探析道路橋梁施工中裂縫形成原因

1、<p>　　探析道路橋梁施工中裂縫形成原因</p><p>　　摘要: 混凝土橋梁發(fā)生裂縫的主要原因有以上幾種,如何采取一定的設(shè)計(jì)和施工措施來克服和控制大的裂縫產(chǎn)生,是每一個(gè)工程技術(shù)人員應(yīng)該遵循的原則。因此,嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)理,是保證結(jié)構(gòu)安全耐用的前提和基礎(chǔ)。在運(yùn)營(yíng)管理過程中,進(jìn)一步加強(qiáng)巡查和管理,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理問題。 </p><p>　　關(guān)鍵詞

2、:橋梁 施工 裂縫 原因 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU997 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　施工中混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的主要原因,大致可劃分如下幾種: </p><p>　　一、荷載引起的裂縫 </p><p>　　荷載裂縫產(chǎn)生的原因在于施工過程中,不加限制地堆放施工機(jī)具、材料;不了解預(yù)制結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn),隨意翻身、起吊、運(yùn)輸、

3、安裝;不按設(shè)計(jì)圖紙施工,擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序,改變結(jié)構(gòu)受力模式;不對(duì)結(jié)構(gòu)做機(jī)器振動(dòng)下的疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算等。 </p><p>　　二、溫度變化引起的裂縫 </p><p>　　混凝土具有熱脹冷縮性質(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(shí)即產(chǎn)生溫度裂縫。在某些大跨徑橋梁中,溫度應(yīng)力可以達(dá)到甚至超出活載應(yīng)力。溫度裂縫區(qū)

4、別于其他裂縫的最主要特征是隨溫度變化而擴(kuò)張或合攏。引起溫度變化的主要施工因素有: </p><p>　　(一)水化熱。出現(xiàn)在施工過程中,大體積混凝土(厚度超過2.0m)澆筑之后由于水泥水化放熱,致使內(nèi)部溫度很高,內(nèi)外溫差太大,致使表面出現(xiàn)裂縫。施工中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,盡量選擇水化熱低的水泥品種,限制水泥單位用量,減少骨料人模溫度,降低內(nèi)外溫差,并緩慢降溫,必要時(shí)可采用循環(huán)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)部散熱,或采用薄層連續(xù)澆筑以加

5、快散熱。 </p><p>　　(二)蒸汽養(yǎng)護(hù)或冬季施工時(shí)施工措施不當(dāng),混凝土驟冷驟熱,內(nèi)外溫度不均,易出現(xiàn)裂縫。 </p><p>　　(三)預(yù)制T梁時(shí)橫隔板安裝,支座預(yù)埋鋼板與調(diào)平鋼板焊接時(shí),若焊接措施不當(dāng),鐵件附近混凝土容易燒傷開裂。采用電熱法張拉預(yù)應(yīng)力構(gòu)件時(shí),預(yù)應(yīng)力鋼材溫度可升高至350℃,混凝土構(gòu)件也容易開裂。 </p><p>　　三、收縮引起的裂縫 &

6、lt;/p><p>　　在實(shí)際工程中,混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中,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。 </p><p>　　塑性收縮。發(fā)生在施工過程中、混凝土澆筑后4h-5h左右,此時(shí)水泥水化反應(yīng)激烈,分子鏈逐漸形成,出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā),混凝土失水收縮,同時(shí)骨料因自重下沉,因此時(shí)混凝土尚未硬化,稱為塑性收縮。塑性收縮所產(chǎn)生量級(jí)很大,可達(dá)l

7、%左右。在骨料下沉過程中若受到鋼筋阻擋,便形成沿鋼筋方向的裂縫。在構(gòu)件豎向變截面處,如T梁、箱梁腹板與頂、底板交接處,因硬化前沉實(shí)不均勻?qū)l(fā)生表面的順腹板方向裂縫。為減小混凝土塑性收縮,施工時(shí)應(yīng)控制水灰比,避免過長(zhǎng)時(shí)間的攪拌,下料不宜太快,振搗要密實(shí),豎向變截面處宜分層澆筑。 </p><p>　　縮水收縮(干縮)?；炷两Y(jié)硬以后,隨著表層水分逐漸蒸發(fā),濕度逐步降低,混凝土體積減小,稱為縮水收縮(干縮)。因混凝土

