桥梁混凝土裂缝的形成及预防措施

浅析桥梁混凝土裂缝的形成及预防措施中图分类号：tu37文献标识码：a文章编号：2095-2104（2012摘要：随着我国经济建设的迅速发展，桥梁工程投资在公路工程建设中占据越来越大的比重，尤其是混凝土结构的桥梁更如雨后春笋。然而混凝土裂缝及其并发的一系列质量问题始终困扰着广大工程技术人员。如何减少或杜绝桥梁混凝土裂缝的形成，对整个工程质量，对一座桥梁在完整的寿命周期内充分发挥其作用都有着及其重要的作用。关键词：桥梁工程混凝土裂缝分析预防abstract:withtherapiddevelopmentofchina’seconomy,theinvestmentonbridgeprojectsaccountsforagrowingproportioninhighwayconstruction,especiallyinthebridgesofconcretestructure.however,theconcretecracksandtheconcurrentseriesofqualityproblemshavebeenalwaysplaguedthemajorityofengineeringtechnicalpersonnel.howtoreduceoreliminatetheformationofbridgeconcretecracksplaysanimportantsignificanceforthethequalityofthewholeprojectandthefunctionsexertionofabridgeinitscompletelifecycle.keywords:bridgeproject;concretecracks;analysis;prevention桥梁混凝土工程相当大部分属于大体积混凝土，其尺寸、体形比一般混凝土大、数量多、工程条件复杂和施工技术要求相对较高。另外，混凝土原建筑材料自身性质差异较大，因此控制桥梁混凝土裂缝问题不单单是独立的结构理论问题，分析其裂缝的成因要从多方面多角度去考虑。混凝土裂缝对桥梁工程会带来不同程度的危害，但截至目前，对于大体积混凝土的相关质量控制，例如施工温度等等，国内相关标准和规范只有笼统的一般性质的规定，如果对任何尺寸任何施工条件下的混凝土工程都照抄照搬，势必会带来各种各样的工程质量问题。一、混凝土裂缝产生的原因分析（一）材料质量混凝土主要由水泥、砂、料、拌和水及外加剂组成。配置混凝士所采用材料质量不合格，可导致结构出现裂缝。如：水泥安定性不合格，水泥中游离的氧化钙含量超标；水泥含碱量较高同时又使用含有碱活性的骨料；砂石粒径太小、级配不良、空隙率大；水泥强度不足，水泥受潮或过期。（二）施工质量施工工人对混凝土特性不了解，在浇捣时擅自加水来增加坍落度，使混凝土配合比发生变化，造成结构开裂；混凝土浇筑后，振捣不足，造成粗细骨料分离，结构强度分布不均;混凝土养护不到位、模板刚度不足、拆模过早，雨天浇筑等，都会导致结构产生裂缝。（三）荷载作用混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝。次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。实际工程中，次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见原因,次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质。（四）地基变形由于地质勘察精度不够，试验资料不准、地基地质差异太大、结构荷载差异太大、结构基础类型差别大、基础分期建造、地基冻胀、基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等不良地质段、原有地基条件变化等原因，使基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力,导致结构开裂。（五）温度变化混凝土具有热胀冷缩性质，在结构内易产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。温度裂缝区别其他裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝最常见。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。（六）冻胀气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀9%，因而混凝土产生膨胀应力。同时混凝土凝胶孔中的过冷水在微观结构中迁移和重分布引起渗透压，使混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，并导致裂缝出现。冬季施工时对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。（七）钢筋受锈蚀由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏，钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应。从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝。二、裂缝的防治措施（一）原材料质量的选用材料选用上应选用符合规范要求的合格材料。水泥应选用水化热较低的水泥，严禁使用安定性、强度不合格的水泥。细骨料宜用颗粒较细、空隙较小、含泥量较低的中砂。粗骨料宜用表面粗糙、质地坚硬、级配良好、空隙率小、无碱性反应、有害物质及粘土含量不超过规定的石料。外渗料宜采用减水剂等外加剂，以改善混凝土工作性能，降低用水量，减少收缩。（二）严格控制混凝土的配料和配筋采用低水灰比、低用水量，以减少水泥用量。配制混凝土时计量应准确，要严格控制水灰比和水泥用量，搅拌均匀，离析的混凝土必须重新搅匀后，方可浇筑。以低强度钢筋代换高强度等级钢筋后，裂缝宽度有所减小；相同等级钢筋代换时，若代换钢筋直径大于原钢筋直径，则需要加大代换钢筋的面积以满足裂缝宽度的要求。钢筋的位置要正确，保护层过大或过小都可能导致混凝土开裂，钢筋间距过大，易引起钢筋之间的混凝土开裂。（三）加强混凝土表面的保护及时清除混凝土表面泌水，当混凝土表面开始收浆即开始初凝前，宜再用铁抹板进行二次抹面压光，并用木搓搓毛，消除干缩裂缝，减少表面水分散发，清除混凝土表面的塑性裂缝。混凝土表面浮浆多时，在浇筑后2到3小时，将混凝土表面用木抹板反复搓抹数遍，使其表面密实。在夏季施工时，白天高温期间用塑料布覆盖混凝土斜面流淌部分，避免阳光直射，防止表面水分蒸发过快，保证混凝土初凝时间，避免出现冷缝。如果采用的是商品混凝土，在夏季施工时还应协调混凝土罐车的到场时间，防止罐车长时间暴晒而造成混凝土温度升高。（四）预防地基变形引起裂缝对于基础变形引起的裂缝，要加强地基的检查与验收工作，基坑开挖后应及时通知监理到现场验收。在开挖基槽时，要注意不扰动其原状结构。对较复杂的地基，设计方在基坑开挖后应要求勘察补钻探，当探出有不利的地质情况时，必须先对其加固处理，并经验收合格后，方可进行下一步施工。合理地调整建筑物各部分承重结构的受力情况，使荷载分布均匀，尽量防止受力过于集中。最后还需要注意正确地设置沉降缝。