邱曉靜　牛仁貴

【摘 要】混凝土裂縫是公路橋梁施工中常見的問題，然而，裂縫的產(chǎn)生對(duì)橋梁施工的質(zhì)量和壽命的影響是巨大的。本文盡可能對(duì)混凝土橋梁裂縫的種類和產(chǎn)生的原因作較全面的分析、總結(jié)，以方便設(shè)計(jì)、施工找出控制裂縫的可行辦法，達(dá)到防范于未然的作用。

【關(guān)鍵詞】公路工程；橋梁施工；混凝土裂縫

1.混凝土橋梁裂縫的種類和成因

混凝土橋梁因其取材廣泛、價(jià)格低廉、抗壓強(qiáng)度高、可澆筑成各種形狀，并且耐火性好、不易老化、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低，成為當(dāng)今世界橋梁結(jié)構(gòu)中使用最廣泛的建筑材料。近年來，在橋梁建造和使用過程中，有關(guān)因出現(xiàn)裂縫而影響工程質(zhì)量甚至導(dǎo)橋梁垮塌的報(bào)道屢見不鮮?；炷灵_裂可以說是“常發(fā)病”和“多發(fā)病”，經(jīng)常困擾著橋梁工程技術(shù)人員。實(shí)際上，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因復(fù)雜而繁多，甚至多種因素相互影響，但每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種主要原因?；炷翗蛄毫芽p的種類，就其產(chǎn)生的原因，大致可劃分如下幾類：

1.1荷載引起的裂縫

荷載裂縫是指混凝土橋梁在常規(guī)靜、動(dòng)荷載及次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫，主要有直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫兩種。

1.1.1直接應(yīng)力裂縫是指外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫，其產(chǎn)生原因：（1）設(shè)計(jì)方面，計(jì)算模型不合理；內(nèi)力與配筋計(jì)算錯(cuò)誤；設(shè)計(jì)斷面或結(jié)構(gòu)剛度不足等。（2）施工階段，不加限制地堆放施工機(jī)具、材料；不了解預(yù)制結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)，隨意翻身、起吊、運(yùn)輸、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。（3）使用階段，超出設(shè)計(jì)載荷的重型車輛過橋；受車輛、船舶的接觸、撞擊；發(fā)生大風(fēng)、大雪、地震、爆炸等。

1.1.2由外荷載引起的次生應(yīng)力產(chǎn)生裂縫被稱為次應(yīng)力裂縫，其產(chǎn)生原因：（1）在設(shè)計(jì)外荷載作用下，由于結(jié)構(gòu)物的實(shí)際工作狀態(tài)同常規(guī)計(jì)算有出入或計(jì)算不考慮，從而在某些部位引起次應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。（2）橋梁結(jié)構(gòu)中經(jīng)常需要鑿槽、開洞、設(shè)置牛腿等，在常規(guī)計(jì)算中難以用準(zhǔn)確的圖式進(jìn)行模擬計(jì)算，一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置受力鋼筋。若處理不當(dāng)，在這些結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角處或構(gòu)件形狀突變處、受力鋼筋截?cái)嗵幦菀壮霈F(xiàn)裂縫。

1.2環(huán)境因素引起的裂縫

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?；炷翗?gòu)件多次受冰凍—溶解循環(huán)作用，使混凝土中產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，促進(jìn)已有裂縫發(fā)展，結(jié)構(gòu)疏松，表面龜裂，表層剝落或整體崩潰。

1.3收縮引起的裂縫

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，它主要包括塑性收縮裂縫和干縮裂縫。塑性收縮裂縫主要發(fā)生在初凝開始，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)之前。此時(shí)水泥水化反應(yīng)劇烈，會(huì)出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮。收縮時(shí)，表層受到深層混凝土以及模板、鋼筋的制約，使由軟變硬的塑態(tài)混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力，從而形成微裂縫。而干縮裂縫則多發(fā)生在混凝土硬化前后此時(shí)混凝土表層水分散發(fā)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。

1.4地基礎(chǔ)變形引起的裂縫

由于基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力，超出混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂?；A(chǔ)不均勻沉降的主要原因有：地質(zhì)勘察精度不夠、試驗(yàn)資料不準(zhǔn)；地基地質(zhì)差異太大；結(jié)構(gòu)荷載差異太大；結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)類型差別太大；地基凍脹；橋梁基礎(chǔ)基于滑坡體、溶洞或活動(dòng)斷層等不良地質(zhì)時(shí)，可能造成不均勻沉降。

