道路橋梁施工中裂縫的原因分析及處理

1、<p>　　道路橋梁施工中裂縫的原因分析及處理</p><p>　　摘要：隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，道路運輸業(yè)的重要作用越來越明顯。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)致橋梁垮塌的報道屢見不鮮，可以說是“常發(fā)病”和“多發(fā)病”，不僅影響了工程質(zhì)量，而且困擾著技術(shù)人員。其實如果采取一定的設(shè)計和施工措施，很多裂縫是可以克服和控制的。本文將重點對道路橋梁施工中混凝土裂縫的產(chǎn)生原因進行有效

2、分析，根據(jù)成因采取相關(guān)的應(yīng)對措施，并對道路橋梁裂縫的處理技術(shù)進行了介紹。從而為我國道路運輸業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展提供了有利保障。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：道路橋梁；混凝土裂縫；施工處理 </p><p>　　中圖分類號：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A </p><p>　　道路施工中裂縫?；鶎訕?biāo)高失控，造成路面厚度不一致，過薄或厚薄交界處將成為薄弱斷面，在混凝土收縮時，難以承

3、受拉應(yīng)力而開裂?；鶎硬黄秸麜蟠蟮卦黾悠渑c混凝土界面的摩阻力，易在較薄弱面開裂。用松散材料處理基層標(biāo)高失控或不平整時，上層混凝土拌和物的水分或砂漿會下滲或被基層吸收，使下部混凝土變得疏松，強度下降?；鶎痈稍飼栈炷涟韬臀镏械乃?，使底部混凝土失水，強度降低，導(dǎo)致開裂。路基發(fā)生不均勻沉降，導(dǎo)致混凝土路面開裂。一般路基不均勻沉降主要發(fā)生在：填挖相交斷面處，半填半挖結(jié)合處，新老路基交接處，土基密度不同部位等；軟弱地基，濕陷性黃土及采空區(qū)、

4、陷穴等特殊路段；橋涵、構(gòu)造物附近壓實機械難以施工的部位；路基不同填料的界面或?qū)用?；壓實度不足。壓實不均勻路段，在路面長期使用過程中，由于水溫條件的變化和行車荷載作用，路基產(chǎn)生不均勻沉降，致使沉降量不同的結(jié)合面產(chǎn)生錯臺，面板由于荷載作用導(dǎo)致斷裂。 </p><p>　　一、橋梁裂縫的種類及其成因： </p><p>　　混凝土由水泥、骨料以及一些外加劑和摻合料共同組成的，所以造成道路橋梁施工

5、中混凝土出現(xiàn)裂縫的原因除了原材料的因素外，還包括混凝土在攪拌、澆灌和施工過程中操作不當(dāng)或外部環(huán)境影響等諸多因素。而施工過程中混凝土裂縫的出現(xiàn)將嚴(yán)重威脅整體施工質(zhì)量和人們的出行安全，所以要對混凝土裂縫產(chǎn)生的原因進行詳細(xì)的分析并加以克服和控制。 </p><p>　　混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因復(fù)雜、繁多，有時多種因素互相影響，但每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種主要因素?；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

6、種： </p><p>　　1、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)生變化時混凝土將發(fā)生變形，一旦變形受阻，則會在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強度時，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。 </p><p>　　(1)、年溫差。一年中四季溫度不斷變化，但變化相對緩慢，

7、對橋梁結(jié)構(gòu)的影響主要是導(dǎo)致橋梁的縱向位移，一般可通過橋面伸縮縫、支座位移或設(shè)置柔性墩等構(gòu)造措施相協(xié)調(diào)，只有結(jié)構(gòu)的位移受到限制時才會引起溫度裂縫，例如拱橋、剛架橋等。高溫下的影響，拌和水量的增加，混凝土坍落度損失加劇，對混凝土的抹面，壓實、硬化等帶來不便，混凝土塑性裂縫增加，混凝土水用量的增加，將會降低強度值或相應(yīng)增加水泥用量，而且水泥用量的增加將導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生干縮裂縫的機會增加。年溫差一般，考慮到混凝土的蠕變特性，年溫差內(nèi)力計算時混凝土

