(xì)度、早強(qiáng)都會影響混凝土結(jié)構(gòu)。

1.2混凝土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)

混凝土收縮混凝土裂縫的主要表現(xiàn)為表面出現(xiàn)混凝土裂縫，混凝土裂縫的寬度一般較為細(xì)小，無規(guī)則的龜裂狀?；炷猎诓皇芡饬Φ那闆r下，會發(fā)生收縮這種自發(fā)變形。當(dāng)受到外部約束作用時(shí)，混凝土就會產(chǎn)生拉應(yīng)力導(dǎo)致其開裂。這種體積變形主要發(fā)生在硬化初期和后期，硬化初期的水泥在凝固結(jié)硬過程中體積發(fā)生變化，后期是內(nèi)部自由水分蒸發(fā)導(dǎo)致的干縮變形。

水泥水化熱也是發(fā)生混凝土收縮混凝土裂縫原因之一。水泥在水化過程中會放出大量的熱，由于散熱不均勻，使混凝土內(nèi)部的溫度一般比表面高很多。尤其對于大型的混凝土結(jié)構(gòu)來講，溫差會更加嚴(yán)重?；炷羶?nèi)部和表面的散熱導(dǎo)致的溫度梯度，使混凝土內(nèi)部發(fā)生壓應(yīng)力，表面卻是拉應(yīng)力，當(dāng)作用力超過混凝土承受的極限時(shí)，表面就會產(chǎn)生混凝土裂縫。

1.3溫度等外部自然環(huán)境的影響

混凝土也具有熱脹冷縮的性質(zhì)。外界氣候的變動會促使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生混凝土裂縫。橋梁部分主體結(jié)構(gòu)受到太陽曝曬后，曝曬部分和陰涼部分呈非線形的溫度梯度。橋梁本身的約束作用和溫度導(dǎo)致的局部拉應(yīng)力，都促使混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)混凝土裂縫。混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部受到澆筑溫度，水泥水化釋放的溫度和自然條件對其產(chǎn)生的溫度的影響，如果外界環(huán)境溫度發(fā)生巨大變動就會增大混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫度梯度，產(chǎn)生溫度應(yīng)力，引發(fā)混凝土結(jié)構(gòu)局部開裂。嚴(yán)冬天氣引起的凍脹混凝土裂縫。在大氣氣溫低于0℃的情況下，游離在混凝土結(jié)構(gòu)中的水轉(zhuǎn)變成冰，混凝土體積膨脹不均勻，并且由于混凝土未完全粘合強(qiáng)度較低，就會有混凝土裂縫出現(xiàn)。

1.4不正確的施工的影響

混凝土在施工過程中過分振動攪拌，模板、墊層未吸收足夠的水分，這些原因都會引起凝縮混凝土裂縫?；炷猎跐矒v到建筑體后，抹干壓光時(shí)間過久會使細(xì)骨料浮至表面，形成水泥漿層。水泥漿含有大量的氫氧化鈣會與空氣中二氧化碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致混凝土板面體積收縮出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象。由于一般施工都是露天作業(yè)，鋼筋都會發(fā)生一定的銹蝕，這會導(dǎo)致混凝土結(jié)合部充分發(fā)生混凝土裂縫。由于施工是分段進(jìn)行的，混凝土結(jié)構(gòu)一般會分段進(jìn)行澆筑，如果處理不好接頭部位的澆筑，在新舊混凝土之間比較容易出現(xiàn)混凝土裂縫。

1.5地基沉降引起的混凝土裂縫

橋梁的地基豎向受力不均發(fā)生沉降，混凝土結(jié)構(gòu)間產(chǎn)生額外應(yīng)力，當(dāng)超出其自身的抗拉能力，混凝土裂縫就會產(chǎn)生。

二、施工過程混凝土裂縫的防治措施

優(yōu)化混凝土材料的配合比例，對其主要材料水泥的用量要嚴(yán)格控制。從目前的施工實(shí)踐技能可以得出合理原材料配合比例是防止混凝土裂縫出現(xiàn)的關(guān)鍵。針對混凝土要求的強(qiáng)度等級，充分考慮材料質(zhì)量會引發(fā)結(jié)構(gòu)變動，按照施工條件的差異，設(shè)計(jì)出一份合理的混凝土材料的配合比例。由于施工現(xiàn)場材料使用，環(huán)境變化會和計(jì)劃量出現(xiàn)不一致，施工單位要根據(jù)施工現(xiàn)場的實(shí)際情況，及時(shí)調(diào)整混凝土材料的配合比例，有效地防止混凝土裂縫的產(chǎn)生。

