搜索
桥梁施工中混凝土裂纹产生原因浅析关键词：桥梁、混凝土、裂缝、成因、特点、常见情况在桥梁施工过程中，因混凝土出现裂纹而影响工程质量甚至返工的事屡见不鲜。混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”，困扰着桥梁工程技术人员。为了进一步加强对混凝土裂缝的认识，尽量避免工程施工中出现危害较大的裂缝，根据施工中最常见混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因作较全面的分析、总结，以方便施工中找出控制裂缝的可行办法，达到防范于未然的作用。l混凝土桥梁裂缝种类、成因、特点实际上，混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。混凝土桥梁裂缝的种类，就其产生的原因，大致可划分如下几种：一、荷载引起的裂缝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，归纳起来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。裂缝产生的原因有：1、施工阶段，不加限制地堆放施工机具、材料；不了解预制结构结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式；混凝土养护龄期不足即拆除模板、支架，模板、支架刚度不足等。次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝。裂缝产生的原因有：1、桥梁结构中经常有槽、洞、倒角等结构实变处，荷载传递到此位置将产生绕射现象，形成局部应力集中。若处理不当，在这些结构的转角处或构件形状突变处容易出现裂缝。二、温度变化引起的裂缝混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化主要因素有：1、日照与骤然降温。由于混凝土内、外温度梯度呈非线形分布，受到自身约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝。2、水化热。出现在施工过程中，大体积混凝土（厚度超过2.0米）浇筑之后由于水泥水化放热，致使混凝土内部温度经历升温期、降温期和稳定期，体积亦随之伸缩，致使表面出现裂缝。3、蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当，混凝土骤冷骤热，内外温度不均，易出现裂缝。三、收缩引起的裂缝在实际工程中，混凝土因收缩所引起的干缩裂缝是最常见的。混凝土浇筑成型后水泥硬化需要一定水分。一般在混凝土浇筑完成后立即封闭的状态下，按配合比所加水分数量足够满足水泥硬化需要，但实际上，当混凝土浇筑后会有一段时间暴露在空中，天然空中一般湿度低，远远不能满足混凝土中水分蒸发的补给量，如不能及时补给水，则混凝土就会因干燥而产生裂缝，甚至使混凝土的硬化停滞。混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。四、施工中基础沉降不均匀引起的裂缝由于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。基础不均匀沉降的主要原因有：1、地质勘察资料不准、地基地质差异太大。在没有充分掌握地质情况就设计、施工，这是造成地基不均匀沉降的主要原因。2、结构荷载差异太大。在地质情况比较一致条件下，各部分基础荷载差异太大时，有可能引起不均匀沉降。例如高填土箱形涵洞中部比两边的荷载要大，中部的沉降就要比两边大，箱涵可能开裂。3、对特殊不良地质如：高液性、冻胀、滑坡体、溶洞或活动断层等处理不当引起沉降。二、冬季施工不采取冻胀措施引起的裂缝大气气温低于零度时，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；尤其是混凝土初凝时受冻最严重，成龄后混凝土强度损失可达30%~50%。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。三、选用施工材料不当引起的裂缝混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。1、水泥（1）、水泥安定性不合格，水泥中游离的氧化钙含量超标，混凝土收缩越大。（2）、水泥出厂时强度不足，水泥受潮或过期，可能使混凝土强度不足，从而易导致混凝土开裂。（3）、水泥等级越高、细度越细、早强越高对混凝土开裂影响很大。混凝土设计强度等级越高，混凝土脆性越大、越易开裂。2、砂、石骨料砂石骨料的粒径、级配、杂质含量。骨料粒径越细、针片状含量越大、级配不良，导致水泥和拌和水用量加大，使混凝土收缩加大。骨料中含泥量越高，造成水泥和拌和水用量加大，使混凝土收缩越大，而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多，收缩越大并降低混凝土强度。3、拌和水及外加剂拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈蚀有较大影响，越易引起开裂。2施工中常见出现的裂缝情况1、混凝土保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。2、混凝土振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。3、浇注混凝土，风速过大、烈日暴晒，混凝土收缩大。4、大体积混凝土浇注，对水化热计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位，引起混凝土内部温度过高或内外温差过大，混凝土产生温度裂缝。5、混凝土现场养护不当，混凝土早期脱水，使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。6、泵送混凝土为保证混凝土的流动性，增加水和水泥用量，或因其它原因加大了水灰比，导致混凝土凝结硬化时收缩量增加，混凝土易产生裂缝。7、混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。8、混凝土早期受冻，使构件表面出现裂纹，或局部剥落，或脱模后出现空鼓现象。9、施工时模板刚度不足，由于混凝土侧向压力的作用使得模板变形，产生与模板变形一致的裂缝。10、施工时拆模过早，混凝土强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。11、施工前对支架压实不足或支架刚度不足，浇筑混凝土时支架不均匀下沉，导致混凝土出现裂缝。12、装配式结构，在构件运输、堆放时，支承垫木不在一条垂直线上，或悬臂过长，或运输过程中剧烈颠撞；吊装时吊点位置不当，T梁等侧向刚度较小的构件，侧向无可靠的加固措施等，易产生裂缝。13、施工配料控制差。水、砂石、水泥、减水剂等材料计量不准，结果造成混凝土强度不足和其他性能（和易性、密实度）下降，导致结构开裂。14、现场预应力张拉不当(超张、偏心)，引起混凝土张拉裂缝。综上所述，在桥梁施工中从混凝土配合比设计、原材料的控制，以及施工工艺设计、操作，混凝土成型后养护等，每一环节都可能使混凝土桥梁出现裂缝。因此，只有严格按照国家相关施工规范、技术标准进行操作，才是保证结构质量的前提和基础。