道橋工程混凝土裂縫原因及修復(fù)措施

摘 要：混凝土裂縫現(xiàn)象是道橋工程中經(jīng)常發(fā)生的現(xiàn)象，影響了道橋的質(zhì)量。預(yù)防和治理道橋工程中的混凝土裂縫現(xiàn)象，需要首先了解導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫的原因，再結(jié)合混凝土自身的特點(diǎn)，針對裂縫原因，提出解決裂縫問題的對策。

關(guān)鍵詞：道橋工程；混凝土裂縫；原因；修復(fù)措施

引言

國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開良好的道橋體統(tǒng)，在道路橋梁逐漸發(fā)展的今天，道橋安全問題一直是道橋工程中的重大問題。其中，道橋工程中混凝土裂縫問題是道橋工程中的常見問題之一。文章從混凝土的特點(diǎn)入手，分析了混凝土裂縫的產(chǎn)生原因，并提出了相應(yīng)的解決措施，為我國道橋工程作業(yè)人員提供了借鑒。

1 混凝土特點(diǎn)

解決混凝土裂縫問題首先要了解混凝土的特點(diǎn)。混凝土作為道橋工程中的基礎(chǔ)材料，主要有如下幾方面的特點(diǎn)：第一，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。混凝土的取材較為廣泛，成本低，價格較為實(shí)惠。從養(yǎng)護(hù)上來說，作為道橋工程中最為常見的材料，混凝土的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用相較其他方面來說較低。第二，抗壓性和可塑性強(qiáng)。混凝土抗壓性強(qiáng)，同時擁有可以澆筑為各種各樣形狀的可塑性。第三，抗拉能力較弱。在經(jīng)過眾多的理論與實(shí)踐相結(jié)合的研究分析后不難發(fā)現(xiàn)，日常所用的混凝土的結(jié)構(gòu)件均是具有裂縫的，區(qū)別只是裂縫有大有小而已，甚至有的裂縫細(xì)小大幾乎用肉眼看不到的程度。雖然都具有裂縫，但是非常細(xì)小的裂縫是不足以影響混凝土的使用和安全性能。但是，某些混凝土裂縫會隨著外部的作用力而使裂痕不斷的增大或者產(chǎn)生更多裂縫，使混凝土的耐久性以及強(qiáng)度降低。這種情況容易降低工程施工質(zhì)量。

2 道橋工程產(chǎn)生裂縫的原因

2.1 由荷載而引起的道橋工程混凝土裂縫

因外荷載的原因而導(dǎo)致的混凝土裂縫主要有兩種情況，即直接應(yīng)力裂縫以及次應(yīng)力裂縫兩種。其產(chǎn)生的主要原因表現(xiàn)在以下幾個方面。

第一，導(dǎo)致產(chǎn)生直接應(yīng)力裂縫的原因主要為：（1）設(shè)計(jì)階段因設(shè)計(jì)員而導(dǎo)致裂縫。在計(jì)算階段，因?yàn)樵O(shè)計(jì)員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算、計(jì)算模型等時發(fā)生漏算或者計(jì)算不合理，使得荷載漏算，造成最后使用的結(jié)構(gòu)因尺寸不當(dāng)而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。（2）在道橋施工階段，因?yàn)槭┕と藛T忽略了預(yù)制結(jié)構(gòu)的受力狀況，沒有合理的安放施工設(shè)備，在施工時也脫離了施工設(shè)計(jì)圖而致使裂縫的產(chǎn)生。（3）在道橋正式進(jìn)入使用時，產(chǎn)生裂縫的原因多樣化，比如，通過的車輛載荷超出來道橋設(shè)計(jì)時所預(yù)期的載荷、天氣條件的惡劣、自然災(zāi)害等都是道橋產(chǎn)生直接應(yīng)力裂縫的原因。

第二，次應(yīng)力裂縫產(chǎn)生的原因主要為：（1）當(dāng)實(shí)際的結(jié)構(gòu)物工作的狀態(tài)公式計(jì)算得出的常規(guī)結(jié)構(gòu)有些許出入時，由于外載荷的作用下導(dǎo)致了一些結(jié)構(gòu)的開裂。（2）當(dāng)?shù)罉蚬こ痰慕Y(jié)構(gòu)體需要進(jìn)行諸如開洞、牛腿設(shè)計(jì)等時，其實(shí)際的受力狀況與圖紙中模擬出的計(jì)算結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的出入時，常常導(dǎo)致混凝土次應(yīng)力裂縫的產(chǎn)生。

2.2 由水分收縮而引起的道橋工程混凝土裂縫

在當(dāng)今現(xiàn)實(shí)生活中，大多數(shù)的混凝土裂縫都是因?yàn)榛炷林兴肿拥恼舭l(fā)或其保濕方法不合適而導(dǎo)致的裂縫產(chǎn)生。主要包括以下四種情況：（1）塑性收縮。塑性收縮主要是指混凝土在澆筑的過程所需要花費(fèi)時間為四個小時，在這期間水泥水產(chǎn)生了激烈的化學(xué)反應(yīng)，使得水分子快速的蒸發(fā)產(chǎn)生失水收縮現(xiàn)象，這種情況就形成了混凝土的塑性收縮。（2）縮水收縮。當(dāng)混凝土變硬后，表面的水分會慢慢蒸發(fā)，混凝土內(nèi)部的水分濕度也逐漸降低，致使混凝土的體積變小，產(chǎn)生收縮。（3）自生收縮。自主收縮主要是由于混凝土在結(jié)硬時，其內(nèi)部發(fā)生的水泥同水之間的化學(xué)反應(yīng)而形成的。（4）炭化收縮。炭化收縮產(chǎn)生量較小，一般出現(xiàn)在濕度為50%的情況下，這主要是應(yīng)為炭化收縮是因?yàn)樾枰諝庵械亩趸纪炷林械哪承┏煞侄l(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致了混凝土的收縮。

