橋梁施工中砼裂縫的成因與處理方法

王小光

【摘 要】隨著社會的不斷發(fā)展，橋梁工程的應(yīng)用也越來越廣泛，在橋梁施工中常會遇到砼不同程度的開裂，一旦控制不好，會造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，同時也延誤了正常的建設(shè)工期。因此，本文結(jié)合實際工作經(jīng)驗，著重分析和闡述了橋梁施工中砼裂縫產(chǎn)生的原因和相應(yīng)處理措施。

【關(guān)鍵詞】橋梁；混凝土；裂縫；措施

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，橋梁施工建設(shè)也進(jìn)入了自身發(fā)展的黃金時期。伴隨著我國橋梁工程項目的日益增多，規(guī)模的不斷擴(kuò)大，橋梁施工中的質(zhì)量問題也逐漸成為了制約橋梁工程繼續(xù)良性化發(fā)展的主要因素。其中橋梁施工中存在的一個普遍質(zhì)量問題就是砼結(jié)構(gòu)的裂縫，橋梁砼裂縫不僅影響了橋梁自身的美觀，更影響到橋梁工程的穩(wěn)定性和耐久性，使得橋梁工程的安全使用壽命下降。針對橋梁施工中砼裂縫產(chǎn)生的原因及處理進(jìn)行分析，有利于對砼裂縫進(jìn)行預(yù)防和控制，進(jìn)而保證橋梁工程質(zhì)量和工程進(jìn)度的順利完成。

1 裂縫的類型及產(chǎn)生原因

1.1 從受力的角度劃分

裂縫從受力角度來劃分可分為結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)型裂縫。結(jié)構(gòu)型裂縫主要是由受力引起的，如各種結(jié)構(gòu)在主要和在作用下，抗拉、抗震強(qiáng)度不足，預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)在張拉、溫度收縮引起的次應(yīng)力、連續(xù)擊出不均勻沉降以及溫度應(yīng)力等。這類裂縫基本上不允許出現(xiàn)。非結(jié)構(gòu)型裂縫是非受力因素引起的，如施工不當(dāng)?shù)龋瑢@類裂縫則視承載力的類型和結(jié)構(gòu)的形式，對結(jié)構(gòu)的寬度有所限制，裂縫超過0.15cm必須處理。

1.2 從裂縫的成因劃分

從裂縫的成因可將裂縫分為溫度引起的裂縫、收縮引起的裂縫、鋼筋銹蝕引起的裂縫、沉降引起的裂縫、凍脹引起的裂縫、施工材料質(zhì)量引起的裂縫和施工裂縫等。

1）溫度變化引起的裂縫

混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，當(dāng)外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化，混凝土將發(fā)生變形，若變形遭到約束，則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時即產(chǎn)生溫度裂縫。在拆模前后，表面溫度降低很決，造成了溫度陡降，也會導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。溫度裂縫的特征主要是表面裂縫的走向一般無規(guī)律性，深層裂縫的走向一般與主筋平行或接近平行；裂縫寬度大小不一，受溫度變化的影響熱細(xì)冷寬。

2）收縮引起的裂縫

混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的，塑性收縮和縮水收縮（干縮）是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因，另外還有自身收縮和碳化收縮.收縮裂縫產(chǎn)生的主要原因是由于混凝士陜速干燥，混凝土內(nèi)水分的蒸發(fā)速率大于其泌水速率，在固體顆粒水面產(chǎn)生毛細(xì)管張力，混凝土自體收縮所產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土本身的抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫收縮引起的裂縫是不規(guī)則斜裂縫，在鋼筋以上，似龜紋。

3）沉降引起的裂縫

由于基礎(chǔ)產(chǎn)生豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力，當(dāng)其超過混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度時，結(jié)構(gòu)開裂。

4）鋼筋銹蝕引起的裂縫

由于混凝土質(zhì)量較差或保護(hù)層不足，混凝土保護(hù)層受二氧化碳侵蝕碳化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或由于氯化物介入，鋼筋中鐵離子含量較高，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞。鋼筋中鐵離子與侵入混凝土中的氧氣和水分發(fā)生銹蝕反應(yīng)，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約2-4倍，從而對周圍混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，導(dǎo)致保護(hù)層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫，并有銹跡滲到混凝土表面。由于銹跡，使得鋼筋有效斷面面積減小，鋼筋與混凝土握裹力削弱，結(jié)構(gòu)承載力下降，并將誘發(fā)其他形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。

5）凍脹引起的裂縫

混凝土構(gòu)件是非勻質(zhì)密實構(gòu)件，其內(nèi)部存在各種空隙，當(dāng)處于吸水飽和狀態(tài)的混凝土溫度低于0℃時，內(nèi)部水分凍結(jié)，體積膨脹9%，使混凝土因膨脹而產(chǎn)生拉應(yīng)力導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。冬季施工時，對預(yù)應(yīng)力孔道灌漿后若不采取保溫措施，也可能發(fā)生沿管道方向的凍脹裂縫。