8、彈性模量應(yīng)考慮折減。 </p><p>　?。?）、水化熱。出現(xiàn)在施工過程中，大體積混凝土（厚度超過2.0米）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，減少骨料入模溫度，降低內(nèi)外 溫差，并緩慢降溫，必要時可采用循環(huán)冷卻系統(tǒng)進行內(nèi)部散熱，或采用薄層連續(xù)澆筑以 加快散熱。 </p><p>

9、　　(3)、預(yù)制T梁之間橫隔板安裝時，支座預(yù)埋鋼板與調(diào)平鋼板焊接時，若焊接措施不當(dāng)，鐵 件附近混凝土容易燒傷開裂。采用電熱張拉法張拉預(yù)應(yīng)力構(gòu)件時，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。試驗研究表明，由火災(zāi)等原因引起高溫?zé)齻幕炷翉姸入S溫度的升高而明顯降低，鋼筋與混凝土的粘結(jié)力隨之下降，混凝土溫度達(dá)到30 0℃后抗拉強度下降50%，抗壓強度下降60%，光圓鋼筋與混凝土的粘結(jié)力下降80%；由于 受熱，混凝土體內(nèi)游離水大量蒸

10、發(fā)也可產(chǎn)生急劇收縮。 </p><p>　　2、荷載引起的裂縫 </p><p>　　混凝土橋梁在常規(guī)靜、動荷載及次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫稱荷載裂縫，歸納起來主要有直接 應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫兩種。 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。裂縫產(chǎn)生的原因有： </p><p>　　（1）、施工階段，不加限制地堆放施工機具、材料；不了解預(yù)制結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)受力特點，隨意 翻身

11、、起吊、運輸、安裝；不按設(shè)計圖紙施工，擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序，改變結(jié)構(gòu)受力模式；不對結(jié)構(gòu)做機器振動下的疲勞強度驗算等。 </p><p>　?。?）、使用階段，超出設(shè)計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。 </p><p>　　3、鋼筋銹蝕引起的裂縫 </p><p>　　由于混凝土質(zhì)量較差或保護層厚度不足，混凝土保護層受二氧

12、化碳侵蝕炭化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，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)，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約2～4倍，從而對周圍混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，導(dǎo)致保護層混凝土開裂、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)其它形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)

13、破壞。 </p><p>　　要防止鋼筋銹蝕，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求控制裂縫寬度、采用足夠的保護層厚度（當(dāng)然保護層亦不能太厚，否則構(gòu)件有效高度減小，受力時將加大裂縫寬度）；施工時應(yīng)控制混凝土的水灰比，加強振搗，保證混凝土的密實性，防止氧氣侵入，同時嚴(yán)格控制含氯鹽的外加劑用量，沿海地區(qū)或其它存在腐蝕性強的空氣、地下水地區(qū)尤其應(yīng)慎重。 </p><p>　　4、收縮引起的裂縫收縮 </p&

14、gt;<p>　　裂縫是混凝土因收縮而發(fā)生的體積變化，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，進行養(yǎng)護之前．此時水泥水化反應(yīng)劇烈，會出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮。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)表面混凝土受到的拉應(yīng)力超過其抗拉強度時，就會產(chǎn)生收縮裂縫。 </p><p>　　5、地基變形引起的裂縫 </p><p&g

15、t;　　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、溶洞或活動斷層等不良地質(zhì)時，可能造成不均勻沉降 </p><p>　　橋梁建成以后，原有地基條件變化。大多數(shù)天然地基和人工地基浸水后，尤其是素填土、黃土、膨脹土

16、等特殊地基土，土體強度遇水下降，壓縮變形加大。在軟土地基中，因人工抽水或干旱季節(jié)導(dǎo)致地下水位下降，地基土層重新固結(jié)下沉，同時對基礎(chǔ)的上浮力減小，負(fù)摩阻力增加，基礎(chǔ)受荷加大。有些橋梁基礎(chǔ)埋置過淺，受洪水沖刷、淘挖，基礎(chǔ)可能位移。地面荷載條件的變化，如橋梁附近因塌方、山體滑坡等原因堆置大量廢方、砂石等，橋址范圍土層可能受壓縮再次變形。因此，使用期間原有地基條件變化均可能造成不均勻沉降。 </p><p>　　對于拱橋

