淺析混凝土橋梁裂縫正版

1、. . . . 淺析砼橋梁裂縫種類成因與防治措施摘要：混凝土因其取材廣泛、價格低廉、抗壓強度高、可澆筑成各種形狀，并且耐火性好、不易風(fēng)化、養(yǎng)護費用低，成為當今世界建筑結(jié)構(gòu)中使用最廣泛的建筑材料。混凝土最主要的缺點是抗拉能力差，容易開裂。大量的工程實踐和理論分析表明，幾乎所有的混凝土構(gòu)件均是帶裂縫工作的，只是有些裂縫很細，甚至肉眼看不見（0.05mm），一般對結(jié)構(gòu)的使用無大的危害，可允許其存在；有些裂縫在使用荷載或外界物理、化學(xué)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，嚴重時甚至發(fā)生垮塌事故，危害結(jié)構(gòu)的正常使用，必須加以控制。我

2、國現(xiàn)行公路、鐵路、建筑、水利等部門設(shè)計規(guī)均采用限制構(gòu)件裂縫寬度的辦法來保障混凝土結(jié)構(gòu)的正常使用。本文所討論的僅指后一類裂縫。關(guān)鍵詞：橋梁 裂縫 種類 成因 防治措施一、前言 近年來，我國交通基礎(chǔ)建設(shè)得到迅猛發(fā)展，各地興建了大量的混凝土橋梁。在橋梁建造和使用過程中，有關(guān)因出現(xiàn)裂縫而影響工程質(zhì)量甚至導(dǎo)橋梁垮塌的報道屢見不鮮。混凝土開裂可以說是“常發(fā)病”和“多發(fā)病”，經(jīng)常困擾著橋梁工程技術(shù)人員。其實，如果采取一定的設(shè)計和施工措施，很多裂縫是可以克服和控制的。為了進一步加強對混凝土橋梁裂縫的認識，盡量避免工程中出現(xiàn)危害較大的裂縫，本文盡可能對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

3、設(shè)計、施工找出控制裂縫的可行辦法，達到防于未然的作用。二、混凝土橋梁裂縫種類 實際上，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?；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、）荷載引起的裂縫與防治措施混凝土橋梁在常規(guī)靜、動荷載與次應(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。 1、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： 設(shè)計計算階段：結(jié)構(gòu)計算時不計算或部分漏算；計算模型不合理；結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實際受力不符；荷載少算或漏算；力與配筋計算錯誤；結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠。結(jié)構(gòu)設(shè)計時不

4、考慮施工的可能性；設(shè)計斷面不足；鋼筋設(shè)置偏少或布置錯誤；結(jié)構(gòu)剛度不足；構(gòu)造處理不當；設(shè)計圖紙交代不清等。施工階段：不加限制地堆放施工機具、材料；不了解預(yù)制結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)受力特點，隨意翻身、起吊、運輸、安裝；不按設(shè)計圖紙施工，擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序，改變結(jié)構(gòu)受力模式；不對結(jié)構(gòu)做機器振動下的疲勞強度驗算等。使用階段：超出設(shè)計載荷的重型車輛過橋；受車輛、船舶的接觸、撞擊；發(fā)生大風(fēng)、大雪、地震、爆炸等。 2、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： 在設(shè)計外荷載作用下，由于結(jié)構(gòu)物的實際工作狀態(tài)同常規(guī)計算有出入或計算不考慮，從而在某些部位引起次應(yīng)力導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。例如兩鉸拱橋拱腳設(shè)計時常采用

5、布置“X”形鋼筋、同時削減該處斷面尺寸的辦法設(shè)計鉸，理論計算該處不會存在彎矩，但實際該鉸仍然能夠抗彎，以至出現(xiàn)裂縫而導(dǎo)致鋼筋銹蝕。橋梁結(jié)構(gòu)中經(jīng)常需要鑿槽、開洞、設(shè)置牛腿等，在常規(guī)計算中難以用準確的圖式進行模擬計算，一般根據(jù)經(jīng)驗設(shè)置受力鋼筋。研究表明，受力構(gòu)件挖孔后，力流將產(chǎn)生繞射現(xiàn)象，在孔洞附近密集，產(chǎn)生巨大的應(yīng)力集中。在長跨預(yù)應(yīng)力連續(xù)梁中，經(jīng)常在跨根據(jù)截面力需要截斷鋼束，設(shè)置錨頭，而在錨固斷面附近經(jīng)常可以看到裂縫。因此，若處理不當，在這些結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)角處或構(gòu)件形狀突變處、受力鋼筋截斷處容易出現(xiàn)裂縫。 實際工程中，次應(yīng)力裂縫是產(chǎn)生荷載裂縫的最常見原因。次應(yīng)力裂縫多屬拉、劈裂、剪切性質(zhì)。次應(yīng)力裂縫也