6）施工材料質(zhì)量引起的裂縫

由于施工中配置混凝土所用材料不合格，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。因此在材料選擇時應(yīng)做到：優(yōu)選材質(zhì)，提高混凝土的抗拉f生能；引用微膨脹外加劑，改善混凝土的收縮性能；選用有效地緩凝高效減水劑和粉煤灰，提高大體積混凝土的和易性，減少水化、配合比設(shè)計時最大限度的增加粗骨料用量，減少水泥用量。

7）施工裂縫

施工裂縫比較普遍，上述幾種裂縫中實際上都包含有施工因素，除此之外，在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運(yùn)輸、堆放、拼裝和預(yù)應(yīng)力張拉等過程中，若施工工藝不合理，都導(dǎo)致混凝土構(gòu)建開裂。

2 施工中保證混凝土質(zhì)量及控制裂縫的措施

2.1 施工材料的控制

1）選擇合適的水泥和嚴(yán)格控制好水泥用量。水泥的體積安定性差時，則會導(dǎo)致混凝土的膨脹或者裂縫，而水泥強(qiáng)度的上下波動會使混凝土跟著上下波動。

2）嚴(yán)格控制骨料級配和含泥量、黃砂的含泥量和細(xì)度模數(shù)。

3）選擇適當(dāng)?shù)耐饧觿┖秃线m的配合比，合理控制水灰比。

2.2 施工過程的控制

砼澆筑時應(yīng)采用“分區(qū)定點、一個坡度、循序推進(jìn)、一次到頂”的澆筑工藝，劃定澆筑區(qū)域，每臺泵車負(fù)責(zé)本區(qū)域的砼澆筑，澆筑時先在一個部位進(jìn)行，直至達(dá)到設(shè)計標(biāo)高，砼形成扇形向前流動，然后在其坡面上繼續(xù)澆筑，循序推進(jìn)。另外加強(qiáng)模板支設(shè)和砼振搗兩個方面，當(dāng)混凝土采用插入式的振搗棒振搗的時候，要做到快拔慢搗，則振搗時間也要控制在一定的范圍內(nèi)；對模板的支設(shè)則要把支架控制牢固，而模板表面的污垢則要清理干凈，模板與模板之間接縫要嚴(yán)密。合理運(yùn)用二次振搗、二次抹面工藝，能有效改善混凝土的抗?jié)B性、耐久性以及裂縫控制。二次振搗時間是關(guān)鍵，在混凝土初凝前1h進(jìn)行最佳，二次振搗不僅可以提高混凝土的強(qiáng)度，而且可以增加混凝土的密實度，提高防滲性，消除混凝土由于沉陷產(chǎn)生的裂紋和細(xì)縫。

2.3 溫度控制

為了防止裂縫，減輕溫度應(yīng)力可以從控制溫度和改善約束條件兩個方面著手。控制溫度應(yīng)力的措施有以下幾種：

1）拌合混凝土?xí)r用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；

2）夏天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；

3）在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水進(jìn)行內(nèi)部降溫；

4）嚴(yán)格控制混凝土的入模溫度。

2.4 拆模控制

混凝土的拆模時間除需考慮拆模時的混凝土強(qiáng)度外，還應(yīng)考慮到拆模時的混凝土溫度不能過高，以免接觸空氣時降溫過快而開裂，更不能在此時澆涼水養(yǎng)護(hù)。

2.5 養(yǎng)護(hù)控制

大量實踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數(shù)是不同深度的表面裂縫，主要原因是溫度梯度造成，冬季溫度驟降也容易形成裂縫，因此混凝土的保溫對防止表面早期裂縫尤為重要。混凝土澆筑完成后，待表面收漿后盡快對混凝土進(jìn)行養(yǎng)生，暴露于大氣中的新澆筑混凝土表面應(yīng)及時澆水或覆蓋濕麻袋等進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。灑水養(yǎng)生應(yīng)根據(jù)氣溫情況，掌握恰當(dāng)?shù)臅r間間隔，在養(yǎng)生期內(nèi)保持表面濕潤。氣溫低于+5℃時，應(yīng)覆蓋保溫，不得灑水養(yǎng)生。采用蒸汽養(yǎng)生時，應(yīng)事先經(jīng)試驗確認(rèn)，對于加入外加劑的混凝土構(gòu)件，經(jīng)蒸汽養(yǎng)生后確無有害影響，才能進(jìn)行蒸汽養(yǎng)生。

3 結(jié)語

在砼施工中應(yīng)充分審核圖紙，從原材料檢測到配合比設(shè)計，并嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范，在施工中優(yōu)化施工工藝，加強(qiáng)施工控制，通過各個環(huán)節(jié)的共同努力，提早預(yù)防砼裂縫的產(chǎn)生，使橋梁工程的質(zhì)量得以真正提高，進(jìn)而實現(xiàn)橋梁工程項目經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的雙豐收。

【參考文獻(xiàn)】

[1]鄭兆鵬，劉自標(biāo).橋梁裂縫產(chǎn)生原因淺析[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2007（14）：107-108.

[責(zé)任編輯：王春燕]