梁 勇

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司)

1 混凝土在路橋施工過程中易出現(xiàn)的問題

1.1 抗拉力較弱

在普通混凝土中，砂、石主要起骨架并抑制水泥收縮的作用，水泥漿體包裹著骨料并填充粗細(xì)骨料的間隙，硬化后與砂石骨料形成一個(gè)堅(jiān)硬的整體。而由于水泥、砂石骨料均為易脆性材料，本身的抗拉力較弱，混凝土在受彎或受拉的狀態(tài)下，很小的拉應(yīng)力就會(huì)導(dǎo)致開裂。

1.2 收縮易變形

普通混凝土由于熱脹冷縮性質(zhì)的影響，在外界或者結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度變化時(shí)，混凝土?xí)湛s變形。當(dāng)變形受到約束，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)所產(chǎn)生的應(yīng)力大于混凝土本身的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)溫度裂縫。混凝土凝結(jié)硬化后，混凝土的濕度逐漸降低，由于表層的水分損失較快，內(nèi)部損失較慢，混凝土就會(huì)發(fā)生不均勻的收縮，此時(shí)，表層混凝土因收縮受限會(huì)承受一定的拉力，當(dāng)拉力大于其抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)收縮裂縫。

1.3 彈性較差

混凝土材料本身的抗壓強(qiáng)度較高，在摻入高效減水劑與摻合料，強(qiáng)度更高。但混凝土的彈性較差，混凝土路橋面在荷載量大并且不均勻受力的情況下，荷載力無法均勻驅(qū)散，最終導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。

1.4 耐久性不強(qiáng)

混凝土耐久性較差主要表現(xiàn)在抗凍性以及抗侵蝕較弱兩個(gè)方面。當(dāng)外界氣溫低于零度時(shí)，混凝土內(nèi)部的膨脹力變大，強(qiáng)度降低，易產(chǎn)生裂縫;混凝土保護(hù)層的厚度不足，加之受環(huán)境惡化的影響，混凝土保護(hù)層因二氧化碳侵蝕，鋼筋表明發(fā)生炭化，造成鋼筋周圍的混凝土堿度的降低，從而導(dǎo)致混凝土耐久性的減弱。

2 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

2.1 荷載引起的裂縫

混凝土路橋設(shè)計(jì)不合理，荷載存在少算或漏算的問題，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)實(shí)際受力與受力假設(shè)情況不符;配筋不合理，鋼筋設(shè)置位置不合理或設(shè)置偏少，造成路橋結(jié)構(gòu)的剛度不夠，安全系數(shù)不高。在施工過程中，設(shè)計(jì)缺陷的存在，會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)無法承受應(yīng)力而發(fā)生開裂。同時(shí)，為滿足構(gòu)造和施工的需要，路橋結(jié)構(gòu)經(jīng)常要進(jìn)行鑿槽、開洞等施工操作，挖孔后，力流所產(chǎn)生的繞射現(xiàn)象會(huì)在在受力構(gòu)件孔洞周圍密集，產(chǎn)生強(qiáng)大的應(yīng)力集中。此時(shí)處理不當(dāng)，在橋梁構(gòu)件形狀突變、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)角或受力鋼筋的截?cái)嗵帢O易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。

2.2 施工工藝不合理引起的裂縫

鋼筋綁扎不準(zhǔn)確，承受負(fù)矩的鋼筋的保護(hù)層厚度增加，導(dǎo)致構(gòu)件有效高度降低，與受力鋼筋的垂直方向上易產(chǎn)生裂縫;混凝土振搗不均勻、密實(shí)度不夠，導(dǎo)致應(yīng)力集中，混凝土易出現(xiàn)劈裂現(xiàn)象;混凝土澆筑過程中，澆筑的速度過快對(duì)混凝土的流動(dòng)性產(chǎn)生影響，混凝土受硬化前后沉實(shí)度變化的影響，澆筑后易出現(xiàn)塑性收縮裂縫;混凝土攪拌或運(yùn)輸時(shí)間過長(zhǎng)，造成混凝土的坍落度過低，在混凝土表面上會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則的裂縫;此外，分層或分段澆筑時(shí)，如處理不好，新舊混凝土接頭和施工縫間易出現(xiàn)裂縫。