8、表層水分損失很快,內(nèi)部損失慢,因此產(chǎn)生表面收縮大、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?；炷劣不笫湛s主要就是縮水收縮。如配筋率較大的構(gòu)件(超過3%),鋼筋對(duì)混凝土收縮的約束比較明顯,混凝土表面容易出現(xiàn)龜裂裂紋?；炷潦湛s裂縫的特點(diǎn)是大部分屬表面裂縫,裂縫寬度較細(xì),且縱橫交錯(cuò),呈龜裂狀,形狀沒有任何規(guī)律。收縮性裂縫 </p>

9、<p>　　混凝土在進(jìn)行施工中的澆筑任務(wù)以后，大約四小時(shí)水泥就會(huì)發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，尤其是水化反應(yīng)最為激烈。在這個(gè)時(shí)候，混凝土沒有達(dá)到硬化的標(biāo)準(zhǔn)，而仍然處于非硬化的狀態(tài)，所以，這時(shí)的收縮形式為塑性收縮。一些骨料在下沉中會(huì)受到鋼筋強(qiáng)烈的阻擋，加上在塑性收縮的影響下，容易形成沿著鋼筋方向而生成的裂縫?；炷恋目s水性和縮干性收縮發(fā)生在混凝土硬結(jié)之后。由于硬結(jié)后的混凝土的溫度會(huì)隨著表層水分的蒸發(fā)而降低，進(jìn)而導(dǎo)致其體積不斷縮小。整個(gè)

10、混凝土表面水分丟失快，而內(nèi)部卻相對(duì)很慢，所以，引起混凝土表面和內(nèi)部的收縮性能不同，強(qiáng)度大小不一致，使混凝土被鋼筋強(qiáng)烈的束縛著，而產(chǎn)生明顯的裂紋。在混凝土的硬化中常見的另一種收縮類型就是自生收縮。它的收縮反應(yīng)與外部溫度沒有關(guān)系，這一自生收縮是水泥同水發(fā)生的水化反應(yīng)。在高溫情況下最容易發(fā)生的反應(yīng)就是碳化收縮，由于大氣中二氧化碳和水泥容易發(fā)生一些化學(xué)反應(yīng)，所以收縮變形的出現(xiàn)就見怪不怪了。碳化收縮的發(fā)生條件必須是極高的溫度，并且它的反應(yīng)強(qiáng)度會(huì)隨

11、著大氣二氧化碳濃度的變化而變化。影響混凝土收縮裂縫的主要因素有：水泥品種、標(biāo)號(hào)及用量。水泥標(biāo)號(hào)越低、單體積用量越大、磨細(xì)度越大，則混凝土收縮越大</p><p>　　塑性收縮縫是指新拌的混凝土在凝固過程中，因表面的水分蒸發(fā)而引起的裂縫，常見于構(gòu)件的外露表面。混凝土在凝固的過程中，還尚處于流塑態(tài)，由于重力的作用，混凝土?xí)M(jìn)一步的壓實(shí)，表面伴隨著水分的蒸發(fā)和表面的干縮，就會(huì)在表面產(chǎn)生塑性沉降裂縫。例如，在混凝土澆筑幾

12、個(gè)小時(shí)之后，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)長(zhǎng)短不一、走向不規(guī)則的裂縫，這種裂縫被稱為龜裂。塑性沉降裂縫的特征是一般出現(xiàn)在構(gòu)件表面水平鋼筋的上方，當(dāng)保護(hù)層較弱時(shí)，裂縫可沿鋼筋長(zhǎng)度方向發(fā)展，并且鋼筋直徑越粗，保護(hù)層越弱，這種現(xiàn)象就越明顯。這種現(xiàn)象的原因是在未凝固的混凝土中，漿體會(huì)有下沉的趨勢(shì)，相應(yīng)的水分就會(huì)上移，這樣就會(huì)在表面形成塑性沉降裂縫，并且在水平鋼筋的底部形成水分空隙。為避免早期塑性沉降裂縫的產(chǎn)生，就要嚴(yán)格控制混凝土的水灰比例，可適當(dāng)添加少量粉煤灰和減

