1、路橋施工過程混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫研究與探討【摘要】設(shè)計(jì)疏漏、施工低劣、監(jiān)理不力均可能使混凝土橋梁出現(xiàn)裂縫。為了改善混凝土橋梁的質(zhì)量，盡量減少橋梁工程結(jié)構(gòu)裂縫，必須找出橋梁工程結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因，對(duì)其危害程度進(jìn)行有效控制。本文分析了路橋施工過程混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫成因，提出了防治路橋施工過程混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的有效措施?！娟P(guān)鍵詞】路橋施工 混凝土 結(jié)構(gòu)裂縫一座橋梁從建成到使用，牽涉到設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、運(yùn)營(yíng)管理等各個(gè)方面。設(shè)計(jì)疏漏、施工低劣、監(jiān)理不力均可能使混凝土橋梁出現(xiàn)裂縫?；炷翗蛄汗こ探Y(jié)構(gòu)裂縫幾乎是不可避免的，對(duì)于一些新建橋梁經(jīng)受荷載的考驗(yàn)和大自然氣溫的影響，都會(huì)逐漸產(chǎn)生結(jié)構(gòu)裂縫。即使一般認(rèn)為對(duì)結(jié)構(gòu)受力

2、沒有影響的細(xì)微裂縫，也會(huì)由于雨水慢慢地滲入，空氣中氧氣或其他氣體的作用，使鋼筋較生銹蝕膨脹，裂縫增大，混凝土材料性質(zhì)不斷變壞。為了改善混凝土橋梁的質(zhì)量，盡量減少橋梁工程結(jié)構(gòu)裂縫，必須找出橋梁工程結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因，對(duì)其危害程度進(jìn)行有效控制。一、路橋施工過程混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫成因1、混凝土因素（1）抗拉力不強(qiáng)。普通混凝土是由水泥、碎石或卵石、砂和水拌合，經(jīng)硬化而成的一種人造材料。砂、石在混凝土中起骨架作用，并抑制水泥的收縮；水泥和水形成水泥漿，包裹在粗細(xì)骨料表面并填充骨料間的空隙。水泥漿體在硬化前起潤(rùn)滑作用， 使混凝土拌合物具有良好工作性能，硬化后將骨料膠結(jié)在一起，形成堅(jiān)強(qiáng)的整體，但是水泥、石子和

3、砂石是易脆性的材料，抗拉力不強(qiáng)，當(dāng)混凝土受拉或受彎，在很小的拉應(yīng)力下就會(huì)開裂。（2）彈性不好。由于普通混凝土材料本身的特性，雖然抗壓強(qiáng)度高，混凝土的抗壓強(qiáng)度一般在7. 560MPa 之間，當(dāng)摻入高效減水劑和摻合料時(shí)，強(qiáng)度可達(dá)100MPa 以上。但是它的彈性不好，沒有能屈能伸的品性，好比一個(gè)大丈夫只能拔劍而起，卻不能忍辱負(fù)重。所以，在路橋面的荷載量非常大且受力不均勻的情況下，荷載力不能驅(qū)散分勻，這樣就導(dǎo)致某一個(gè)構(gòu)件不堪重力，最終產(chǎn)生裂縫。（3） 收縮易變形。普通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，混凝土也將發(fā)生收縮變化。然而，收縮容易導(dǎo)致變形，若變形遭到約束，則會(huì)在結(jié)構(gòu)內(nèi)

4、將產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)即產(chǎn)生溫度裂縫。在實(shí)際施工中，普通混凝土很容易結(jié)硬，結(jié)硬之后，混凝土中的水分子逐步蒸發(fā)，濕度逐步降低，混凝土體積減小，變形也較大，因混凝土表層水分流失快，內(nèi)部損失慢，就產(chǎn)生了表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮， 表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束，致使表面混凝土承受拉力。當(dāng)表面混凝土承受拉力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí)，便產(chǎn)生收縮裂縫。（4）耐久性較弱。耐久性曾被認(rèn)為是普通混凝土的優(yōu)點(diǎn)，隨著普遍的應(yīng)用后問題的出現(xiàn)，以及科研力的增強(qiáng)，發(fā)現(xiàn)了普通混凝土的耐久性并不強(qiáng)，反而較弱。耐久性包括三個(gè)方面：抗?jié)B性，指混凝土抵抗壓力水滲透的能力，普通混凝土的抗?jié)B性還是非常強(qiáng)的；抗凍性，

