生態柔性防護在高速公路邊坡工程中的應用

王群英

摘 要：混凝土的裂縫問題是一個普遍存在而又難于解決的工程實際問題。本文從設計、材料、配合比、施工現場養護等方面對混凝土工程中常見的一些裂縫的成因進行了分析探討。針對混凝土裂縫產生的原因提出了控制裂縫發展的措施。依據相關文獻，并總結了混凝土裂縫的處理方法。

關鍵詞：混凝土；裂縫；成因 ；控制

1 前言

混凝土結構工程的裂縫，是一個工程界很為關注的問題。由于產生裂縫的微觀與宏觀機理的復雜性、動態變化性，它也是困擾工程技術人員一個技術難題。

2 裂縫的成因

裂縫產生的形式和種類很多，但更多的是施工過程的各種因素組合產生的。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。裂縫是設計、施工、材料、環境及管理等相互影響的綜合性問題，解決裂縫控制問題應當采取綜合方法。由五項主要因素組成的控制鏈。

工程結構裂縫控制鏈

2.1 設計原因

設計中對構件施加預應力不當（偏心、應力過大等），構造鋼筋配置過少或過粗等（如墻板、樓板）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。

2.2 材料原因

材料沒有嚴格按照設計要求驗收

2.3 混凝土配合比設計原因

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，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。

2.4 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，均會誘導裂縫的產生；拌和不均勻，攪拌時間不足或過長，拌和后到澆筑時間間隔過長，易產生裂縫；現場養護措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。

2.5 使用原因（外界因素）

結構構件各區域溫度、濕度差異過大，構筑物基礎不均勻沉降，野蠻裝修，隨意拆除承重墻或鑿洞等，周圍環境影響，酸、堿、鹽等對構筑物的侵蝕；意外事件，火災、輕度地震等引起構筑物的裂縫。

3 裂縫的控制措施

3.1 設計方面

（1）設計中的‘抗與‘放。在建筑設計中應處理好構件中‘抗與‘放的關系。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。（2）盡量避免結構斷面突變帶來應力集中。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。（3）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，可在混凝土中摻用膨脹劑來補償混凝土的收縮。

3.2 材料選擇

（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）選用級配優良的砂、石原材料，含泥量應符合規范要求。（3）積極采用摻合料和混凝土外加劑。

3.3 混凝土配合比設計

（1）混凝土配合比除應按《普通混凝土配合比設計規程》JGJ55的規定，其配制的混凝土還應符合4.3.2-4.3.10的規定。（2）干縮率。混凝土90d的干縮率易小于0.06%。（3）坍落度。在滿足施工要求的條件下，盡量采用較小的混凝土坍落度。（4）用水量。不宜大于170kg/m3。（5）水泥用量。普通強度等級的混凝土宜為270kg/m3～450kg/m3，高強混凝土不宜大于550kg/m3。（6）水膠比。應采用適當較小的水膠比。混凝土水膠比不宜大于0.60。（7）砂率。在滿足工作性要求的前提下，應采用較小的砂率。

3.4 施工方面

（1）混凝土的制備。①應優先采用預拌混凝土，其質量應符合《預拌混凝土》GB/T14902的規定進行外，對品質、種類相同的混凝土，原則上要在同一預拌混凝土廠訂貨。如在兩家或兩家以上的預拌混凝土廠訂貨時，應保證各預拌混凝土廠所用主要材料及配合比相同，制備工藝條件基本相同。②施工者要事先制定好關于混凝土制備的技術操作規程和質量控制措施。

（2）混凝土的澆筑。①為了獲得勻質密實的混凝土，澆筑時要考慮結構的澆筑區域、構件類別、鋼筋配置狀況以及混凝土拌和物的品質，選用適當機具與澆筑方法。②澆筑之前要檢查模板及其支架、鋼筋及保護層厚度、預埋件等的部位、尺寸，確認正確無誤后，方可進行澆筑。同時，還應檢查對澆筑混凝土有無障礙，必要時予以修正。③制定施工方案時應考慮工程情況和實際工作能力，使各環節的施工能力應與混凝土的一次澆筑量相適應，必要時混凝土的連續澆筑。④對現場澆筑的混凝土要進行監控。在降雨雪時不宜在露天澆筑混凝土。⑤澆筑墻、柱等較高構件時，一次澆筑高度以混凝土不離析為準，一般每層不超過500m，搗平后再澆筑上層，澆筑時要注意振搗到位時混凝土充滿端頭角落。

（3）混凝土的養護。①養護是防止混凝土產生裂縫的重要措施，必須充分重視，并制定養護方案，派專人養護工作。②混凝土澆注完畢，在混凝土凝結后即須進行妥善的保溫、保濕養護，盡量避免急劇變化、振動以及外力的擾動。③澆筑后采用覆蓋、曬水、噴霧或用薄膜保濕等養護措施；保溫、保濕養護時間，對硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥拌制的混凝土，不得少于7d；對摻用緩凝型外加劑或抗滲要求的混凝土，不得少于14d。

3.5 管理方面

應當確定科學的控制裂縫標準，合理的選擇施工進度，避免在混凝土施工中過分搶修工期，監督混凝土施工中制定的各項技術措施，必須嚴格執行。施工過程中及驗收后發現有少量的裂縫，應當采取化學灌漿方法和封閉方法加以處理，輕微的收縮裂縫不應作為“事故”處理，不應降低工程質量標準，采取適當措施以確保結構物的正常耐久使用，完全滿足設計要求。

3.6 環境方面

注意施工的季節，環境的溫濕度及氣象變化對混凝土變形性能的影響，嚴格控制現場坍落度、防風、及時和氣象站保持緊密聯系，應當盡可能在較低的溫度環境中開始澆灌混凝土。注意暴雨中不能澆灌混凝土。

4 混凝土裂縫的處理方法

4.1 混凝土裂縫的處理方法

（1）表面處理法。表面涂抹和表面貼補法。表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫，深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補（土工膜或其它防水片）法適用于大面積漏水（蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫）的防滲堵漏（2）填充法。用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫，作業簡單，費用低。（3）灌漿法。此法應用范圍廣，從細微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。（4）結構補強法。因超荷載產生的裂縫、裂縫長時間不處理導致的混凝土耐久性降低、火災造成的裂縫等影響結構強度可采取結構補強法。包括斷面補強法、錨固補強法、預應力法等。混凝土裂縫處理效果的檢查包括修補材料試驗；鉆心取樣試驗；壓水試驗；壓氣試驗等。（5）仿生自愈合法。仿生自愈合法是一種新的裂縫處理方法，它模仿生物組織對受創傷部位自動分泌某種物質，而使創傷部位得到愈合的機能，在混凝土的傳統組分中加入某些特殊組分（如含粘結劑的液芯纖維或膠囊），在混凝土內部形成智能型仿生自愈合神經網絡系統，當混凝土出現裂縫時分泌出部分液芯纖維可使裂縫重新愈合。

5 結論

裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象，它的出現不僅會降低建筑物的抗滲能力，影響建筑物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響建筑物的承載能力，因此要對混凝土裂縫進行認真研究、區別對待，采用合理的方法進行處理，并在施工中采取各種有效的預防措施來預防裂縫的出現和發展，保證建筑物和構件安全、穩定地工作。

參考文獻：

[1] 朱格麟.激發團隊無限潛能出版社，2005.