橋梁施工中混凝土裂紋產生原因淺析[全面]

1、橋梁施工中混凝土裂紋產生原因淺析關鍵詞:橋梁、混凝土、裂縫、成因、特點、常見情況在橋梁施工過程中,因混凝土出現裂紋而影響工程質量甚至返工的事屢見不鮮.混凝土開裂可以說是“常發(fā)病”和“多發(fā)病”,困擾著橋梁工程技術人員.為了 進一步加強對混凝土裂縫的認識,盡量避免工程施工中出現危害較大的裂縫,根據施工中最常見混凝土橋梁裂縫的種類和產生的原因作較全面的分析、總結,以方便施工中找出控制裂縫的可行辦法,達到防范于未然的作用.l混凝土橋梁裂縫種類、成因、特點實際上,混凝土結構裂縫的成因復雜而繁多,甚至多種因素相互影響,但每一條裂縫均有其產生的一種或幾種主要原因.混凝土橋梁裂縫的種類,就其產生的原因,大致可

2、劃分如下幾種:一、荷載引起的裂縫混凝土橋梁在常規(guī)靜、動荷載及次應力下產生的裂縫稱荷載裂縫,歸納起來主要有直接應力裂縫、次應力裂縫兩種.直接應力裂縫是指外荷載引起的直接應力產生的裂縫.裂縫產生的原因有:1、施工階段,不加限制地堆放施工機具、材料;不了 解預制結構結構受力特點,隨意翻身、起吊、運輸、安裝;不按設計圖紙施工,擅自更改結構施工順序,改變結構受力模式;混凝土養(yǎng)護齡期不足即拆除模板、支架,模板、支架剛度不足等.次應力裂縫是指由外荷載引起的次生應力產生裂縫.裂縫產生的原因有:1、橋梁結構中經常有槽、洞、倒角等結構實變處,荷載傳遞到此位置將產生繞射現象,形成局部應力集中.若處理不當,在這些結構

3、的轉角處或構件形狀突變處容易出現裂縫.二、溫度變化引起的裂縫混凝土具有熱脹冷縮性質,當外部環(huán)境或結構內部溫度發(fā)生變化,混凝土將發(fā)生變形,若變形遭到約束,則在結構內將產生應力,當應力超過混凝土抗拉強度時即產生溫度裂縫.溫度裂縫區(qū)別其它裂縫最主要特征是將隨溫度變化而擴張或合攏.引起溫度變化主要因素有:1、日照與驟然降溫.由于混凝土內、外溫度梯度呈非線形分布,受到自身約束作用,導致局部拉應力較大,出現裂縫.2、水化熱.出現在施工過程中,大體積混凝土(厚度超過2.0米)澆筑之后由于水泥水化放熱,致使混凝土內部溫度經歷升溫期、降溫期和穩(wěn)定期,體積亦隨之伸縮,致使表面出現裂縫.3、蒸汽養(yǎng)護或冬季施工時施工

4、措施不當,混凝土驟冷驟熱,內外溫度不均,易出現裂縫.三、收縮引起的裂縫 在實際工程中,混凝土因收縮所引起的干縮裂縫是最常見的.混凝土澆筑成型后水泥硬化需要一定水分.一般在混凝土澆筑完成后立即封閉的狀態(tài)下,按配合比所加水分數量足夠滿足水泥硬化需要,但實際上,當混凝土澆筑后會有一段時間暴露在空中,天然空中一般濕度低,遠遠不能滿足混凝土中水分蒸發(fā)的補給量,如不能及時補給水,則混凝土就會因干燥而產生裂縫,甚至使混凝土的硬化停滯.混凝土收縮裂縫的特點是大部分屬表面裂縫,裂縫寬度較細,且縱橫交錯,成龜裂狀,形狀沒有任何規(guī)律.四、施工中基礎沉降不均勻引起的裂縫由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移,使結構中產