2.3 由于地基而引發(fā)的道橋工程混凝土裂縫

地基作為道橋工程施工中的重要部分，對道橋工程的建設(shè)起到重要的作用。而如果地基下沉或者地基水平方向發(fā)生位置移動，會造成混凝土的結(jié)構(gòu)抗拉的能力不足以支撐因地基變化而產(chǎn)生的附加應(yīng)力，致使混凝土裂縫的產(chǎn)生。地基變形常見的原因主要由兩個方面。一方面，在道橋工程施工前期的考察階段，因?yàn)闆]有細(xì)致的查看地質(zhì)情況，致使考察的結(jié)果并不準(zhǔn)確，無法掌握好該地區(qū)的地質(zhì)特點(diǎn)，不能準(zhǔn)確地結(jié)合地質(zhì)情況進(jìn)行施工，引發(fā)地基的變形。另一方面，凍土也會引發(fā)地基的變形，主要表現(xiàn)在凍土可使地基沉降或者發(fā)生水平位移。除了上述兩方面原因，在道橋使用后，也會因?yàn)橥獠康暮奢d力問題而引起地基的變形。

2.4 溫度引發(fā)的裂縫

溫度變化因素有：年平均溫差引起的均勻溫差；日照引起的晝夜溫差；季節(jié)引起的溫差；蒸汽養(yǎng)護(hù)或施工時措施不當(dāng)引起的溫差；不可抗拒力引起的溫差。溫差會導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度發(fā)生變化，導(dǎo)致鋼筋與混凝土之間的粘結(jié)力下降，影響到道橋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.5 施工工藝不當(dāng)引發(fā)的裂縫

施工工藝不當(dāng)導(dǎo)致的裂縫有以下原因：支架沒有達(dá)到預(yù)期壓實(shí)情況，或者其剛度不滿足建設(shè)條件，在澆筑混凝土后，支架不堪重負(fù)，發(fā)生下沉現(xiàn)象。模板剛度不達(dá)標(biāo)，澆筑混凝土的時候，也會引發(fā)模板變形。混凝土運(yùn)輸距離過長、運(yùn)輸時間長，蒸發(fā)的水分量超過了預(yù)期，從而引發(fā)混凝土坍落度過低。混凝土澆筑速度過快，會發(fā)生混凝土硬化前沉實(shí)不足，硬化后沉實(shí)過大的情況。總之施工工藝質(zhì)量低有多種多樣的原因。

3 裂縫修復(fù)措施

3.1 對裂縫進(jìn)行溫度控制并進(jìn)行溫度預(yù)測分析

通過先進(jìn)的諸如計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)來對混凝土現(xiàn)場進(jìn)行溫度監(jiān)控，并通過分析，為混凝土尋找較為合適的溫度環(huán)境，保證混凝土處于合適的溫度環(huán)境內(nèi)，從而制定一套特定的養(yǎng)護(hù)方案來對施工中的混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，使其避免裂縫的煩擾。

3.2 采用混凝土澆筑

在澆筑裂縫之前，需要進(jìn)行嚴(yán)格而精密的計(jì)算，根據(jù)科學(xué)的計(jì)算結(jié)果，再對裂縫進(jìn)行澆筑修復(fù)。在混凝土的振搗過程中，需要強(qiáng)于常規(guī)的振搗。在這期間，對混凝土的溫度也要進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控，以及對插入的深度和移動距離的嚴(yán)格控制，保證澆筑在裂縫中的混凝土是最合格的。在所有修復(fù)工作完成后，有效的養(yǎng)護(hù)方案也應(yīng)該隨即投入實(shí)施。

3.3 采用通水冷卻方案

在修復(fù)裂縫的過程中，混凝土的分層澆筑需要借助薄壁鋼管，這些鋼管中有一些冷卻水管。冷卻水管的一個重要作用是防止管道的漏水和阻塞，通過試水可以迅速判斷是否存在漏水和阻塞等問題。同時，冷卻水在內(nèi)部的流量和溫度也是對混凝土內(nèi)部溫度進(jìn)行監(jiān)控的一種途徑。

3.4 壓力灌漿水泥灌注法

此種方法的實(shí)施措施是：裂縫應(yīng)先進(jìn)行檢測，實(shí)施灌漿前應(yīng)對需要修復(fù)的部位裂縫進(jìn)行細(xì)致的檢測，以此確定裂縫的數(shù)量和范圍，設(shè)計(jì)鉆孔位置和灌漿的用量；然后進(jìn)行鉆孔和清理，水泥漿液是通過砌筑體或者混凝土中不同的方法成孔，并從孔中灌入到裂縫中。孔眼鉆好后，隨后就需要進(jìn)行清理，用水從上到下的清理鉆孔。然后利用空氣壓縮機(jī)對其進(jìn)行吹干。鉆孔清理應(yīng)從上至下逐層清理；灌注過程中灌入到砌體或者混凝土中就會通過大裂縫或者孔隙流到結(jié)構(gòu)表面，因此，將裂縫和孔隙封閉起來，防止灌漿外溢。

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作者簡介：白海坤，身份證號：230105198302120312。