公路橋梁混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及防治對(duì)策

劉 紅

(哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院，哈爾濱 150001)

公路橋梁混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及防治對(duì)策

劉 紅

(哈爾濱職業(yè)技術(shù)學(xué)院，哈爾濱 150001)

當(dāng)前建造公路和橋梁的主要材料為混凝土，在施工和使用過(guò)程中產(chǎn)生裂縫的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，很難完全避免。設(shè)計(jì)和施工人員需要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)施工方法，采取一定的措施，減少裂縫的產(chǎn)生，有效控制裂縫的出現(xiàn)，能夠提高公路和橋梁的使用壽命，為人們的生活帶來(lái)便利，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

公路橋梁；混凝土；裂縫；控制方法

交通事業(yè)的快速發(fā)展，離不開(kāi)公路和橋梁的快速發(fā)展，而公路和橋梁的質(zhì)量對(duì)交通和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。

1 公路橋梁混凝土裂縫成因

1.1 公路橋梁混凝土裂縫的危害

公路或橋梁產(chǎn)生裂縫，影響人們的正常出行及路橋自身的使用壽命，嚴(yán)重的可能會(huì)引發(fā)交通事故，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)造成損失。

公路或是橋梁產(chǎn)生裂縫，容易引發(fā)滲漏問(wèn)題。雨水通過(guò)混凝土表面的裂縫滲入到公路或是橋梁內(nèi)部，會(huì)導(dǎo)致混凝土破碎或鋼筋銹蝕，進(jìn)而引起結(jié)構(gòu)整體承載能力的降低，影響公路和橋梁的正常使用。寒冷地區(qū)，雨水滲透到混凝土內(nèi)部，發(fā)生凍脹反應(yīng)，可使原有裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大，嚴(yán)重情況下，造成橋梁斷裂等現(xiàn)象的發(fā)生。在施工或正常使用過(guò)程中，公路和橋梁產(chǎn)生的裂縫也容易滲入其他化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)一旦深入到混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，也極易發(fā)生連鎖化學(xué)反應(yīng)，使混凝土的材質(zhì)發(fā)生變化，從而影響混凝土的質(zhì)量。

1.2 荷載、地基和溫度變化產(chǎn)生裂縫

公路的荷載是指設(shè)計(jì)最初對(duì)于可能出現(xiàn)的荷載的統(tǒng)稱，包括恒載、活載及其他荷載。荷載引起的裂縫又稱作彎曲或是斷開(kāi)裂縫。施工中，由于施工過(guò)程受力產(chǎn)生彎矩或是受到外力影響，由于強(qiáng)度不足，使混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。地質(zhì)條件不良也會(huì)導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。在道路橋梁設(shè)計(jì)初期，會(huì)對(duì)工程當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)進(jìn)行巖土工程勘察。地質(zhì)勘察報(bào)告的準(zhǔn)確程度及后期的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)都會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的影響。如果勘察報(bào)告與實(shí)際地質(zhì)條件不符，設(shè)計(jì)與實(shí)際就會(huì)產(chǎn)生偏差，混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布不均勻或地基產(chǎn)生不均勻沉降，從而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)。在溫度方面，由于熱脹冷縮的物理作用能夠使混凝土體積發(fā)生變化，當(dāng)混凝土內(nèi)外部出現(xiàn)較大溫度差，其體積變化就使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生溫度應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力的大小達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，混凝土即開(kāi)裂產(chǎn)生裂縫，使混凝土結(jié)構(gòu)的承載能力受到影響。道路與橋梁混凝土澆筑施工一般宜選擇溫差較小的時(shí)期，但也有的施工處于溫度變化較大的時(shí)期，特別是早春時(shí)期，由于早晚溫差大，外加局部地區(qū)氣候干燥，所以施工時(shí)混凝土很容易產(chǎn)生裂縫。施工過(guò)程中，由于混凝土的自身特點(diǎn)當(dāng)進(jìn)行大面積澆筑時(shí)也會(huì)產(chǎn)生較大的水化熱，所以在這一過(guò)程中，施工人員要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格計(jì)算，才能夠有效保證混凝土散熱，降低溫差。但從實(shí)際情況來(lái)看，混凝土在進(jìn)行澆筑時(shí)，通常溫度是不容易控制的，這就導(dǎo)致混凝土表面裂縫的產(chǎn)生。