17、等產(chǎn)生水平推力的結(jié)構(gòu)物，對地質(zhì)情況掌握不夠、設(shè)計不合理和施工時破壞了原有地質(zhì)條件是產(chǎn)生水平位移裂縫的主要原因。 </p><p>　　二、道路橋梁施工中混凝土裂縫的有效應(yīng)對措施 </p><p>　　道路橋梁施工中混凝土裂縫這一現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，成為道路橋梁建設(shè)的一大難題。以下將針對于施工中混凝土裂縫出現(xiàn)的原因，并根據(jù)施工時的具體情況，總結(jié)出下列方法。 </p><p>

18、;　　1、在施工前合理的設(shè)計荷載及道路橋梁的布局 </p><p>　　在施工前的設(shè)計階段，相關(guān)技術(shù)人員要根據(jù)項目的具體情況，科學(xué)的對道路橋梁的整體布局進行規(guī)劃且合理的對施工中所需的鋼筋進行布局，與此同時要全面考慮施工中道路橋梁以及施工中機械等的荷載，以便設(shè)計時的荷載要遠(yuǎn)大于現(xiàn)實施工中的荷載，進而保證實際荷載在混凝土強度的范圍內(nèi)，從而達(dá)到克服施工中混凝土裂縫出現(xiàn)的目的。 </p><p>

19、　　2、嚴(yán)格控制混凝土的組成材料 </p><p>　　增加混凝土抗裂縫強度的首要問題，就是對混凝土組成材料質(zhì)量的嚴(yán)格把關(guān)。無論是對水泥的強度質(zhì)量還是對骨料的直徑大小及抗壓強度都要進行嚴(yán)格的檢查篩選，以保證高質(zhì)量的混凝土組成材料，這樣才能與設(shè)計中的預(yù)算荷載相符合。同時還要注意混凝土的各種材料配比以及攪拌時的科學(xué)合理性，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定及實際情況計算混凝土的配合比例，根據(jù)混凝土強度等級和質(zhì)量檢驗以及混凝土和易性的要

20、求確定配合比，嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量，要求監(jiān)理嚴(yán)格監(jiān)督控制。把好質(zhì)量關(guān)，選擇級配良好的石子，控制砂的粒徑及含量，適當(dāng)減少空隙率以減少混凝土收縮量，從而加強混凝土抗裂強度。養(yǎng)護實踐證明，混凝土養(yǎng)護工作，是整個施工過程中非常重要環(huán)節(jié)，忽視對混凝土的養(yǎng)護，既會降低混凝土的強度，又易使其在硬化過程中失水得不到及時補償而產(chǎn)生裂縫。更重要的是在高溫下施工，應(yīng)經(jīng)常澆水養(yǎng)護，一來可減少溫度產(chǎn)生的裂縫，二來可降低由于混凝土的收縮而產(chǎn)生的約束應(yīng)力，有效控

21、制裂縫。 </p><p>　　綜上所述，在道路橋梁施工中，混凝土裂縫是常見的問題。設(shè)計疏漏、施工低劣、監(jiān)理不力，均可能使混凝土橋梁出現(xiàn)裂縫。我們必須全面分析裂縫產(chǎn)生機理，控制施工溫度，對于產(chǎn)生的裂縫必須采取積極有效的措施，這樣才能確保橋梁質(zhì)量。因此，必須嚴(yán)格按照國家有關(guān)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計，施工和監(jiān)理是保證結(jié)構(gòu)安全耐用的前提和基礎(chǔ)。在運營管理過程中，應(yīng)進一步加強巡查和管理，及時發(fā)現(xiàn)和處理問題，也是相當(dāng)重要的環(huán)

22、節(jié)。 </p><p>　　參考文獻(xiàn)：[1]王曉.&#160;公路橋梁施工過程中裂縫產(chǎn)生原因分析與應(yīng)對技術(shù)探析[J].建筑工程施工2011.12.16[2]李雪林.橋梁施工裂縫產(chǎn)生原因分析[J].&#160;中大網(wǎng)校&#160;2008-12-17&#160;[3]石迎新.&#160;淺析橋梁裂紋產(chǎn)生的原因及處理措施[J].《建筑與工程》2009.09.12[4]王夢福.&