5、生附加應力,超出混凝土結構的抗拉能力,導致結構開裂.基礎不均勻沉降的主要原因有:1、地質勘察資料不準、地基地質差異太大.在沒有充分掌握地質情況就設計、施工,這是造成地基不均勻沉降的主要原因.2、結構荷載差異太大.在地質情況比較一致條件下,各部分基礎荷載差異太大時,有可能引起不均勻沉降.例如高填土箱形涵洞中部比兩邊的荷載要大,中部的沉降就要比兩邊大,箱涵可能開裂.3、對特殊不良地質如:高液性、凍脹、滑坡體、溶洞或活動斷層等處理不當引起沉降.二、冬季施工不采取凍脹措施引起的裂縫大氣氣溫低于零度時,吸水飽和的混凝土出現冰凍,游離的水轉變成冰,體積膨脹9%,因而混凝土產生膨脹應力;尤其是混凝土初凝時受

6、凍最嚴重,成齡后混凝土強度損失可達30%50%.冬季施工時對預應力孔道灌漿后若不采取保溫措施也可能發(fā)生沿管道方向的凍脹裂縫.三、選用施工材料不當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量不合格,可能導致結構出現裂縫.1、水泥(1)、水泥安定性不合格,水泥中游離的氧化鈣含量超標,混凝土收縮越大.(2)、水泥出廠時強度不足,水泥受潮或過期,可能使混凝土強度不足,從而易導致混凝土開裂.(3)、水泥等級越高、細度越細、早強越高對混凝土開裂影響很大.混凝土設計強度等級越高,混凝土脆性越大、越易開裂.2、砂、石骨料砂石骨料的粒徑、級配、雜質含量.骨料粒徑越細、針片狀

7、含量越大、級配不良,導致水泥和拌和水用量加大,使混凝土收縮加大.骨料中含泥量越高,造成水泥和拌和水用量加大,使混凝土收縮越大,而且還降低混凝土強度和抗凍性、抗?jié)B性.砂石中有機質和輕物質過多,收縮越大并降低混凝土強度.3、拌和水及外加劑拌和水或外加劑中氯化物等雜質含量較高時對鋼筋銹蝕有較大影響,越易引起開裂.2施工中常見出現的裂縫情況1、混凝土保護層過厚,或亂踩已綁扎的上層鋼筋,使承受負彎矩的受力筋保護層加厚,導致構件的有效高度減小,形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫.2、混凝土振搗不密實、不均勻,出現蜂窩、麻面、空洞,導致鋼筋銹蝕或其它荷載裂縫的起源點.3、澆注混凝土,風速過大、烈日暴曬,混凝土收縮

8、大.4、大體積混凝土澆注,對水化熱計算不準、現場混凝土降溫及保溫工作不到位,引起混凝土內部溫度過高或內外溫差過大,混凝土產生溫度裂縫.5、混凝土現場養(yǎng)護不當,混凝土早期脫水,使得混凝土與大氣接觸的表面上出現不規(guī)則的收縮裂縫.6、泵送混凝土為保證混凝土的流動性,增加水和水泥用量,或因其它原因加大了 水灰比,導致混凝土凝結硬化時收縮量增加,混凝土易產生裂縫.7、混凝土分層或分段澆筑時,接頭部位處理不好,易在新舊混凝土和施工縫之間出現裂縫.8、混凝土早期受凍,使構件表面出現裂紋,或局部剝落,或脫模后出現空鼓現象.9、施工時模板剛度不足,由于混凝土側向壓力的作用使得模板變形,產生與模板變形一致的裂縫.10、施工時拆模過早,混凝土強度不足,使得構件在自重或施工荷載作用下產生裂縫.11、施工前對支架壓實不足或支架剛度不足,澆筑混凝土時支架不均勻下沉,導致混凝土出現裂縫.12、裝配式結構,在構件運輸、堆放時,支承墊木不在一條垂直線上,或懸臂過長,或運輸過程中劇烈顛撞;吊裝時吊點位置不當,T梁等側向剛度較小的構件,側向無可靠的加固措施等,易產生裂縫.13、施工配料控制差.水、砂石、水泥、減水劑等材料計量不準,結果造成混凝土強度不足和其他性能(和易性、密實度)下降,導致結構開裂. 1