余雷

（中鐵十八局集團(tuán)有限公司）

探討橋梁施工中混凝土裂縫的成因及對策

余雷

（中鐵十八局集團(tuán)有限公司）

隨著我國現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，城市化的進(jìn)程也在不斷加快。國家投入大量的資金在城市橋梁建設(shè)中，為廣大市民提供一個交通方便的環(huán)境。由于建設(shè)橋梁采用的材料一般以混凝土為主，混凝土的抗拉性較差，很容易使混凝土產(chǎn)生裂縫，在很大程度上影響了建筑橋梁的安全質(zhì)量。本文闡述了混凝土裂縫造成的危害性，分析了混凝土產(chǎn)生裂縫的原因，并提出相應(yīng)的解決措施，以供參考。以期達(dá)到為廣大市民提供安全保障的交通環(huán)境的目的。

橋梁施工；混凝土；裂縫

根據(jù)大量橋梁建筑工程實踐數(shù)據(jù)表明，一般混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)造部件都會有一些細(xì)微的裂縫，從橋梁的整體來說，是不會對橋梁結(jié)構(gòu)造成太大的影響?？墒怯行┗炷亮芽p會因為外界因素而產(chǎn)生開裂現(xiàn)象，從而導(dǎo)致混凝土裂縫增大，進(jìn)而對橋梁工程的安全質(zhì)量造成危害。因此，相關(guān)施工企業(yè)在建筑橋梁工程施工時，應(yīng)最大限度的采取有效的措施，防止混凝土裂縫擴(kuò)大，危害廣大市民的生命安全。

1　橋梁混凝土裂縫的危害性

在橋梁工程建筑的過程中，如果由于外部因素的影響，使得混凝土原有的裂縫遭到更嚴(yán)重的破壞，不僅會縮短橋梁的使用壽命，更嚴(yán)重的是會導(dǎo)致橋梁的坍塌，對周邊廣大市民的生命安全帶來威脅。

1.1混凝土表面裂縫對橋梁的危害

橋梁混凝土出現(xiàn)開裂現(xiàn)象會對整座橋梁工程的結(jié)構(gòu)帶來很大程度的影響，如果混凝土產(chǎn)生較大的裂縫，將會對橋梁的整體性造成嚴(yán)重的破壞[1]。若施工企業(yè)沒有在混凝土產(chǎn)生裂縫時，對其進(jìn)行及時妥善的維護(hù)和保養(yǎng)，那么在外界因素的影響下，會加快混凝土裂縫的擴(kuò)展速率。當(dāng)混凝土的受力限度達(dá)到最大極限時，混凝土裂縫將會不受控制的貫穿整座橋梁，進(jìn)而使得橋梁的整體結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重的破壞，嚴(yán)重時甚至?xí)霈F(xiàn)坍塌，使得橋梁的安全質(zhì)量以及施工人員的生命安全得不到保障，如圖1所示。

圖1　

1.2混凝土裂縫對橋梁耐久性的危害

由于混凝土出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，不僅會使得橋梁混凝土的中性化加快，還可能加劇了混凝土鋼筋的腐蝕速度[2]。更由于混凝土裂縫出現(xiàn)滲水、漏水等問題，使得鋼筋混凝土出現(xiàn)空洞，破壞了混凝土的保護(hù)層，進(jìn)而對橋梁的耐久度造成很大程度上的影響（見圖2）。

1.3混凝土裂縫對橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的危害

圖2　

在橋梁建筑的工程中，如果混凝土產(chǎn)生較大的裂縫，將會破壞建筑橋梁的整體結(jié)構(gòu)，比如對橋梁結(jié)構(gòu)的剛性強(qiáng)度、抗彎強(qiáng)度以及拉力強(qiáng)度等產(chǎn)生一些變化，甚至導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的變形[3]。如果橋梁混凝土裂縫現(xiàn)象較為嚴(yán)重，會在很大程度上致使橋梁構(gòu)造材料掉落，進(jìn)而造成極大的危害。

圖3　

2　橋梁混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

2.1溫度裂縫

根據(jù)相關(guān)實踐數(shù)據(jù)表明，混凝土具有熱脹冷縮的特性。因此，當(dāng)外界溫度以及混凝土自身內(nèi)部溫度出現(xiàn)極端變化時，將會使得混凝土出現(xiàn)變形的現(xiàn)象[4]。當(dāng)混凝土的變形受到嚴(yán)重的制約時，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)將會產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力，當(dāng)預(yù)應(yīng)力超過混凝土最大抗拉強(qiáng)度時，就會導(dǎo)致溫度裂縫的產(chǎn)生，這種裂縫與其它的裂縫方式截然不同，它會隨著溫度的變化而不斷變化（見圖4）。

