橋梁施工中混凝土裂紋產(chǎn)生原因淺析[全面]

1、橋梁施工中混凝土裂紋產(chǎn)生原因淺析關(guān)鍵詞:橋梁、混凝土、裂縫、成因、特點(diǎn)、常見情況在橋梁施工過程中,因混凝土出現(xiàn)裂紋而影響工程質(zhì)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(shù)人員.為了 進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)混凝土裂縫的認(rèn)識(shí),盡量避免工程施工中出現(xiàn)危害較大的裂縫,根據(jù)施工中最常見混凝土橋梁裂縫的種類和產(chǎn)生的原因作較全面的分析、總結(jié),以方便施工中找出控制裂縫的可行辦法,達(dá)到防范于未然的作用.l混凝土橋梁裂縫種類、成因、特點(diǎn)實(shí)際上,混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的成因復(fù)雜而繁多,甚至多種因素相互影響,但每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種主要原因.混凝土橋梁裂縫的種類,就其產(chǎn)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(dòng)荷載及次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫稱荷載裂縫,歸納起來主要有直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫兩種.直接應(yīng)力裂縫是指外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫.裂縫產(chǎn)生的原因有:1、施工階段,不加限制地堆放施工機(jī)具、材料;不了 解預(yù)制結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn),隨意翻身、起吊、運(yùn)輸、安裝;不按設(shè)計(jì)圖紙施工,擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序,改變結(jié)構(gòu)受力模式;混凝土養(yǎng)護(hù)齡期不足即拆除模板、支架,模板、支架剛度不足等.次應(yīng)力裂縫是指由外荷載引起的次生應(yīng)力產(chǎn)生裂縫.裂縫產(chǎn)生的原因有:1、橋梁結(jié)構(gòu)中經(jīng)常有槽、洞、倒角等結(jié)構(gòu)實(shí)變處,荷載傳遞到此位置將產(chǎn)生繞射現(xiàn)象,形成局部應(yīng)力集中.若處理不當(dāng),在這些結(jié)構(gòu)

3、的轉(zhuǎn)角處或構(gòu)件形狀突變處容易出現(xiàn)裂縫.二、溫度變化引起的裂縫混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì),當(dāng)外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)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(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)即產(chǎn)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(kuò)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(nèi)、外溫度梯度呈非線形分布,受到自身約束作用,導(dǎo)致局部拉應(yīng)力較大,出現(xiàn)裂縫.2、水化熱.出現(xiàn)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(nèi)部溫度經(jīng)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(xiàn)裂縫.3、蒸汽養(yǎng)護(hù)或冬季施工時(shí)施工

4、措施不當(dāng),混凝土驟冷驟熱,內(nèi)外溫度不均,易出現(xiàn)裂縫.三、收縮引起的裂縫 在實(shí)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?jǐn)?shù)量足夠滿足水泥硬化需要,但實(shí)際上,當(dāng)混凝土澆筑后會(huì)有一段時(shí)間暴露在空中,天然空中一般濕度低,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足混凝土中水分蒸發(fā)的補(bǔ)給量,如不能及時(shí)補(bǔ)給水,則混凝土就會(huì)因干燥而產(chǎn)生裂縫,甚至使混凝土的硬化停滯.混凝土收縮裂縫的特點(diǎn)是大部分屬表面裂縫,裂縫寬度較細(xì),且縱橫交錯(cuò),成龜裂狀,形狀沒有任何規(guī)律.四、施工中基礎(chǔ)沉降不均勻引起的裂縫由于基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或水平方向位移,使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)

5、生附加應(yīng)力,超出混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂.基礎(chǔ)不均勻沉降的主要原因有:1、地質(zhì)勘察資料不準(zhǔn)、地基地質(zhì)差異太大.在沒有充分掌握地質(zhì)情況就設(shè)計(jì)、施工,這是造成地基不均勻沉降的主要原因.2、結(jié)構(gòu)荷載差異太大.在地質(zhì)情況比較一致條件下,各部分基礎(chǔ)荷載差異太大時(shí),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(duì)特殊不良地質(zhì)如:高液性、凍脹、滑坡體、溶洞或活動(dòng)斷層等處理不當(dāng)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(shí),吸水飽和的混凝土出現(xiàn)冰凍,游離的水轉(zhuǎn)變成冰,體積膨脹9%,因而混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力;尤其是混凝土初凝時(shí)受

6、凍最嚴(yán)重,成齡后混凝土強(qiáng)度損失可達(dá)30%50%.冬季施工時(shí)對(duì)預(yù)應(yīng)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(dāng)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(zhì)量不合格,可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)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(biāo),混凝土收縮越大.(2)、水泥出廠時(shí)強(qiáng)度不足,水泥受潮或過期,可能使混凝土強(qiáng)度不足,從而易導(dǎo)致混凝土開裂.(3)、水泥等級(jí)越高、細(xì)度越細(xì)、早強(qiáng)越高對(duì)混凝土開裂影響很大.混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)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(jí)配、雜質(zhì)含量.骨料粒徑越細(xì)、針片狀

7、含量越大、級(jí)配不良,導(dǎo)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(qiáng)度和抗凍性、抗?jié)B性.砂石中有機(jī)質(zhì)和輕物質(zhì)過多,收縮越大并降低混凝土強(qiáng)度.3、拌和水及外加劑拌和水或外加劑中氯化物等雜質(zhì)含量較高時(shí)對(duì)鋼筋銹蝕有較大影響,越易引起開裂.2施工中常見出現(xiàn)的裂縫情況1、混凝土保護(hù)層過厚,或亂踩已綁扎的上層鋼筋,使承受負(fù)彎矩的受力筋保護(hù)層加厚,導(dǎo)致構(gòu)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(shí)、不均勻,出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞,導(dǎo)致鋼筋銹蝕或其它荷載裂縫的起源點(diǎn).3、澆注混凝土,風(fēng)速過大、烈日暴曬,混凝土收縮

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