2.3 收縮引起的裂縫

混凝土施工過程中，由收縮引起的裂縫最為常見，而塑性與縮水收縮是引起混凝土體積變形的主要原因。

(1)塑性收縮?；炷猎谕瓿蓾仓? －5 小時(shí)左右，水泥的水化反應(yīng)激烈，此時(shí)泌水與水分的快速蒸發(fā)，混凝土因失水而發(fā)生收縮，由于此時(shí)的混凝土尚未完全硬化，混凝土此時(shí)發(fā)生的收縮即為塑性收縮。該類收縮所產(chǎn)生量級(jí)很大，骨料下沉?xí)r，如果受到鋼筋阻擋，會(huì)沿鋼筋方向形成裂縫;而在構(gòu)件豎向變截面處由于硬化前的沉實(shí)不均勻，混凝土表面沿順腹板方向會(huì)形成裂縫。

(2)縮水收縮?；炷劣不螅捎诒韺铀终舭l(fā)，濕度降低，使得體積減小，產(chǎn)生縮水收縮。由于混凝土表層的水分損失較快，內(nèi)部較慢，混凝土的表面與內(nèi)部存在不均勻收縮，表層混凝土由于內(nèi)部混凝土的約束，而承受一定的拉力，當(dāng)拉力強(qiáng)度大于其抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)收縮裂縫?；炷猎谟不蟀l(fā)生的收縮多為縮水收縮。特別是一些配筋率較大的構(gòu)件，縮水收縮更為明顯。

2.4 溫度變化引起的裂縫

混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì)，在外界或者結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化時(shí)，會(huì)發(fā)生收縮變形，當(dāng)變形受到約束，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)所產(chǎn)生的應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)溫度裂縫。混凝土溫度裂縫區(qū)別于其它類型裂縫的最主要特征是裂縫會(huì)隨溫度變化而發(fā)生合攏或擴(kuò)張。導(dǎo)致溫度裂縫的因素主要包括日照、驟然降溫、水化熱等。

2.5 地基變形引起的裂縫

地基基礎(chǔ)的豎向不均勻沉降或水平位移，造成結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的附加應(yīng)力超過了結(jié)構(gòu)自身的抗拉能力，引發(fā)結(jié)構(gòu)開裂。地基的地質(zhì)差異、基礎(chǔ)類型差異以及結(jié)構(gòu)荷載差異過大以及橋梁基礎(chǔ)處于不良地質(zhì)時(shí)，均可能造成地基變形，產(chǎn)生裂縫。

3 混凝土質(zhì)量及裂縫控制措施

3.1 優(yōu)化混凝土材料

選擇合適的水泥，優(yōu)先使用高標(biāo)號(hào)水泥，對(duì)水泥用量、骨料級(jí)配進(jìn)行嚴(yán)格控制;同時(shí)合理選擇外加劑及配合比并適當(dāng)增加預(yù)埋件。

3.2 注重溫度控制

為防止裂縫的產(chǎn)生，進(jìn)行混凝土拌和時(shí)，嚴(yán)格控制混凝土入模溫度，可通過水冷卻砂石骨料冷卻的方法，降低澆筑溫度;在夏天高溫環(huán)境下進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)可減少澆筑的厚度，或在混凝土層中埋設(shè)水管，進(jìn)行內(nèi)部降溫。

3.3 加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)

混凝土裂縫多為深度不同的表面裂縫，這主要是由溫度梯度引起的。應(yīng)加強(qiáng)早期養(yǎng)護(hù)，降低混凝土的內(nèi)外溫差，盡量保證施工過程中的最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度;此外，在進(jìn)行分層澆筑時(shí)避免老混凝土面過冷，以降低新老土間的約束。

此外，應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)勘查以準(zhǔn)確掌握地質(zhì)資料，保障橋位選址的合理性，以盡量避免因地基變形造成混凝土裂縫。

［1］韋青鋒. 中橋基坑施工中鋼板樁圍堰的應(yīng)用探索［J］. 科技風(fēng)，2008，(7).

［2］邱灶松. 淺談道路橋梁施工中應(yīng)注意的問題［J］. 科技風(fēng)，2010，(8).