2.1.1溫度裂縫受到太陽光照射的影響

在橋梁工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，由于橋梁表面以及主梁等結(jié)構(gòu)受到太陽光的長時間曝曬，就使得該結(jié)構(gòu)部位的溫度較其它的部位高出很多，從而使得溫度梯度呈非線性分布，再加上混凝土內(nèi)部應(yīng)力的影響，就使得局部的拉應(yīng)力增大，從而導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。

圖4　

2.1.2溫度裂縫受到年溫差的影響

由于一年四季氣溫都處于不斷變化的狀態(tài)，當(dāng)溫度變化較為緩慢的時候，橋梁結(jié)構(gòu)就會出現(xiàn)縱向位移，一般出現(xiàn)這種情況，工作人員會根據(jù)伸縮縫等結(jié)構(gòu)進(jìn)行緩沖，但是當(dāng)橋梁的結(jié)構(gòu)位移受到一定的約束后，就會引起混凝土裂縫的產(chǎn)生。

2.1.3溫度裂縫受到極端溫度變化的影響

有些地區(qū)的天氣變化較為無常，會突然出現(xiàn)降雨或受到冷空氣侵襲等現(xiàn)象，當(dāng)這些現(xiàn)象發(fā)生時，會使得混凝土的表面溫度下降，而混凝土內(nèi)部溫度則會出現(xiàn)緩慢的升高，在這兩種相反的應(yīng)力作用下，就會導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。

2.2荷載裂縫

一般而言，混凝土受到次應(yīng)力的作用時，會產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象，這種裂縫現(xiàn)象被稱之為荷載裂縫。荷載裂縫分為兩種形式，一種形式是直接應(yīng)力裂縫，另一種形式則是次應(yīng)力裂縫。

圖5　

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，直接應(yīng)力裂縫是通過外界荷載的作用，從而引起直接應(yīng)力，進(jìn)而引發(fā)混凝土產(chǎn)生裂縫。而產(chǎn)生這種裂縫的因素主要包括以下幾個方面：

（1）由于工作人員沒有設(shè)計出合理的計算模型，就使得混凝土結(jié)構(gòu)的受力情況并沒有達(dá)到預(yù)期的效果，不符合實際情況。

（2）在橋梁工程施工的過程中，由于相關(guān)工作人員沒有全面了解橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)造部件和混凝土的受力特點，從而出現(xiàn)隨意運(yùn)輸和安裝的現(xiàn)象，并對橋梁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行胡亂的修改，從而改變了混凝土結(jié)構(gòu)的受力模型。

（3）由于工作人員沒有按照施工設(shè)計方案對混凝土的荷載量進(jìn)行規(guī)范，無法承受大型車輛的重力，并同時受到外界自然因素的影響等，從而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生大范圍裂縫。

次應(yīng)力裂縫是通過外界荷載的作用，從而引發(fā)次應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。一般這種現(xiàn)象的產(chǎn)生是因為混凝土結(jié)構(gòu)在外界荷載的作用下，沒能完全發(fā)揮其作用，就引起混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)次應(yīng)力，從而產(chǎn)生開裂現(xiàn)象。

2.3混凝土的收縮問題

在大多數(shù)橋梁工程的建設(shè)中，混凝土由于出現(xiàn)收縮問題而引發(fā)裂縫是極為常見的，混凝土出現(xiàn)收縮是導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫的重要因素之一。當(dāng)混凝土在澆筑之后的3h左右，由于水泥出現(xiàn)較為劇烈的水化反應(yīng)，就使得混凝土表面水分急劇蒸發(fā)，從而導(dǎo)致混凝土的收縮能力降低。更由于混凝土硬結(jié)后，由于表面水分的蒸發(fā)，就使得混凝土表面的濕度不斷減少，從而導(dǎo)致混凝土的體積變小，進(jìn)而出現(xiàn)混凝土開裂現(xiàn)象。

