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鋼筋砼橋涵施工裂縫原因
鋼筋砼橋涵施工裂縫原因
【摘要】我國的交通事業發展可謂迅猛，在交通基礎設施建設中鋼筋砼類橋涵已是技術成熟、應用廣泛、數量眾多。在橋涵建造施工和使用過程中砼出現裂縫是一個較難控制和預防的工程實際問題，經常困擾著橋梁工程技術人員。本文僅就鋼筋砼橋涵在施工過程中產生裂縫的原因進行較為綜合和全面的總結與分析探討。
【關鍵詞】鋼筋砼橋涵;施工裂縫;原因分析
砼即為混凝土，它是由水泥、砂子和石子三種材料及水按一定配合比拌和，經過凝固硬化后做成的人工石材。為了彌補砼抗拉強度小的不足，在其中配置鋼筋即成為鋼筋砼。
砼是非勻質脆性材料，產生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。鋼筋砼橋涵在建造施工過程中產生的裂縫，究其原因，可分為如下幾種：
1.地基礎變形引起的裂縫
施工中地基礎受各種荷載和大氣影響后出現豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結構中產生附加應力，超出砼結構的抗拉能力，導致結構開裂。
(1)施工前沒有充分了解掌握地質情況或所依據的地質資料不夠全面不夠精確，施工中就可能造成地基不均勻沉降。比如，當橋涵的整體基礎恰好橫跨差異較大的不同土質交界面時，若未予處理，在基礎自重荷載、機械擾動、大氣雨水等作用下地基沿不同土質交界面產生不同變形，致使基礎裂縫。
(2)地基未嚴格按照要求處理或加固，結構施工后，在荷載作用下地基整體穩定性不能滿足承載要求，產生了不均勻沉降或變形而引起結構裂縫。比如，采用支架現澆梁施工時，架設支架所需的較大面積地基就必須確保強度和整體穩定，若補強處理不好，在梁體砼澆筑后的荷載作用下，局部軟弱地基發生沉降和變形就可能導致梁體開裂，甚至產生整個梁體變形損壞或支架坍塌的嚴重后果。
(3)在貼近舊橋涵基礎附近新建橋涵時，如分期修建的公路左右半幅橋涵，新建橋涵荷載或基礎處理時引起地基土重新固結，均可能對原有橋涵基礎造成較大沉降而產生裂縫。
(4)跨季節施工時，在低于零度的條件下含水率較高的地基土冰凍膨脹，一旦溫度回升，凍土融化，地基下沉。因此地基凍融造成不均勻沉降也可引起結構裂縫。
(5)當橋涵基礎置于溶洞、活動斷層、滑坡體等不良地質時，可能造成不均勻沉降而產生裂縫。
2.材料質量引起的裂縫
砼主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。配置砼所采用材料質量不合格，可能導致結構出現裂縫。
2.1水泥
水泥安定性不合格，水泥中游離的氧化鈣含量超標。氧化鈣在凝結過程中水化很慢，在砼凝結后仍然繼續起水化作用，可破壞已硬化的水泥石，使砼抗拉強度下降而產生裂縫。水泥出廠時強度不足，水泥受潮或過期，可能使砼強度不足，從而導致砼開裂。
2.2砂、石骨料
砂石粒徑太小、級配不良、空隙率大，將導致水泥和拌和水用量加大，影響砼的強度，使砼收縮加大，如果使用超出規定的特細砂，后果更嚴重。砂石中云母的含量較高，將削弱水泥與骨料的粘結力，降低砼強度。砂石中含泥量高，不僅將造成水泥和拌和水用量加大，而且還降低砼強度和抗凍性、抗滲性。砂石中有機質和輕物質過多，將延緩水泥的硬化過程，降低砼強度，特別是早期強度。砂石中硫化物可與水泥中的鋁酸三鈣發生化學反應，體積膨脹2.5倍。
2.3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。采用海水或含堿泉水拌制砼，或采用含堿的外加劑，可能對堿骨料反應有影響。
3.施工工藝引起的裂縫
在砼結構澆筑、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、施工質量低劣，容易產生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進的和貫穿的各種裂縫，特別是細長薄壁結構更容易出現。裂縫出現的部位和走向、裂縫寬度因產生的原因而異，比較典型常見的有：
(1)砼保護層過厚，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)砼振搗不密實、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)砼澆筑過快，砼流動性較低，在硬化前因砼沉實不足，硬化后沉實過大，容易在澆筑數小時后發生裂縫，既塑性收縮裂縫。
(4)砼攪拌、運輸時間過長，使水分蒸發過多，引起砼塌落度過低，使得在砼體積上出現不規則的收縮裂縫。
(5)砼初期養護時急劇干燥，使得砼與大氣接觸的表面上出現不規則的 收縮裂縫。
(6)用泵送砼施工時，為保證砼的流動性，增加水和水泥用量，或因其它原因加大了水灰比，導致砼凝結硬化時收縮量增加，使得砼體積上出現不規則裂縫。
(7)砼分層或分段澆筑時，接頭部位處理不好，易在新舊砼和施工縫之間出現裂縫。如砼分層澆筑時，后澆砼因停電、下雨等原因未能在前澆砼初凝前澆筑，引起層面之間的水平裂縫;采用分段現澆時，先澆砼接觸面鑿毛、清洗不好，新舊砼之間粘結力小，或后澆砼養護不到位，導致砼收縮而引起裂縫。
(8)砼早期受凍，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，在澆筑砼時，由于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，砼強度不足，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，澆筑砼后支架不均勻下沉，導致砼出現裂縫。
(12)拆除現澆鋼筋砼箱梁支架時未嚴格執行先跨中向支座，先邊緣向中間的拆除順序，導致跨中橋面橫向裂縫和翼板與腹板交界處下部縱向裂縫。
(13)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，均可能產生裂縫。
(14)安裝順序不正確，對產生的后果認識不足，導致產生裂縫。如鋼筋砼連續梁滿堂支架現澆施工時，鋼筋砼墻式護欄若與主梁同時澆筑，拆架后墻式護欄往往產生裂縫;拆架后再澆筑護欄，則裂縫不易出現。
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