1.混凝土自身收縮引起混凝土裂縫
混凝土由于結(jié)構(gòu)特性,在其內(nèi)部含有較多的空隙、粗孔以及細(xì)孔。在這些空隙中會(huì)含有一定量的水分,水分在其內(nèi)部的活動(dòng)將會(huì)影響原來(lái)的特性,就會(huì)出現(xiàn)混凝土收縮變化?蓪⒒炷磷陨淼氖湛s進(jìn)行細(xì)致的劃分成以下幾類:
1.1塑性收縮裂縫混凝土自身的收縮
主要表現(xiàn)在塑性收縮,它是整個(gè)橋梁工程產(chǎn)生裂縫的主要原因。當(dāng)混凝土澆筑一段時(shí)間以后,水泥會(huì)發(fā)生劇烈的水化反應(yīng),分子鏈的重新構(gòu)成過(guò)程中,會(huì)伴隨著熱量的釋放,這就會(huì)導(dǎo)致空隙中的水分迅速蒸發(fā),混凝土就會(huì)因失水而收縮,同時(shí)又會(huì)因?yàn)樽灾叵鲁,這兩方面的原因就會(huì)產(chǎn)生混凝土自身塑性收縮。
1.1.1縮水收縮裂縫當(dāng)混凝土結(jié)硬之后,由于混凝土表面上水分蒸發(fā),濕度會(huì)逐漸降低,混凝土的體積就會(huì)變小,這種現(xiàn)象就稱為縮水收縮。在此過(guò)程中,混凝土因?yàn)橥獠勘砻娣e大水分會(huì)蒸發(fā)的較快,內(nèi)部相對(duì)說(shuō)比較慢,這樣就會(huì)導(dǎo)致表面收縮量很大,而內(nèi)部的收縮量不平均,表面的收縮就會(huì)受到內(nèi)部的束縛,造成表面混凝土要附加應(yīng)力,一旦表面混凝土所承受的拉力超出其允許抗拉范圍后,在混凝土表面便會(huì)形成裂縫。
1.1.2自生收縮裂縫自生收縮經(jīng)常發(fā)生在混凝土硬化過(guò)程中,水泥與水之間發(fā)生水化反應(yīng),這種收縮不會(huì)受到外界因素的影響。其主要特點(diǎn)是大部分裂縫都屬于表面裂縫、寬度比較小、裂縫交錯(cuò)復(fù)雜、裂縫形狀無(wú)規(guī)律可循。
1.2荷載引起混凝土裂縫
1.2.1直接應(yīng)力裂縫直接應(yīng)力裂縫指的是因外部載荷引起的直接應(yīng)力引起的裂縫。其產(chǎn)生的原因有:第一,在設(shè)計(jì)階段,計(jì)算模型不科學(xué);結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實(shí)際受力存在較大的區(qū)別;載荷分布少算或者漏算;結(jié)構(gòu)安全系數(shù)取值不當(dāng);鋼筋設(shè)置不足或是不知不合理等。第二,在施工過(guò)程中,不正確有序的安設(shè)各類施工工具的位置,不遵照設(shè)計(jì)的圖紙嚴(yán)格施工,自行更改施工的工序。第三,在使用階段,對(duì)路面行車沒(méi)有合理的管理,導(dǎo)致橋體被重型車輛軋過(guò)、受車輛的撞擊等。
1.2.2次應(yīng)力裂縫次應(yīng)力裂縫指的是因外部載荷引起的次應(yīng)力引起的裂縫。其產(chǎn)生的原因有:在建設(shè)施工中,次應(yīng)力裂縫是造成載荷裂縫最主要的原因。次應(yīng)力裂縫的受力性質(zhì)屬于張拉、劈裂以及剪切,其主要產(chǎn)生在受拉區(qū)、剪切區(qū)以及振動(dòng)區(qū)。在實(shí)際施工中,有經(jīng)驗(yàn)的工人可以通過(guò)對(duì)受壓區(qū)出現(xiàn)起皮或有順著受壓力方向有短裂縫,來(lái)準(zhǔn)確判斷出承載力是否超出允許值。依據(jù)結(jié)構(gòu)受力情況的差別,引發(fā)裂縫的特征有中心受拉、中心受壓、受彎、受剪應(yīng)力以及局部受壓等。
1.3地基下沉引起混凝土橋梁裂縫
由于地基受力不均勻或水平方向的變形,致使結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)附加應(yīng)力,當(dāng)其超過(guò)混凝土允許的抗拉能力時(shí),就會(huì)造成結(jié)構(gòu)裂縫。影響基礎(chǔ)沉降不均衡的因素有:第一,在設(shè)計(jì)前期,對(duì)實(shí)際場(chǎng)地的地質(zhì)勘探精度不達(dá)標(biāo)、試驗(yàn)的資料誤差較大。在沒(méi)有對(duì)基礎(chǔ)資料充分掌握的條件下,就冒然設(shè)計(jì)圖紙和施工,這必然會(huì)導(dǎo)致地基的不均衡下沉。第二,地基的地質(zhì)差別過(guò)大。在不同的橋梁施工區(qū)域,地基就會(huì)受到不同的壓縮力,這也會(huì)導(dǎo)致地基的下沉不均勻。第三,結(jié)構(gòu)載荷之間存在很大差異。在地質(zhì)情況不是很好的環(huán)境下,各個(gè)部分基礎(chǔ)載荷之間的會(huì)差異很大,就會(huì)有可能導(dǎo)致地基的不均勻下沉。第四,橋梁的基礎(chǔ)受地形條件制約,使得基礎(chǔ)處于滑坡、溶洞以及其他斷層等不佳地質(zhì)條件下,很可能引起地基下沉不均勻。
1.4施工材料質(zhì)量引起混凝土橋梁裂縫