圖6　

3　橋梁混凝土裂縫的解決措施

（1）由于溫度裂縫是混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因之一，因此，為避免裂縫的產(chǎn)生，工作人員可以通過降低溫度的方式防止混凝土出現(xiàn)裂縫。

①如果施工企業(yè)在對混凝土進(jìn)行澆筑的時候，天氣較為炎熱，可以讓工作人員通過降低混凝土澆筑的厚度，有效的利用澆筑層面進(jìn)行散熱處理[5]。并且，在對混凝土進(jìn)行攪拌時，工作人員可以將碎石用冷水進(jìn)行冷卻，達(dá)到降低澆筑溫度的效果。

②工作人員可以在混凝土內(nèi)部設(shè)置水管，通過排放冷水對混凝土進(jìn)行降溫。而且，在工作人員準(zhǔn)備對混凝土進(jìn)行入模時，必須要對溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

③在混凝土拆模階段，工作人員應(yīng)該控制好時間。當(dāng)當(dāng)?shù)貧鉁爻霈F(xiàn)下降的現(xiàn)象時，工作人員需要對混凝土表面做好保溫的措施，從而防止混凝土表面出現(xiàn)溫度梯度。當(dāng)?shù)貧鉁剌^高時，工作人員需要認(rèn)真分析拆模的時間，從而防止混凝土出現(xiàn)早期裂縫。

（2）針對混凝土出現(xiàn)荷載裂縫的現(xiàn)象，施工企業(yè)應(yīng)該采用科學(xué)合理的水泥配比以及較好的添加劑，從而保證橋梁混凝土的質(zhì)量安全。除了避免混凝土出現(xiàn)開裂現(xiàn)象外，施工人員更應(yīng)該按照施工規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行嚴(yán)格的施工，比如說在混凝土中摻入適量的添加劑，可以對混凝土具有一定程度的緩凝作用。不僅如此，還可以增強(qiáng)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。對大型車流量較多時，可以承載更多的荷載，從而更好的防止混凝土出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。

（3）對于混凝土收縮裂縫現(xiàn)象進(jìn)行處理，工作人員可以對混凝土的澆筑流程進(jìn)行嚴(yán)格的控制。明確責(zé)任制度，明確分工，不能出現(xiàn)分工混亂的現(xiàn)象。在混凝土進(jìn)行澆筑之前，相關(guān)工作人員需要對混凝土的各個方面進(jìn)行檢查，及時發(fā)現(xiàn)問題和解決問題。認(rèn)真檢查支架的連接點是否連接緊固，確保連接點不出現(xiàn)松動現(xiàn)象。并對建筑模板的接縫進(jìn)行檢查，觀察其是否嚴(yán)密，模板是否穩(wěn)固，底板是否潔凈。從而確保混凝土的外觀質(zhì)量。最后，在對混凝土進(jìn)行攪拌的過程中，應(yīng)該采取科學(xué)的不利進(jìn)行原材料的混合，并對交辦的過程進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控。從而防止混凝土澆筑完成后，由于收縮問題，而產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。

4　結(jié)束語

根據(jù)我國實際情況而言，我國現(xiàn)在的交通建設(shè)正在快步發(fā)展，為滿足這一交通需求，越來越多的橋梁工程正在日益增多。但是在很多橋梁工程中，由于混凝土存在開裂現(xiàn)象，從而導(dǎo)致建筑橋梁出現(xiàn)大范圍的裂縫，甚至引發(fā)橋梁坍塌的現(xiàn)象。這在很大程度上破壞了橋梁的安全質(zhì)量，并對施工企業(yè)人員以及周邊的市民帶來嚴(yán)重的安全隱患。因此，施工企業(yè)應(yīng)根據(jù)混凝土產(chǎn)生裂縫的原因，進(jìn)行深思熟慮的分析和探討，從而采取相應(yīng)的措施解決這一問題，為廣大市民提供便捷的交通環(huán)境，促進(jìn)我國現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。

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[2]柴軍鋒.公路橋梁施工中混凝土裂縫成因及控制措施[J].交通建設(shè)與管理，2014，08（12）：27～29.

[3]夏立輝.建筑工程施工中混凝土裂縫的成因與治理研究[J].中國建材科技，2015，02（11）：156～157.

[4]夏季.公路橋梁施工中裂縫的成因及防治對策[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2015，14（13）：115～116.

[5]高長峰.工程施工中混凝土裂縫的成因及防治措施[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2013，17（21）：191～192.

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2015-5-17