巖土工程師輔導：土橋梁裂縫的成因及處理辦法

　　混凝土因其取材廣泛、價格低廉，抗壓強度高、可澆注成各種形狀，并且耐火性好、不易風化、養(yǎng)護費用低，成為當今世界建筑結構中使用最廣泛的建筑材料。但混凝土最主要的缺點是：抗位能力差，容易開裂。混凝土裂縫不可避免，但它的有害程度可以控制，有些裂縫在使用荷載或外界物理、化學因素的作用下，不斷產(chǎn)生和擴展，引起混凝土碳化、保護層剝落、鋼筋腐蝕，使混凝土的強度和剛度受到削弱，耐久性降低，危害結構的正常使用，必須加以控制。

　　裂縫種類、成因

　　混凝土結構裂縫的成因復雜、繁多，有時多種因素互相影響，但每一條裂縫均有其產(chǎn)生的一種或幾種主要因素?；炷翗蛄毫芽p的種類，就其產(chǎn)生的原因，大致可劃分如下幾種：

　　一是荷載引起的裂縫?；炷翗蛄涸陟o、動荷載及次應力下產(chǎn)生的裂縫稱荷載裂縫，主要有直接裂縫、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(chǎn)生的裂縫;次應力裂縫是指由外荷載引起的次生應力產(chǎn)生裂縫。

　　二是溫度變化引起的裂縫。混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì)，當外部環(huán)境或內(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，則在結構內(nèi)將產(chǎn)生應力，當應力超過混凝土抗拉強度時即產(chǎn)生溫度裂縫。在某些大跨徑橋梁中，溫度應力可以達到甚至超出活載應力。溫度裂縫區(qū)別其他裂縫最主要牲是將隨溫度變化而擴張或合攏。引起溫度變化主要因素有：年溫差、日照、驟然降溫、水化熱、蒸汽養(yǎng)護或冬季施工措施不當?shù)取?/p>

　　三是收縮引起的裂縫。在實際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮(干縮)是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因，另外還有自生收縮和炭化收縮。研究表明，影響混凝土收縮裂縫的主要因素有：水泥品種、標號及用量、骨料品種、水灰比、外摻劑、養(yǎng)護方法、外界環(huán)境、振搗方式及時間。

　　四是地基變形引起的裂縫。由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結構中產(chǎn)生附加應力，超出混凝土結構的抗拉能力，導致結構開裂?；A不均勻沉降的主要原因有：地質(zhì)勘察精度不夠、試驗資料不準;地基地質(zhì)差異太大;結構荷載差異太大;結構基礎類型差別太大;地在凍脹;橋梁基礎基于滑坡體、溶洞或活動斷層等不良地質(zhì)時，可能造成不均勻沉降。

　　五是鋼筋銹蝕引起的裂縫。要防止鋼筋銹蝕，設計時應根據(jù)規(guī)范要求控制裂縫寬度、采用足夠的保護層厚度(當然保護層亦不能太厚，否則構件有效高度減小，受力時將加大裂縫寬度);施工時應控制混凝土的水灰比，加強振搗，保證混凝土的密實性，防止氧氣侵入，同時嚴格控制含氯鹽的外加劑用量，沿海地區(qū)或其它存在腐蝕性強的空氣、地下水地區(qū)尤其應慎重。

　　六是凍脹引起的裂縫。大氣氣溫低于零度時，吸水飽和的混凝土出現(xiàn)冰凍，游離的水轉變成冰，體積膨脹9%，因而混凝土產(chǎn)生膨脹應力;同時混凝土凝膠孔中的過冷水(結冰溫度在-78度以下)在微觀結構中遷移和重分布引起滲透壓，使混凝土中膨脹力加大，混凝土強度降低，并導致裂縫出現(xiàn)。尤其是混凝土初凝時受凍最嚴重，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。

　　七是施工材料質(zhì)量引起的裂縫。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，可能導致結構出現(xiàn)裂縫。如：水泥、砂、石骨料、以及拌和水及外加劑等。

　　八是施工工藝質(zhì)量引起的裂縫。在混凝土結構澆筑、構件制作、起模、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中，若施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣，容易產(chǎn)生縱向的、橫向等各種裂縫，特別是細長薄壁結構更容易出現(xiàn)。

　　對混凝土裂縫的處理建議

　　一是表面處理法：包括表面涂抹和表面貼補法，表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫，深度未達到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫，不漏水的裂縫，不伸縮的裂縫以及不在活動的裂縫。表面貼寂(木工膜或其它防水片)法適用于大面積漏水(蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫)的防滲堵漏。

　　二是填充法：用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫(0.3mm)，作業(yè)簡單，費用低。寬度小于0.3mm，深度較淺的裂縫、以及小規(guī)模 裂縫的簡易處理可采用取開V型槽，然后作填充處理。

　　三是灌漿法：此法應用范圍廣，從細微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。

　　四是結構補強法：因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長時間不處理導致的混凝土耐久性降低、火災造成裂縫等影響結構強度可采取結構補強法、錨固補強法、預應力法等。

　　五是混凝土裂縫處理效果的檢查：包括修補材料試驗;鉆芯取樣試驗;壓水試驗;壓氣試驗等。

　　由上述可知，設計疏漏、施工低劣、監(jiān)理不力，均可能使混凝土橋梁出現(xiàn)裂縫。因此，嚴格按照國家有關規(guī)范、技術標準進行設計、施工和監(jiān)理，是保證結構安全耐用的前提和基礎。在運營管理過程中，進一步加強巡查和管理，及時發(fā)現(xiàn)和處理問題，也是相當重要的環(huán)節(jié)。

更多內(nèi)容訪問>> 注冊土木工程師(巖土)考試頻道   注冊土木工程師(巖土)考試論壇  巖土工程師課程試聽

·2010年注冊土木工程師（巖土）考試輔導招生簡章
·巖土工程師輔導現(xiàn)在報名任意專業(yè)知識贈送專業(yè)知識習題班
·老師輔導每天24小時不限時間隨時反復學習……