鋼筋施工質(zhì)量好壞直接影響到整個(gè)工程質(zhì)量。確保鋼筋施工質(zhì)量，首先得確保鋼筋在排布時(shí)的間距合理均勻，設(shè)計(jì)好鋼筋接頭位置排布。合理設(shè)置保護(hù)層墊塊位置和間距，用統(tǒng)一墊塊有效固定。應(yīng)根據(jù)負(fù)筋直徑設(shè)置足夠的鋼筋馬蹬，以防止負(fù)筋踩下不能上提復(fù)位。審核支架和模板等專項(xiàng)方案，確保支架和模板的拉伸剛度，應(yīng)力強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性符合要求。模板的接縫處要嚴(yán)密焊接，不能出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象。標(biāo)示澆筑后立柱高度，確?；炷两Y(jié)構(gòu)的整體高度和平整度。澆筑前，對支架結(jié)構(gòu)、模板、鋼筋結(jié)構(gòu)、保護(hù)層墊進(jìn)行認(rèn)真檢查，確保它們符合設(shè)計(jì)要求后才可澆筑。

在混凝土的澆筑期間，必須要求專人檢查確保支架、模板、鋼筋是否穩(wěn)固。結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙，規(guī)范澆筑工藝，在施工過程中澆筑混凝土?xí)r，確保混凝土的厚度，注入順序，澆筑方向的正確實(shí)施。對需要振動的部位操作時(shí)，施工人員必須確保振動后該部位密實(shí)不動。密實(shí)主要表現(xiàn)為混凝土停止下沉，表面不再冒出氣泡呈現(xiàn)泛漿。在混凝土初凝后和終凝前都應(yīng)該對裸露部分及時(shí)進(jìn)行必要的修理，用鐵抹子對表面進(jìn)行壓抹，將表面拉毛增強(qiáng)混凝土表面的密實(shí)程度，防止收縮混凝土裂縫的出現(xiàn)。

施工中加強(qiáng)鋼筋、模板的質(zhì)量檢查的力度，確保鋼筋的合理擺放位置，預(yù)防應(yīng)力變化發(fā)生混凝土裂縫。嚴(yán)格把握混凝土結(jié)構(gòu)的拆模時(shí)間，防止混凝土還未完全凝結(jié)，在缺乏內(nèi)部約束時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)的表面引起溫度混凝土裂縫。

在拆模時(shí)，需要工作經(jīng)驗(yàn)豐富的施工人員來操作。避免敲擊、振動使表面產(chǎn)生混凝土裂縫。加強(qiáng)混凝土澆筑成型后初期保濕養(yǎng)護(hù)工作。養(yǎng)護(hù)的目的是使其表面維持適當(dāng)?shù)臐穸龋_?；炷羶?nèi)部充分水化。合理的養(yǎng)護(hù)可以提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，對于混凝土后期的質(zhì)量控制有重要意義。養(yǎng)護(hù)的具體操作是在混凝土完成澆筑后，對表面及時(shí)覆蓋和灑水，確?；炷恋臏囟?、保濕穩(wěn)定，緩解由于溫差產(chǎn)生的應(yīng)力，防止混凝土裂縫的產(chǎn)生。嚴(yán)格控制施工過程中荷載使用，不得使混凝土澆筑成型過程中受行人、運(yùn)輸工具等荷載的影響?？刂剖┕み^程中施工縫的預(yù)留，確?；炷恋牟糠种匾Y(jié)構(gòu)的澆筑連貫性。

三、結(jié)語

由于橋梁混凝土裂縫產(chǎn)生的原因比較復(fù)雜，要對混凝土裂縫處結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)全面的分析，研究整體混凝土結(jié)構(gòu)，總結(jié)出橋梁病害產(chǎn)生的原因，并通過合理的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。在對橋梁混凝土裂縫的分析和研究時(shí)，要找出混凝土裂縫形成原因，評定橋梁混凝土裂縫危害，為今后橋梁混凝土裂縫的設(shè)計(jì)施工，維修加固提供技術(shù)現(xiàn)實(shí)依據(jù)。就目前而言，橋梁結(jié)構(gòu)普遍存在混凝土裂縫問題。只要在橋梁圖紙?jiān)O(shè)計(jì)充分考慮橋梁混凝土裂縫產(chǎn)生的機(jī)理，在施工中不斷完善設(shè)計(jì)，并采取相應(yīng)的橋梁鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固技術(shù)，盡可能的避免混凝土裂縫問題的出現(xiàn)。