1.5施工原因引起的裂縫

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)。

2.混凝土橋梁裂縫的防治措施

雖然混凝土橋梁很容易產(chǎn)生各種形式的裂縫，但如果采取有效的措施，很多裂縫是可以避免和控制的，常用的有以下幾種措施：

2.1優(yōu)化設(shè)計(jì)

避免結(jié)構(gòu)性裂縫的產(chǎn)生在條件許可的情況下，設(shè)計(jì)者應(yīng)盡量少用或不用非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)錨墊板.螺旋筋的埋設(shè)必須符合設(shè)計(jì)圖紙要求。對(duì)混凝土配合比設(shè)計(jì)，要根據(jù)設(shè)計(jì)和施工要求合理選擇和控制水泥的品種標(biāo)號(hào)和用量，同時(shí)選擇合適的骨料品種，減少水灰比，并添加保水性好的外摻劑。其次，應(yīng)按照相關(guān)要求對(duì)原材料進(jìn)行嚴(yán)格的抽樣檢驗(yàn)，對(duì)混凝土配合比進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，高溫或雨后施工要對(duì)砂.碎石進(jìn)行含水量實(shí)驗(yàn)，及時(shí)調(diào)整施工配合比，確?；炷恋氖┕べ|(zhì)量。

2.2采取有效的溫度控制措施

采用適當(dāng)溫度控制措施也可有效地控制裂縫的產(chǎn)生。可通過防止混凝土內(nèi)外溫度差及混凝土表面梯度來防止表面裂縫的產(chǎn)生；為防止混凝土超冷，應(yīng)該盡量設(shè)法使混凝土的施工期最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度，同時(shí)通過防止老混凝土過冷的方法來減少新老混凝土間的約束。

2.3施工工藝措施

（1）良好的施工方案與預(yù)防.控制裂縫有很大的關(guān)系。施工方案主要應(yīng)確定一定澆筑量.施工縫間距.位置及構(gòu)造.澆筑時(shí)間.運(yùn)輸及振搗等。一次澆筑長(zhǎng)度由垂直施工縫分割，最好是設(shè)置在變截面處或承受拉.剪.彎應(yīng)力較小的部位。除控制一次澆筑厚度外，分層位置應(yīng)盡量留在變截面處，或遠(yuǎn)離受拉鋼筋部位。確定澆筑時(shí)間的原則應(yīng)盡量避開炎熱天氣和晝夜溫差大的日子。

（2）在施工過程中要對(duì)施工工藝和質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制。首先鋼筋的成型和模板安裝位置要準(zhǔn)確.牢固，以免施工中變形鋼筋上的污物和氧化鐵皮要清除，以免影響粘結(jié)力。其次是澆筑.振搗操作合理。澆搗時(shí)，振搗捧要快插慢拔，根據(jù)不同的混凝土坍落度正確掌握振搗時(shí)間，避免過振或漏振。提倡采用二次振搗.二次抹面技術(shù)，以排除泌水混凝土內(nèi)部的水分和氣泡。

2.4其他的防治措施

橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮了施工順序?qū)?nèi)力的影響，施工中應(yīng)嚴(yán)格按照制定的方案進(jìn)行，不得隨意更改施工順序，以免引起不必要的附加應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。施工技術(shù)方案中，應(yīng)做好入模混凝土的溫度控制、澆筑后混凝土溫度控制、養(yǎng)護(hù)及拆除模板后的養(yǎng)護(hù)等措施，施工前做好施工技術(shù)交底，落實(shí)各項(xiàng)施工任務(wù)，分配專人進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)和質(zhì)量監(jiān)督。

3.結(jié)束語

混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的種類成因復(fù)雜而繁多，甚至多種因素相互影響。實(shí)踐證明，只有從原材料、設(shè)計(jì)、施工等方面加強(qiáng)質(zhì)量控制，才能最大限度的預(yù)防和控制混凝土裂縫的產(chǎn)生，才能最大限度的預(yù)防和控制混凝土裂縫的產(chǎn)生，才能保證建筑物混凝土結(jié)構(gòu)安全、適用、可靠和耐久的要求，才能保障人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

【參考文獻(xiàn)】

[1]郭仕萬，肖欣，趙和平.混凝土施工中的裂縫控制[J].山西水利科技，2000，（11）：15-17.

[2]曹祥彬.橋梁施工中大體積混凝土梁的裂縫控制[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2010，（18）.

[3]何英，馬永，姜喜杰.混凝土橋梁裂縫成因綜述[J].北京交通，2006（6）：111-112.