6、是由荷載引起，僅是按常規(guī)一般不計算，但隨著現(xiàn)代計算手段的不斷完善，次應(yīng)力裂縫也是可以做到合理驗算的。例如現(xiàn)在對預(yù)應(yīng)力、徐變等產(chǎn)生的二次應(yīng)力，不少平面桿系有限元程序均可正確計算，但在40年前卻比較困難。在設(shè)計上，應(yīng)注意避免結(jié)構(gòu)突變（或斷面突變），當不能回避時，應(yīng)做局部處理，如轉(zhuǎn)角處做圓角，突變處做成漸變過渡，同時加強構(gòu)造配筋，轉(zhuǎn)角處增配斜向鋼筋，對于較大孔洞有條件時可在周邊設(shè)置護邊角鋼。 荷載裂縫特征依荷載不同而異呈現(xiàn)不同的特點。這類裂縫多出現(xiàn)在受拉區(qū)、受剪區(qū)或振動嚴重部位。但必須指出，如果受壓區(qū)出現(xiàn)起皮或有沿受壓方向的短裂縫，往往是結(jié)構(gòu)達到承載力極限的標志，是結(jié)構(gòu)破壞的前兆，其原因往往是截面尺

7、寸偏小。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同受力方式，產(chǎn)生的裂縫特征如下： （1） 中心受拉。裂縫貫穿構(gòu)件橫截面，間距大體相等，且垂直于受力方向。采用螺紋鋼筋時，裂縫之間出現(xiàn)位于鋼筋附近的次裂縫。 （2） 中心受壓。沿構(gòu)件出現(xiàn)平行于受力方向的短而密的平行裂縫。 （3） 受彎。彎矩最大截面附近從受拉區(qū)邊沿開始出現(xiàn)與受拉方向垂直的裂縫，并逐漸向中和軸方向發(fā)展。采用螺紋鋼筋時，裂縫間可見較短的次裂縫。當結(jié)構(gòu)配筋較少時，裂縫少而寬，結(jié)構(gòu)可能發(fā)生脆性破壞。 （4） 大偏心受壓。大偏心受壓和受拉區(qū)配筋較少的小偏心受壓構(gòu)件，類似于受彎構(gòu)件。 （5）小偏心受壓。小偏心受壓和受拉區(qū)配筋較多的大偏心受壓構(gòu)件，類似于中心受壓構(gòu)件。（6）

8、受剪。當箍筋太密時發(fā)生斜壓破壞，沿梁端腹部出現(xiàn)大于45方向的斜裂縫；當箍筋適當時發(fā)生剪壓破壞，沿梁端中下部出現(xiàn)約45方向相互平行的斜裂縫。 （7） 受扭。構(gòu)件一側(cè)腹部先出現(xiàn)多條約45方向斜裂縫，并向相鄰面以螺旋方向展開。 （8） 受沖切。沿柱頭板四側(cè)發(fā)生約45方向斜面拉裂，形成沖切面。 （9）局部受壓。在局部受壓區(qū)出現(xiàn)與壓力方向大致平行的多條短裂縫。 （2、 ） 溫度變化引起的裂縫1、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)境或結(jié)構(gòu)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)將產(chǎn)生應(yīng)力，當應(yīng)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(yīng)力可以達到甚至

9、超出活載應(yīng)力。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或合攏。引起溫度變化主要因素有： 年溫差。一年中四季溫度不斷變化，但變化相對緩慢，對橋梁結(jié)構(gòu)的影響主要是導(dǎo)致橋梁的縱向位移，一般可通過橋面伸縮縫、支座位移或設(shè)置柔性墩等構(gòu)造措施相協(xié)調(diào)，只有結(jié)構(gòu)的位移受到限制時才會引起溫度裂縫，例如拱橋、剛架橋等。我國年溫差一般以一月和七月月平均溫度的作為變化幅度?？紤]到混凝土的蠕變特性，年溫差力計算時混凝土彈性模量應(yīng)考慮折減。日照。橋面板、主梁或橋墩側(cè)面受太陽曝曬后，溫度明顯高于其它部位，溫度梯度呈非線形分布。由于受到自身約束作用，導(dǎo)致局部拉應(yīng)力較大，出現(xiàn)裂縫。日照和下述驟然降溫是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)溫度裂縫的