1.3 施工質(zhì)量及養(yǎng)護(hù)產(chǎn)生的裂縫

施工的質(zhì)量好壞也關(guān)乎混凝土結(jié)構(gòu)是否會(huì)產(chǎn)生裂縫。在施工過(guò)程中，施工方式及材料選用等問(wèn)題都會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)造成影響?；炷恋呐渲眯枰m當(dāng)比例的砂石、水泥和水等，材料不符合質(zhì)量要求或是配置比例不恰當(dāng)，都能夠出現(xiàn)混凝土開(kāi)裂現(xiàn)象。橋梁結(jié)構(gòu)需要用到鋼筋，混凝土開(kāi)裂不能夠保護(hù)鋼筋時(shí)，鋼筋就容易受到腐蝕，降低整體結(jié)構(gòu)的承載能力，造成混凝土發(fā)生新的裂縫。

在修復(fù)裂縫過(guò)程中，由于修復(fù)的材料與原有的混凝土結(jié)構(gòu)不適應(yīng)及修復(fù)方法不當(dāng)，會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更多裂縫?；炷两Y(jié)構(gòu)的合理養(yǎng)護(hù)能夠防止混凝土裂縫的產(chǎn)生，但目前由于養(yǎng)護(hù)工作不規(guī)范、不及時(shí)，使新澆筑混凝土結(jié)構(gòu)物長(zhǎng)期暴露在干燥的環(huán)境中，外部干燥收縮出現(xiàn)表面裂縫。

2 公路橋梁混凝土裂縫的防治對(duì)策

2.1 優(yōu)化設(shè)計(jì) 限制超載

從荷載方面進(jìn)行改進(jìn)?；炷两Y(jié)構(gòu)要合理設(shè)計(jì)，合理的布置鋼筋間距，采用直徑小的鋼筋。鋼筋密集間距的設(shè)計(jì)方式，能夠減小裂縫的發(fā)生可能性。為了防止因鋼筋被腐蝕造成的混凝土開(kāi)裂，在混凝土中可以適當(dāng)加入一些外加劑，起到加強(qiáng)混凝土保護(hù)層的作用。對(duì)于荷載問(wèn)題，最重要的是限制超載車輛，使用荷載與設(shè)計(jì)荷載趨于一致，避免長(zhǎng)期嚴(yán)重超載，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)被破壞，產(chǎn)生裂縫。

2.2 地基處理 嚴(yán)控溫差

從地基方面進(jìn)行改進(jìn)。對(duì)于不良地基，采取夯實(shí)和換填等處理措施。對(duì)于有凍土的地基，要考慮到凍土深度的影響，對(duì)地基土進(jìn)行技術(shù)處理，使基底的沉陷均勻，避免因基底沉陷不均勻造成混凝土結(jié)構(gòu)開(kāi)裂?；炷羶?nèi)部的溫度和混凝土的材料組成有關(guān)。混凝土在形成時(shí)，采用水泥的量和混凝土的厚度與溫差有很大關(guān)系，采取有效措施，降低混凝土內(nèi)部水化熱，控制混凝土內(nèi)外兩部分的溫差，能夠減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。

2.3 提高施工質(zhì)量 加強(qiáng)后期養(yǎng)護(hù)

