橋梁施工工程中裂縫原因及措施

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一、收縮造成開裂的類型

1.塑性收縮。塑性收縮出現(xiàn)的階段主要是砼澆筑初期。橋梁施工中，待砼澆筑結(jié)束后，水泥水化反應(yīng)極其強烈，分子鏈形成，且出現(xiàn)水分急劇丟失及泌水現(xiàn)象。砼失水收縮的同時，骨料因自重而出現(xiàn)下沉的現(xiàn)象，這一收縮現(xiàn)象稱為塑性收縮。骨料因自重下沉過程中被鋼筋阻擋，因此裂縫防線應(yīng)該是順著鋼筋方向。

2.干縮。待砼硬化后，溫度會隨著砼表面水分丟失而下降，雙方作用過程是相對應(yīng)的，從而造成砼體積縮小，這一現(xiàn)象被稱為干縮。由于砼外部水分丟失速度快，而砼內(nèi)部水分丟失速度慢，砼外部收縮被內(nèi)部砼的制約，從而導(dǎo)致砼表現(xiàn)受到拉力，若砼外部受到的拉力強度大于砼外部的抗拉強度，橋梁便會出現(xiàn)干縮性裂縫。

3.自生收縮。砼硬化過程中，水與水泥間產(chǎn)生水化反應(yīng)，并生成新物質(zhì)，從而致使砼自身體積變小，這一現(xiàn)象被稱為自生收縮。

二、橋梁其他因素造成開裂

（一）橋梁基礎(chǔ)變形造成開裂

基礎(chǔ)變形通常指基礎(chǔ)空間出現(xiàn)水平位移或者不均勻沉降，待基礎(chǔ)變形發(fā)生后，結(jié)構(gòu)物便會出現(xiàn)附加壓力，若這一壓力強度大于結(jié)構(gòu)物抗拉強度，橋梁便會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。造成基礎(chǔ)不均勻沉降的原因包括工程分期建造、橋梁結(jié)構(gòu)荷載差別大、地質(zhì)差異大、地質(zhì)實驗資料不準(zhǔn)確等。

（二）鋼筋銹蝕造成開裂

若橋梁構(gòu)件鋼筋砼保護層施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)或者砼質(zhì)量不高，鋼筋表面或受到CO2的侵蝕，從而造成鋼筋附近砼堿度下降，且鋼筋表面亦會被砼內(nèi)水或者O2銹蝕，從而造成鋼筋附近砼出現(xiàn)膨脹壓力，以至于砼保護層剝落或者開裂，此時裂縫主要順著鋼筋方向出現(xiàn)。

（三）凍脹造成開裂

若氣溫為負(fù)，砼必定會出現(xiàn)冰凍現(xiàn)象，此時，砼內(nèi)游離水分結(jié)冰，砼體積因此膨脹。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，其膨脹度為9%，此時，砼因受到膨脹應(yīng)力而出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。若砼內(nèi)水灰比過大、骨料內(nèi)雜質(zhì)比例過大、骨料吸水性過強以及骨料空隙過多等均會造成砼因凍脹而出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。

三、橋梁裂縫溫控措施及施工現(xiàn)場控制

(一)優(yōu)化砼澆筑方案

關(guān)于砼澆筑方案的選取，筆者認(rèn)為實行降溫梯度及延緩溫差梯度的措施最佳。在砼澆筑之前，應(yīng)該全面考慮、認(rèn)真計算安排砼澆筑前后搭接時間、長度、寬度、澆筑厚度、流向，以此確保砼振搗的密實度及均勻度，切忌砼過振或漏振；砼澆筑現(xiàn)場管理非常重要，必須補給足夠的物力、人力，以此確保砼澆筑施工按原計劃開展。

（二）砼溫度監(jiān)測

將溫度測點、養(yǎng)護水溫度測點、保溫材料溫度測點設(shè)定與砼外部及內(nèi)部，并使用數(shù)據(jù)采集儀對澆筑砼現(xiàn)場溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行自動采集及整理和分析。砼表層測點與各測位中心測點間溫度差值及各測點的溫度值均可作為調(diào)整、研究砼控溫措施的重要參考依據(jù)，以此避免砼因溫度而出現(xiàn)任何開裂現(xiàn)象。選取少數(shù)砼層，將應(yīng)變計埋于其中，并對砼層開展溫度應(yīng)力監(jiān)測，應(yīng)變計應(yīng)該順著水平向設(shè)置，通過對水平方向應(yīng)力分量進(jìn)行監(jiān)測，以此檢驗溫控效果。

（三）通水冷卻

選取某些砼澆筑分層，將帶冷卻水的薄壁鋼管埋入，在使用冷卻水管之前有必要進(jìn)行試水試驗，以此避免管道阻塞或漏水。以砼內(nèi)部溫度監(jiān)測數(shù)據(jù)為依據(jù)，對冷卻水管溫度計進(jìn)水量進(jìn)行合理控制。

四、在橋梁構(gòu)造設(shè)計方面強化橋梁防裂措施

1.橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計要合理，以此實現(xiàn)橋梁工程量地減少，水化熱的降低。在進(jìn)行減少非關(guān)鍵受力部分砼體積設(shè)計時，可以以懸索橋錨碇受力情況為依據(jù)，并借助土方壓重方案實現(xiàn)砼結(jié)構(gòu)體積的減少。

2.將砼在基坑存在側(cè)限條件充分發(fā)揮出來，將微膨脹劑摻入砼內(nèi)，從而實現(xiàn)砼在基坑制約條件下產(chǎn)生預(yù)壓力，對砼因內(nèi)部溫度收縮而形成的拉應(yīng)力進(jìn)行補償，以此防止砼出現(xiàn)裂縫。

3.大面積砼體積相當(dāng)大，其施工工期較長，參考橋梁結(jié)構(gòu)受力狀況，對砼評定驗收齡期進(jìn)行科學(xué)設(shè)定，即應(yīng)摒棄傳統(tǒng)的正常標(biāo)準(zhǔn)28天，而執(zhí)行評定驗收齡期超過60天。在設(shè)定砼評定驗收齡期時應(yīng)該對砼后期強度做充分考慮，以此實現(xiàn)設(shè)計標(biāo)號的降低、砼水泥用量的減少及水化熱的降低。

作者：李延年 單位：中鐵四局集團電氣化工程有限公司