10、最常見原因。驟然降溫。突降大雨、冷空氣侵襲、日落等可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)外表面溫度突然下降，但因部溫度變化相對較慢而產(chǎn)生溫度梯度。日照和驟然降溫力計算時可采用設(shè)計規(guī)或參考實橋資料進行，混凝土彈性模量不考慮折減。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，致使部溫度很高，外溫差太大，致使表面出現(xiàn)裂縫。施工中應(yīng)根據(jù)實際情況，盡量選擇水化熱低的水泥品種，限制水泥單位用量，減少骨料入模溫度，降低外溫差，并緩慢降溫，必要時可采用循環(huán)冷卻系統(tǒng)進行部散熱，或采用薄層連續(xù)澆筑以加快散熱。蒸汽養(yǎng)護或冬季施工時施工措施不當，混凝土驟冷驟熱，外溫度不均，易出現(xiàn)裂縫。預(yù)制T梁之間橫隔板安裝

11、時，支座預(yù)埋鋼板與調(diào)平鋼板焊接時，若焊接措施不當，鐵件附近混凝土容易燒傷開裂。采用電熱拉法拉預(yù)應(yīng)力構(gòu)件時，預(yù)應(yīng)力鋼材溫度可升高至350，混凝土構(gòu)件也容易開裂。試驗研究表明，由火災(zāi)等原因引起高溫?zé)齻幕炷翉姸入S溫度的升高而明顯降低，鋼筋與混凝土的粘結(jié)力隨之下降，混凝土溫度達到300后抗拉強度下降50%，抗壓強度下降60%，光圓鋼筋與混凝土的粘結(jié)力下降80%；由于受熱，混凝土體游離水大量蒸發(fā)也可產(chǎn)生急劇收縮。 溫度裂縫多發(fā)生在大體積砼表面或溫差變化較里的砼結(jié)構(gòu)中。溫度裂縫的走向通常無一定規(guī)律中，大面積結(jié)構(gòu)裂縫常縱橫交錯，梁板類長度尺寸較大的結(jié)構(gòu)，裂縫多平行于短邊，深入和貫穿性的溫度裂縫一般與短邊

12、方向平行或接近平行，裂縫沿著長邊分段出現(xiàn)，中間較密。裂縫寬度大小不一，受溫度變化影響較為明顯，冬季較寬，夏季較窄。高溫膨脹引起的砼溫度裂縫是通常中間粗兩端細，而冷縮裂縫的粗細變化不太明顯。此種裂縫的出現(xiàn)會引起鋼筋的銹蝕，砼的炭化降低砼的抗凍融、抗疲勞與抗?jié)B能力等。 2、主要防治措施：一是盡量選用低熱或中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。二是減少水泥用量將水泥用量控制在450kgm3以下。三是降低水灰比，一般砼的水灰比控制在0.6以下。四是改善骨料級配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量降低水化熱。五是砼的攪拌加工工藝，在傳統(tǒng)的“三冷拔術(shù)”的基礎(chǔ)上采用“二次風(fēng)冷”新工藝，降低砼的澆筑溫度。六

13、是在砼中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善砼拌和物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時間。七是加強砼溫度的監(jiān)控，與時采取冷卻、保護措施。八是加強砼養(yǎng)護，砼澆筑后，與時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養(yǎng)護，適應(yīng)延長養(yǎng)護時間，保證砼表面緩慢冷卻。 (三、) 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。 塑性收縮。發(fā)生在施工過程中、混凝土澆筑后45小時左右，此時水泥水化反應(yīng)激烈，分子鏈逐漸形成，出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā)，混凝土失水收縮，同時骨料

14、因自重下沉，因此時混凝土尚未硬化，稱為塑性收縮。塑性收縮所產(chǎn)生量級很大，可達1%左右。在骨料下沉過程中若受到鋼筋阻擋，便形成沿鋼筋方向的裂縫。在構(gòu)件豎向變截面處如T梁、箱梁腹板與頂?shù)装褰唤犹?，因硬化前沉實不均勻?qū)l(fā)生表面的順腹板方向裂縫。為減小混凝土塑性收縮，施工時應(yīng)控制水灰比，避免過長時間的攪拌，下料不宜太快，振搗要密實，豎向變截面處宜分層澆筑。 縮水收縮（干縮）?；炷两Y(jié)硬以后，隨著表層水分逐步蒸發(fā)，濕度逐步降低，混凝土體積減小，稱為縮水收縮（干縮）。因混凝土表層水分損失快，部損失慢，因此產(chǎn)生表面收縮大、部收縮小的不均勻收縮，表面收縮變形受到部混凝土的約束，致使表面混凝土承受拉力，當表面混

