淺議混凝土橋梁裂縫的質(zhì)量控制
2011-10-26 來源：中國鳴網(wǎng)
橋梁施工過程中，很容易出現(xiàn)裂縫。由于混凝土裂縫而影響工程質(zhì)量甚至造成橋梁直接倒塌的案例不在少數(shù)，因此作為工程技術(shù)人員必須對裂縫引起足夠的重視。
一、裂縫成因分析
廣義上講，裂縫產(chǎn)生有兩種原因：一種是由荷載引起的，我們稱這種裂縫為結(jié)構(gòu)性裂縫，是承載力不足的結(jié)果；另一種為由于變形受約束引起的，此類裂縫稱為非機(jī)構(gòu)性裂縫，如溫度變化、混凝土收縮、基礎(chǔ)不均勻沉降等因素引起的變形。
（一）混凝土的收縮
在實際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。收縮裂縫常見有：在構(gòu)件豎向變截面處如T梁、箱梁腹板與頂?shù)装褰唤犹庬樃拱宸较虻牧芽p；對板類構(gòu)件多沿短邊方向，均勻分布于相鄰兩根鋼筋之間，方向與鋼筋平行；對高度較大的鋼筋混凝土梁，由于腰部水平鋼筋間距過大，在腰部（或腹板）產(chǎn)生豎向收縮裂縫，但多集中在構(gòu)件中部，中間寬兩頭細(xì)，至梁的上、下緣附近逐漸消失，梁底一般沒有裂縫；大體積混凝土在平面部位收縮裂縫較多，側(cè)面也有所見。收縮裂縫對構(gòu)件承載力影響不大，主要影響影響結(jié)構(gòu)外觀和耐久性。
（二）施工材料質(zhì)量引起的裂縫
混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。配置混凝土所采用材料質(zhì)量不合格，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。
1.水泥
水泥安定性不合格，水泥中游離的氧化鈣含量超標(biāo)。氧化鈣在凝結(jié)過程中水化很慢，在水泥混凝土凝結(jié)后仍然繼續(xù)起水化作用，可破壞已硬化的水泥石，使混凝土抗拉強(qiáng)度下降。水泥受潮或過期，可能使混凝土強(qiáng)度不足，從而導(dǎo)致混凝土開裂。當(dāng)水泥含堿量較高（例如超過0.6%），同時又使用含有堿活性的骨料，可能導(dǎo)致堿骨料反應(yīng)。
2.砂、石骨料
砂石粒徑太小、級配不良、空隙率大，將導(dǎo)致水泥和拌和水用量加大，影響混凝土的強(qiáng)度，使混凝土收縮加大，如果使用超出規(guī)定的特細(xì)砂，后果更嚴(yán)重。砂石中云母的含量較高，將削弱水泥與骨料的粘結(jié)力，減低混凝土強(qiáng)度。砂石中含泥量高，不僅將造成水泥和拌和水用量加大，而且還降低混凝土強(qiáng)度和抗凍性、抗?jié)B性。砂石中有機(jī)質(zhì)和輕物質(zhì)過多，將延緩水泥的硬化過程，降低混凝土強(qiáng)度，特別是早期強(qiáng)度。
3.拌和水及外加劑
拌和水或外加劑中氯化物等雜質(zhì)含量較高時對鋼筋銹蝕有較大影響。
（三）施工及現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)不當(dāng)引起的裂縫
1.現(xiàn)場澆搗混凝土?xí)r，振搗或插入不當(dāng)，漏振、過振或振搗棒抽撤過快，均會影響混凝土的密實性和均勻性，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。
2.高空澆注混凝土，風(fēng)速過大、烈日暴曬，混凝土收縮值大。
3.大體積混凝土澆注，對水化計算不準(zhǔn)、現(xiàn)場混凝土降溫及保溫工作不到位，引起混凝土內(nèi)部溫度過高或內(nèi)外溫差過大，混凝土產(chǎn)生溫度裂縫。
4.現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)措施不到位，混凝土早期脫水，引起收縮裂縫。
（四）溫度變化引起的裂縫
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)度時即產(chǎn)生溫度裂縫。引起溫度變化主要因素有：年溫差；日照；驟然降溫；水化熱；蒸汽養(yǎng)護(hù)或冬季施工時施工措施不當(dāng)，混凝土驟冷驟熱，內(nèi)外溫度不均，易出現(xiàn)裂縫；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。
二、裂縫的施工防治措施
（一）材料的控制
施工工藝是保證混凝土構(gòu)件質(zhì)量的關(guān)鍵、除施工的施工操作應(yīng)嚴(yán)格按照施工技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行，對原材料（鋼筋、水泥、砂、碎石、水等）都應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的抽樣檢驗。對混凝土配合比應(yīng)進(jìn)行對比試驗．在高溫下或雨后施工對砂、碎石應(yīng)進(jìn)行含水量實驗，及時調(diào)整施工配合比，確?；炷恋氖┕べ|(zhì)量。
