橋梁混凝土裂縫產生原因及控制

劉同生

【摘要】橋梁混凝土裂縫可以說是“常發病”和“多發病”，為進一步加強對混凝土橋梁裂縫的認識，盡量避免工程中出現危害較大的裂縫，本文盡可能對混凝土橋梁裂縫的種類和產生的原因作較全面的分析、總結。下面就混凝土裂縫的成因與控制談談我的看法。

【關鍵詞】橋梁；混凝土裂縫及控制

1、裂縫的成因

裂縫產生的形式和種類很多，要根本解決混凝土中裂縫問題，還是需要從混凝土裂縫的形成原因入手。正確判斷和分析混凝土裂縫的成因是有效地控制和減少混凝土裂縫產生的最有效的途徑。

1.1 設計原因。設計結構中的斷面突變而產生的應力集中所產生的構件裂縫；設計中對構件施加預應力不當，造成構件的裂縫；設計中構造鋼筋配置過少或過粗等引起構件裂縫；設計中未充分考慮混凝土構件的收縮變形；設計中采用的混凝土等級過高，造成用灰量過大，對收縮不利。

1.2 材料原因

1.2.1 粗細集料含泥量過大，造成混凝土收縮增大。集料顆粒級配不良或采取不恰當的間斷級配，容易造成混凝土收縮的增大，誘導裂縫的產生。

1.2.2 骨料粒徑越細、針片含量越大，混凝土單方用灰量、用水量增多，收縮量增大。

1.2.3 混凝土外加劑、摻和料選擇不當、或摻量不當，嚴重增加混凝土收縮。

1.2.4 水泥品種原因，礦渣硅酸鹽水泥收縮比普通硅酸鹽水泥收縮大、粉煤灰及礬土水泥收縮值較小、快硬水泥收縮大。

1.2.5 水泥等級及混凝土強度等級原因：水泥等級越高、細度越細、早強越高對混凝土開裂影響很大。混凝土設計強度等級越高，混凝土脆性越大、越易開裂。

1.3 混凝土配合比設計原因。設計中水泥等級或品種選用不當；配合比中水灰比過大；單方水泥用量越大、用水量越高，表現為水泥漿體積越大、坍落度越大，收縮越大；配合比設計中砂率、水灰比選擇不當造成混凝土和易性偏差，導致混凝土離淅、泌水、保水性不良，增加收縮值；配合比設計中混凝土膨脹劑摻量選擇不當。

1.4 施工及現場養護原因。現場澆搗混凝土時，振搗或插入不當，漏振、過振或振搗棒抽撤過快，均會影響混凝土的密實性和均勻性，誘導裂縫的產生；高空澆注混凝土，風速過大、烈日暴曬，混凝土收縮值大；對大體積混凝土工程，缺少兩次抹面，易產生表面收縮裂縫；大體積混凝土澆注，對水化計算不準、現場混凝土降溫及保溫工作不到位，引起混凝土內部溫度過高或內外溫差過大，混凝土產生溫度裂縫；現場養護措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫；現場模板拆除不當，引起拆模裂縫或拆模過早；現場預應力張拉不當（超張、偏心），引起混凝土張拉裂縫。

1.5 使用原因（外界因素）。構筑物基礎不均勻沉降，產生沉降裂縫；使用荷載超負；野蠻裝修，隨意拆除承重墻或鑿洞等，引起裂縫；周圍環境影響，酸、堿、鹽等對構筑物的侵蝕，引起裂縫；意外事件，火災、輕度地震等引起構筑物的裂縫。

2、裂縫的控制措施

2.1 設計方面

2.1.1 設計中的‘抗與‘放。所謂‘抗就是處于約束狀態下的結構，沒有足夠的變形余地時，為防止裂縫所采取的有力措施，而所謂‘放就是結構完全處于自由變形無約束狀態下，有足夠變形余地時所采取的措施。設計人員應靈活地運用‘抗一放結合設計原則，來選擇結構方案和使用的材料。

2.1.2 設計中應盡量避免結構斷面突變帶來的應力集中。如因結構或造型方面原因等而不得以時，應充分考慮采用加強措施。

2.1.3 積極采用補償收縮混凝土技術。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。要解決由于收縮而產生的裂縫，可摻用膨脹劑來補償混凝土的收縮，實踐證明，效果是很好的。

2.1.4 在結構設計中，重視對于構造鋼筋的配置，注意構造鋼筋的直徑和數量的選擇。

2.1.5 對于大體積混凝土，建議在設計中考慮采用60天齡期混凝土強度值作為設計值，以減少混凝土單方用灰量，并積極采用各類行之有效的混凝土摻合料。

2.2 材料選擇和混凝土配合比設計方面

2.2.1 根據結構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。

2.2.2 選用級配優良的砂、石原材料，含泥量應符合規范要求。

2.2.3 積極采用摻合料和混凝土外加劑，摻合料和外加劑目標已作為混凝土的第五、六大組份，可以明顯地起到降低水泥用量、降低水化熱、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。

2.2.4 正確掌握好混凝土補償收縮技術的運用方法，對膨脹劑應充分考慮到不同品種、不同摻量所起到的膨脹效果。應通過大量的試驗確定膨脹劑的最佳摻入量。2.2.5 積極深入施工現場，依據施工現場的澆搗工藝、操作水平、構件截面等情況，合理選擇好混凝土的設計坍落度，針對現場的砂、石原材料質量情況及時調整施工配合比，協助現場搞好構件的養護工作。

2.3 現場操作方面

2.3.1 澆搗工作。澆搗時，振搗捧要快插慢拔，避免過振或漏振，應采用二次振搗、二次抹面技術，以排除泌水、混凝土內部的水分和氣泡。

2.3.2 混凝土養護。在混凝土裂縫的防治工作中，對新澆混凝土的早期養護工作尤為重要。以保證混凝土在早期盡可能少產生收縮，養護時間為14—28天。

2.3.3 混凝土的降溫和保溫工作。對于厚大體積混凝土，施工時應充分考慮水泥水化熱問題。采取必要的降溫措施（埋設散熱孔、通水排熱等），避免水化熱高峰的集中出現、降低峰值。澆搗成型后，采取必要的蓄水保溫措施，表面覆蓋薄膜、濕麻袋等進行養護，以防止由于混凝土內外溫差過大而引起的溫度裂縫。

2.3.4 避免在雨中或大風中澆灌混凝土。

2.3.5 對于地下結構混凝土，盡早回填土，對減少裂縫有利。

2.3.6 夏季應注意混凝土的澆搗溫度，采用低溫入模、低溫養護，必要時經試驗可采用冰塊，以降低混凝土原材料的溫度。

3、結束語

綜上所述，對于混凝土裂縫的控制是一個綜合性的問題，需要經過設計、監理、施工及使用方等多方面的配合。嚴格按照國家有關規范、技術標準執行，在運營管理過程中，進一步加強巡查和管理，及時發現和處理問題，隨著當今我們對混凝土耐久性研究的不斷深入，材料科學的不斷發展和建筑技術水平的不斷提高，相信混凝土裂縫問題將會逐漸得以圓滿地解決。