5、是指混凝土在使用的環(huán)境中，經(jīng)受多次凍融循環(huán)作用，能保持強(qiáng)度和外觀的完整性的能力。普通混凝土的抗凍性很弱，當(dāng)氣溫在零度以下時(shí)，混凝土中膨脹力加大，混凝土強(qiáng)度降低，就會(huì)出現(xiàn)裂縫；抗侵蝕性，指在酸、堿、鹽等環(huán)境中對(duì)水泥石的侵蝕所表現(xiàn)出現(xiàn)的免疫力。隨著環(huán)境的惡化，再加上混凝土質(zhì)量較差或保護(hù)層厚度不足，混凝土保護(hù)層容易受二氧化碳侵蝕炭化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，從而減弱了普通混凝土的耐久性。2、結(jié)構(gòu)裂縫混凝土橋梁結(jié)構(gòu)裂縫的原因復(fù)雜多變， 有多種因素的相互影響，但每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種主要原因， 就其產(chǎn)生的原因，大致可劃分為以下幾類：（1）荷載引起的裂縫混凝土橋梁在常規(guī)靜、動(dòng)荷載及次

6、應(yīng)力作用下產(chǎn)生的裂縫稱為荷載裂縫，可分為直接應(yīng)力和次應(yīng)力裂縫兩種。直接應(yīng)力裂縫是指由外荷載引起的直接應(yīng)力而產(chǎn)生的裂縫。次應(yīng)力裂縫是指由外荷載引起的次應(yīng)力而產(chǎn)生的裂縫。（2）溫度變化引起的裂縫混凝土具有熱脹冷縮的特性。當(dāng)環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化時(shí)，混凝土?xí)l(fā)生變形，如變形受到約束，則在結(jié)構(gòu)內(nèi)會(huì)有應(yīng)力產(chǎn)生，一旦應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫，在一些大跨徑的鋼筋混凝士橋梁中， 溫度應(yīng)力甚至可以超出活荷載的應(yīng)力。溫度裂縫區(qū)別于其它裂縫的最主要特征是它會(huì)隨著溫度的變化而變化。（3）收縮引起的裂縫在大量的橋梁工程施工過程中，混凝土因收縮而引起的裂縫是最普遍的。在混凝土收縮的種類中，塑性收縮和縮

7、水收縮（干縮）是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因， 另外還有自生收縮和炭化收縮兩種情形。（4）施工材料質(zhì)量引起的裂縫混凝土主要由水泥、砂、石骨料、拌和水和外加劑組成。配置混凝土用的材料如果質(zhì)量不合格，亦會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。（5）施工工藝質(zhì)量引起的裂縫在橋梁混凝土的結(jié)構(gòu)澆筑、預(yù)制構(gòu)件制作、起模、運(yùn)輸、堆放、拼裝及吊裝的過程中，如果施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣，易產(chǎn)生縱向、橫向、斜向等各種形式的裂縫，特別是細(xì)長(zhǎng)的薄壁結(jié)構(gòu)更易出現(xiàn)。二、防治路橋施工過程混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的有效措施1、基本方法（1）填充法用修補(bǔ)材料直接填充裂縫，一般用來修補(bǔ)較寬的裂縫（0.3mm），作業(yè)簡(jiǎn)單，費(fèi)用低。寬度小于0.3mm，深度較