（二）溫度的控制
1.降低混凝土入模溫度
降低原材料進(jìn)入攪拌機(jī)的溫度就是要降低水溫；粗細(xì)骨料遮陽防曬，并灑冷水降溫；散裝水泥提前儲備，避免新出廠水泥溫度過高；夏季混凝土運輸車加保溫套或?qū)摅w噴淋冷水降溫；混凝土泵送管道遮陽防曬?？刂茲沧囟?，應(yīng)調(diào)整施工時間，盡量選擇低溫及夜間施工；考慮到冷量損失在澆注過程中影響較大，因此要加快運輸，縮短澆注時間。
2.降低混凝土水化熱
選擇中低熱品種水泥，優(yōu)先選用礦渣硅酸鹽水泥。摻入一定比例的粉煤灰。摻入高效減水劑。摻加緩凝劑。熱天澆注混凝土?xí)r減少澆注厚度，利用澆注層面散熱。
3.控制混凝土的出機(jī)溫度
對混凝土出機(jī)溫度影響大的是石子和水的溫度，砂的溫度次之，水泥的溫度影響最小。氣溫較高時，為防止陽光直接照射，砂石堆應(yīng)設(shè)遮陽棚，并噴冷水降溫。拌合用水可加冰，使水溫度控制在5℃，混凝土出機(jī)溫度應(yīng)控制在18-20℃為宜。
4.規(guī)定合理的拆模時間
混凝土經(jīng)過養(yǎng)護(hù)，強(qiáng)度達(dá)到規(guī)定要求后，即可拆除模板，拆模應(yīng)該先拆不承重模板，后拆承重模板為宜。
（三）非結(jié)構(gòu)性裂縫防止措施
防止塑性沉降裂縫的措施有基礎(chǔ)處理、支架搭設(shè)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計、嚴(yán)格施工。對支架進(jìn)行全面積預(yù)壓以消除非彈性變形；砼中加減水劑減少砼泌水，確保砼保護(hù)層厚度、砼施工時進(jìn)行二次抹面。防止塑性收縮裂縫的措施有加強(qiáng)早期砼養(yǎng)護(hù)以降低砼中水份蒸發(fā)速率。方法是結(jié)構(gòu)外露面覆蓋麻袋、海綿等澆水濕治養(yǎng)護(hù)。防止溫差裂縫的措施有合理安排砼澆注順序及澆注速度，在砼澆注的過程中消除部分溫差。
防止干縮裂縫，混凝土凝土澆注后及早養(yǎng)護(hù)。當(dāng)混凝土初凝時，在混凝土表面澆水養(yǎng)護(hù)，水量隨混凝土強(qiáng)度增長逐漸加大；混凝土終凝時，表面宜蓄水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)時間約需3天，澆水養(yǎng)護(hù)仍需14天。另外，要適時搓毛抹壓。抹壓應(yīng)在混凝土初凝后、終凝前進(jìn)行，第一遍時普遍抹壓消除裂紋，第二遍則應(yīng)重點尋找裂紋，用木抹子在裂紋外拍打，使混凝土愈合裂紋，從而不產(chǎn)生裂縫。掌握抹壓的時間十分重要。
（三）混凝土施工過程控制
1.混凝土的拌制
每盤混凝土的拌和時間應(yīng)控制在2~3min左右，攪拌時間不宜過長也不能過短，過短攪拌不均勻，過長會破壞材料結(jié)構(gòu)；混凝土澆注過程中多做幾次坍落度實驗，嚴(yán)格控制施工水灰比。
2.混凝土澆注
澆注混凝土?xí)r，除少量塑性混凝土可用人工搗實外，宜采用振動器械搗實。如采用附著式振動器，其布置間距，還應(yīng)根據(jù)梁板的形狀及振動器械性能等情況并通過試驗確定?；炷翝沧?yīng)連續(xù)進(jìn)行，如因故必須間斷時，其間斷時間應(yīng)小于前層混凝土的初凝時間或重塑時間。如需設(shè)置施工縫時，宜留在受剪力和彎矩小且便于施工的部位，并在下次施工時對施工縫進(jìn)行妥善處理。
3.混凝土養(yǎng)護(hù)
當(dāng)施工氣溫大超過30℃，梁體水分的蒸發(fā)非常快，且梁體側(cè)面不易吸附水分，如果梁體表面的水分被蒸發(fā)，梁體表面的混凝土要進(jìn)行水泥的水化和硬化反應(yīng)，就會吸取梁體內(nèi)部的水分，從而加快混凝土的干縮。要使梁體有足夠的水分進(jìn)行水泥的水化和硬化反應(yīng)，就必須及時對預(yù)應(yīng)力構(gòu)件進(jìn)行灑水養(yǎng)生。規(guī)范要求灑水養(yǎng)生的間隔時間最小為2h，必要時可減為1.5h一次。
三、結(jié)語
雖然混凝土梁板的施工裂縫一直是施工中最常見和難以克服的弊病，但只要在施工中對每個環(huán)節(jié)和工序嚴(yán)格把關(guān)，采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施，很多裂縫是可以克服和控制的。橋梁工程技術(shù)人員要進(jìn)一步加強(qiáng)對混凝土橋梁裂縫的認(rèn)識，制定相應(yīng)的質(zhì)量預(yù)防措施，盡量避免工程中出現(xiàn)危害較大的裂縫。