橋梁施工材料主要包括水泥、砂石骨料、拌合水以及外加劑,它們質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系著裂縫的產(chǎn)生。例如,水泥安定性不達(dá)標(biāo),在水泥中的氧化鈣含量不符合規(guī)定,那么氧化鈣的凝結(jié)過(guò)程就會(huì)變慢,當(dāng)混凝土凝結(jié)好以后還會(huì)在繼續(xù)發(fā)生水化反應(yīng),就會(huì)破壞已經(jīng)硬化的混凝土,導(dǎo)致混凝土抗拉強(qiáng)度降低,產(chǎn)生裂縫。沙石粒徑過(guò)小、孔隙率太大就會(huì)致使水泥與水?dāng)嚭蠒r(shí)用水量加大,將會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度。嚴(yán)格審核施工材料是否符合標(biāo)準(zhǔn),能有效的減少混凝土裂縫的出現(xiàn)。
1.5不規(guī)范操作起混凝土橋梁裂縫
在橋梁施工過(guò)程中缺少規(guī)范性的操作也會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫,在橋梁施工中要給予更多的關(guān)注。常出現(xiàn)的不規(guī)范錯(cuò)誤有:踩踏結(jié)構(gòu)上層負(fù)彎矩鋼筋造成負(fù)彎矩鋼筋保護(hù)層過(guò)厚;混凝土搗振不均勻產(chǎn)生漏振現(xiàn)象;對(duì)混凝土塌落度控制不夠;混凝土早期養(yǎng)護(hù)方法不合理等。
2.減少橋梁混凝土裂縫的對(duì)策
2.1溫度裂縫的防范對(duì)策
在選擇水泥的時(shí)候盡可能用低熱或中熱的水泥,例如礦渣水泥和粉煤水泥;科學(xué)的控制水泥用量;降低水灰的摻合比例;合理改善骨料的配比,加入合適的減水劑來(lái)減少水泥用量、降低水化的熱量;加強(qiáng)混凝土攪拌工藝的研究,有效降低混凝土澆筑時(shí)的溫度;加強(qiáng)混凝土溫度變化的監(jiān)控工作,及時(shí)采取調(diào)節(jié)溫度的措施。
2.2防止混凝土自身收縮的對(duì)策
2.2.1塑性收縮裂縫的防范對(duì)策減少塑性收縮裂縫主要從以下幾點(diǎn)來(lái)考慮:第一,盡量選取干縮值不大早期強(qiáng)度較高的硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥。第二,掌握好水灰的配制比例,可以加入減水劑來(lái)增加混凝土的塔羅度。第三,澆筑以前將基層和模板澆水保證濕透均勻。第四,在養(yǎng)化過(guò)程中要及時(shí)把混凝土表面進(jìn)行覆蓋,保證混凝土表面的濕潤(rùn)度。
2.2.2干縮裂縫的防范對(duì)策第一,應(yīng)該選用收縮量小的水泥,可以選用中低熱類的水泥,可以有效降低水泥的使用量。第二,在對(duì)混凝土攪拌時(shí),應(yīng)該根據(jù)水泥型號(hào)掌控好水灰比例,適當(dāng)加入一些減水劑。第三,加強(qiáng)混凝土早期的養(yǎng)護(hù)管理工作,合理的對(duì)混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間進(jìn)行延緩。注意季節(jié)性變化,采取不同的措施對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。第四,在混凝土結(jié)構(gòu)中要設(shè)置適當(dāng)?shù)淖冃慰p來(lái)適應(yīng)熱漲冷縮的影響。
2.3沉陷裂縫的防范對(duì)策
在施工方案設(shè)計(jì)以前,要進(jìn)行細(xì)致的地勘工作,確保對(duì)施工場(chǎng)地全面了解;當(dāng)軟土或填土作為地基時(shí),要進(jìn)行夯實(shí)和加固的工作;確保模板要有一定的強(qiáng)度和剛度,能夠使地基受力均衡;在混凝土澆筑的過(guò)程中,特別注意地基不可被水浸泡;模板拆除的時(shí)間要根據(jù)實(shí)際情況合理確定,在拆除時(shí)要嚴(yán)格遵守先后順序。在滑坡、溶洞等不佳地點(diǎn)施工時(shí),要提前采取防范措施。
2.4規(guī)范施工的過(guò)程
經(jīng)上述原因得知不規(guī)范的施工會(huì)導(dǎo)致橋梁施工中混凝土形成裂縫,因此要嚴(yán)格控制施工的規(guī)范性。避免對(duì)面層負(fù)彎矩鋼筋踩踏;保護(hù)鋼筋保護(hù)層不受破壞;模板拆除過(guò)程要嚴(yán)格按照規(guī)范操作;箱梁支架的預(yù)壓工作一定要準(zhǔn)確到位;大型混凝土構(gòu)件吊裝工作前要聽(tīng)取專家的建議后方可施工。
3.結(jié)束語(yǔ)
總之,在橋梁施工中只要科學(xué)的控制每個(gè)施工環(huán)節(jié),采取合理的防范對(duì)策就可以高效地控制裂縫的產(chǎn)生,能夠提高工程的高質(zhì)量,從而達(dá)到確保橋梁等建筑物和構(gòu)件安全、穩(wěn)定地工作的目的。這樣才能為我國(guó)的建筑行業(yè)的發(fā)展建設(shè)做出更多貢獻(xiàn)。