8、淺的裂縫以及小規(guī)模裂縫的簡(jiǎn)易處理可采用取開v 型槽，然后作填充處理。對(duì)于橋面板中間帶上下貫通的裂縫，其上部采用注入施工法進(jìn)行處理。沿裂縫7 8cm 寬度的范圍內(nèi)，用砂輪機(jī)和鋼絲刷去混凝土表面的游離石灰和灰塵等，并用洗凈劑清洗，然后加壓注入具有滲透性和粘著性的環(huán)氧樹脂，以此來填充混凝土裂縫，提高橋面板的防水性，防止鋼筋銹蝕及混凝土老化。（2）結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長(zhǎng)時(shí)間不處理導(dǎo)致的混凝土耐久性降低、火災(zāi)造成裂縫等影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可采取結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法、錨固補(bǔ)強(qiáng)法、預(yù)應(yīng)力法等。此外，還可以采用灌漿法等。同時(shí)，要加強(qiáng)混凝土裂縫處理效果的檢查，包括修補(bǔ)材料試驗(yàn)；鉆芯取樣試驗(yàn)；壓水試驗(yàn)；壓氣試驗(yàn)等。（

9、3）表面處理法采用表面處理法進(jìn)行修補(bǔ)，在混凝土表面沿裂縫涂抹樹脂保護(hù)膜。施工時(shí)先用鋼絲刷除去混凝土表面的附著物，再用清水清洗，干燥后，用油灰狀樹脂填充混凝土表面的凹癟部分后，再進(jìn)行必要的涂抹。表面處理法包括表面涂抹和表面貼補(bǔ)法，表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細(xì)而淺的裂縫，深度未達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫，不漏水的裂縫，不伸縮的裂縫以及不在活動(dòng)的裂縫。表面貼補(bǔ)法適用于大面積漏水的防滲堵漏。2、技術(shù)措施（1）使用膨脹混凝土膨脹混凝土以其化學(xué)能一膨脹能作功，發(fā)揮補(bǔ)償收縮的作用，貫穿于混凝土水化硬化的全過程。膨脹混凝土的膨脹源主要是水化過程中生成鈣釩石。膨脹混凝土成功的關(guān)鍵是根據(jù)不同的約束狀態(tài)要有足夠的

10、膨脹能。由于混凝土的膨脹反應(yīng)貫穿于混凝土水化硬化的全過程，所以自收縮可以不考慮。（2）摻加合成纖維由于鋼纖維混凝土價(jià)格昂貴，近幾年合成纖維逐步在工程中應(yīng)用。它與鋼纖維的區(qū)別在于：鋼纖維的阻裂效應(yīng)主要體現(xiàn)在阻止硬化混凝土破壞時(shí)的裂縫擴(kuò)展上，使硬化混凝土在開裂后仍保持定的抗拉強(qiáng)度，阻裂效應(yīng)作用的結(jié)果是提高了硬化混凝土的變形能力，使混凝土基材在破壞后仍保持一定的延性。聚丙烯腈纖維和聚丙烯纖維屬于合成纖維，阻裂效應(yīng)主要體現(xiàn)在消除或減輕了早期混凝土中原生裂隙的發(fā)生和發(fā)展，使混凝土的塑性收縮減小。相對(duì)于大體積混凝土來說，合成纖維混凝土更適用于大面積混凝土結(jié)構(gòu)中即它可用于阻IE或盡量減少大面積混凝土結(jié)構(gòu)中裂

11、縫的出現(xiàn)。合成纖維的加入，對(duì)混凝土性能的影響是全面的、綜合性的；其對(duì)早齡期混凝土體積穩(wěn)定性的提高，進(jìn)而降低混凝土早期收縮裂縫這一特點(diǎn)的應(yīng)用價(jià)值最高。（3）混凝土凝結(jié)時(shí)間要求必須嚴(yán)格執(zhí)行由于橋梁部件普遍由大體積混凝土組成，混凝土的凝結(jié)時(shí)間對(duì)混凝土水化熱的放熱規(guī)律有著明顯的影響。凝結(jié)時(shí)間過短，混凝土存在早強(qiáng)問題，明顯加快水泥的水化速率，造成混凝土達(dá)到最高中心溫度的時(shí)間縮短，峰值提高。（4）混凝土入模溫度嚴(yán)格控制在前期控制水泥溫度的同時(shí)，進(jìn)一步采取砂、石淋水，同時(shí)加冰的綜合措施，控制混凝土入模溫度不超過28 （78 月份高溫季節(jié)不超過30）。參考文獻(xiàn)：1 韋人元. 大體積混凝土裂縫分析與控制J. 科技資訊, 2009,(24) . 2 孫連勇. 路橋工