13、水劑。在混凝土澆筑2小時(shí)以后進(jìn)行二次振搗，振搗完需要將表面振實(shí)，注意振搗時(shí)間不宜過長(zhǎng)，速度要適宜，不能過快，要保證混凝土的密實(shí)性。在養(yǎng)護(hù)上要注意澆筑早期避免水分的蒸發(fā)，冬季要御寒保溫，夏季避免陽光直射，在豎向模版的邊隙涂抹脫模劑。 </p><p>　　四、鋼筋銹蝕引起的裂縫 </p><p>　　由于混凝土質(zhì)量較差或保護(hù)層厚度不足,混凝土保護(hù)層受c侵蝕炭化至鋼筋表面,使鋼筋周圍混凝土堿度

14、降低,或由于氯化物介入,鋼筋周圍氯離子含量較高,均可引起鋼筋表面氧化膜破壞,鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發(fā)生銹蝕反應(yīng),其銹蝕物氧化鐵體積比原來增長(zhǎng)約2倍,從而對(duì)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。由于銹蝕,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。要防止鋼筋銹蝕,施工時(shí)應(yīng)控制混凝土的水灰比,

15、加強(qiáng)振搗,保證混凝土的密實(shí)性,防止氧氣侵入,同時(shí)嚴(yán)格控制含氯鹽的外加劑用量,沿海地區(qū)或其他存在腐蝕性強(qiáng)的空氣、地下水地區(qū)尤其應(yīng)慎重。 </p><p>　　五、凍脹引起的裂縫 </p><p>　　大氣氣溫低于零度時(shí),吸水飽和的混凝土出現(xiàn)冰凍,游離的水轉(zhuǎn)變成冰,體積膨脹9%,因而混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力;同時(shí)混凝土凝膠孔中的過冷水(結(jié)冰溫度在-78℃以下)在微觀結(jié)構(gòu)中遷移和重分布引起滲透壓,使混

16、凝土中膨脹力加大,混凝土強(qiáng)度降低,并導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。尤其是混凝土初凝時(shí)受凍最嚴(yán)重,成齡后混凝土強(qiáng)度損失可達(dá)30%-50%。冬季施工時(shí)對(duì)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。 </p><p>　　六、施工工藝質(zhì)量引起的裂縫 </p><p>　　在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運(yùn)輸、堆放、拼裝及吊裝過程中,若施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣,容易產(chǎn)生縱向的、橫向的、斜

17、向的、豎向的、水平的、表面的、深進(jìn)的和貫穿的各種裂縫,特別是細(xì)長(zhǎng)薄壁結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)。裂縫出現(xiàn)的部位和走向、裂縫寬度因產(chǎn)生的原因而異。 </p><p><b>　　結(jié)語 </b></p><p>　　橋梁施工過程中,很容易出現(xiàn)裂縫。裂縫的出現(xiàn)不僅會(huì)影響工程質(zhì)量,甚至?xí)?dǎo)致橋梁垮塌?；炷灵_裂經(jīng)常困擾著橋梁工程技術(shù)人員。其實(shí),如果采取有效的施工措施,很多裂縫是可以避免和

18、控制的。為了盡量避免工程中出現(xiàn)危害較大的裂縫,文章對(duì)混凝土橋梁在施工過程中產(chǎn)生裂縫的原因作了較全面的分析、總結(jié),以便施工中做出行之有效的控制辦法,保證工程的質(zhì)量。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn): </b></p><p>　　[1]蔡銳武.施工監(jiān)理中的測(cè)量控制[J].廣東水利水電,2005,(01). </p><p>　　[2]芮振