合理的施工方式能夠減少混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的數(shù)量?；炷恋臐仓刹捎猛埔剖竭B續(xù)澆筑，該方法能夠有效減小混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。澆筑過(guò)程中，減少間隔時(shí)間。層間最長(zhǎng)時(shí)間不能超過(guò)混凝土的初凝時(shí)間。利用新的施工技術(shù)，加強(qiáng)改善混凝土強(qiáng)度，提高混凝土抗壓能力，能夠有效減少混凝土的裂縫產(chǎn)生。規(guī)范施工方式也能夠減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。在施工初期，對(duì)于混凝土的配比、澆筑方式和時(shí)間等都有精確的計(jì)劃和施工步驟。按照計(jì)劃施工，工作人員要嚴(yán)格把控混凝土澆筑時(shí)的內(nèi)外溫差，注意溫度的監(jiān)控，把混凝土的溫差控制在較小的范圍內(nèi)。對(duì)于特殊原因臨時(shí)中斷施工的問(wèn)題，要及時(shí)認(rèn)真地解決。后期對(duì)于混凝土的合理養(yǎng)護(hù)，能很大程度上控制混凝土裂縫的產(chǎn)生，在一定程度上彌補(bǔ)已有的裂縫。過(guò)于干燥的環(huán)境容易使混凝土結(jié)構(gòu)由于表面干縮產(chǎn)生裂縫，可以用灑水車灑水方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，使混凝土處于濕潤(rùn)的狀態(tài)。

2.4 預(yù)防沉降腐蝕問(wèn)題

在道路橋梁施工過(guò)程中，為了避免混凝土沉降問(wèn)題的出現(xiàn)，必須在地基質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程中秉持科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，確保地基的可靠和穩(wěn)固。在施工過(guò)程中，要做到實(shí)時(shí)監(jiān)控結(jié)構(gòu)物的沉降，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)物沉降的有效控制。地基的處理合理與否在一定程度上直接導(dǎo)致混凝土的不均勻沉降進(jìn)而開(kāi)裂，只有在保證道路橋梁結(jié)構(gòu)地基穩(wěn)固的前提下，才能夠消除沉降所帶來(lái)的隱患。針對(duì)鋼筋的腐蝕問(wèn)題，大部分的原因還是出于鋼筋的質(zhì)量問(wèn)題，這就要求采購(gòu)鋼筋過(guò)程中，盡量選擇高質(zhì)量的正規(guī)鋼筋廠商，并且在使用過(guò)程中，保證鋼筋的防銹處理，從而保證在后續(xù)的施工過(guò)程中避免出現(xiàn)由于鋼筋腐蝕所帶來(lái)的一系列問(wèn)題。

2.5 注重混凝土的維護(hù)和裂縫的修補(bǔ)

在施工過(guò)程中或后期使用中，對(duì)于已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫應(yīng)該及時(shí)做出修補(bǔ)，一般可采取灌漿修補(bǔ)法、嵌縫修補(bǔ)法和表面修補(bǔ)法這三種方法。

3 結(jié)語(yǔ)

公路和橋梁的修建能夠?yàn)橘Q(mào)易運(yùn)輸帶來(lái)方便，為人們的外出帶來(lái)便利。適合于公路和橋梁建設(shè)的材料有很多，其中混凝土因其價(jià)格低、抗壓效果好等優(yōu)勢(shì)成為橋梁和公路建設(shè)的首選材料。但由于施工或是環(huán)境等一些問(wèn)題，建成的公路或是橋梁也會(huì)存在一些瑕疵，設(shè)計(jì)和施工人員需要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)施工方法，以減少結(jié)構(gòu)中存在的普遍性問(wèn)題。

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Causes of concrete cracks in highway bridges and its preventive measures

LIU Hong

(Harbin Vocational and Technical College, Harbin 150001, China)

The main materials for the construction of roads and bridges are concrete, and cracks occur frequently during construction. Design and construction personnel need to constantly sum up experience and lessons, innovative design and construction methods, take certain measures to reduce the occurrence of cracks, the effective control of the emergence of cracks, so as to improve the life of roads and bridges and make contributions to economic development.

Highway and bridge; Concrete; Crack; Control method

2017-05-26

U445.71

A

1674-8646(2017)14-0138-02