15、凝土承受拉力超過其抗拉強度時，便產(chǎn)生收縮裂縫?；炷劣不笫湛s主要就是縮水收縮。如配筋率較大的構(gòu)件（超過3%），鋼筋對混凝土收縮的約束比較明顯，混凝土表面容易出現(xiàn)龜裂裂紋。 自生收縮。自生收縮是混凝土在硬化過程中，水泥與水發(fā)生水化反應(yīng)，這種收縮與外界濕度無關(guān)，且可以是正的（即收縮，如普通硅酸鹽水泥混凝土），也可以是負的（即膨脹，如礦渣水泥混凝土與粉煤灰水泥混凝土）。 炭化收縮。大氣中的二氧化碳與水泥的水化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)引起的收縮變形。炭化收縮只有在濕度50%左右才能發(fā)生，且隨二氧化碳的濃度的增加而加快。炭化收縮一般不做計算。 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

16、龜裂狀，形狀沒有任何規(guī)律。 1、研究表明，影響混凝土收縮裂縫的主要因素有：（1）水泥品種、標號與用量。礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥混凝土收縮性較高，普通水泥、火山灰水泥、礬土水泥混凝土收縮性較低。另外水泥標號越低、單位體積用量越大、磨細度越大，則混凝土收縮越大，且發(fā)生收縮時間越長。例如，為了提高混凝土的強度，施工時經(jīng)常采用強行增加水泥用量的做法，結(jié)果收縮應(yīng)力明顯加大。 （2）骨料品種。骨料中石英、石灰?guī)r、白云巖、花崗巖、長石等吸水率較小、收縮性較低；而砂巖、板巖、角閃巖等吸水率較大、收縮性較高。另外骨料粒徑大收縮小，含水量大收縮越大。 （3）水灰比。用水量越大，水灰比越高，混凝土收縮越大。 （

17、4）外摻劑。外摻劑保水性越好，則混凝土收縮越小。 （5）養(yǎng)護方法。良好的養(yǎng)護可加速混凝土的水化反應(yīng)，獲得較高的混凝土強度。養(yǎng)護時保持濕度越高、氣溫越低、養(yǎng)護時間越長，則混凝土收縮越小。蒸汽養(yǎng)護方式比自然養(yǎng)護方式混凝土收縮要小。 （6）外界環(huán)境。大氣中濕度小、空氣干燥、溫度高、風(fēng)速大，則混凝土水分蒸發(fā)快，混凝土收縮越快。 （7）振搗方式與時間。機械振搗方式比手工搗固方式混凝土收縮性要小。振搗時間應(yīng)根據(jù)機械性能決定，一般以515s/次為宜。時間太短，振搗不密實，形成混凝土強度不足或不均勻；時間太長，造成分層，粗骨料沉入底層，細骨料留在上層，強度不均勻，上層易發(fā)生收縮裂縫。 對于溫度和收縮引起的裂縫

18、，增配構(gòu)造鋼筋可明顯提高混凝土的抗裂性，尤其是薄壁結(jié)構(gòu)（壁厚2060cm）。構(gòu)造上配筋宜優(yōu)先采用小直徑鋼筋(814)、小間距布置(1015cm)，全截面構(gòu)造配筋率不宜低于0.3%，一般可采用0.3%0.5%。 2、收縮裂縫防治措施 （1）塑性收縮裂縫防治措施 ：塑性收縮是指砼在凝結(jié)之前，表面因失水較快而產(chǎn)生的收縮。塑性收縮裂縫一般在干熟或大風(fēng)天氣出現(xiàn)，裂縫多呈中間寬兩端細且長短不一、互不連貫狀態(tài)。其產(chǎn)生的主要原因為：砼在終凝前幾乎沒有強度或強度很小，或者砼剛剛終凝而強度很小時，受高溫或較大風(fēng)力的影響，砼表面失水過快，造成毛細管中產(chǎn)生較大的負壓而使砼體積急劇收縮，而此時砼的強度有無法抵抗其本身收

19、縮，因此產(chǎn)生龜裂。影響砼塑性收縮開裂的主要因素有水灰比、砼的凝結(jié)時間、環(huán)境、溫度、風(fēng)速、相對溫度等等。 主要防治措施：一是選用干縮較小早期強度較高的硅酸或普通硅酸鹽水泥。二是嚴格控制水灰比，摻入高效減水劑來增加砼的坍落度和和易性，減少水泥與水的用量。三是澆筑砼之前，將基層和模板澆水均勻濕透。四是與時覆蓋塑料薄膜或者潮濕的草墊、麻片等，保持砼終凝前表面濕潤，或者在砼表面噴灑養(yǎng)護劑等進行養(yǎng)護。五是在高溫和大風(fēng)天氣要設(shè)置遮陽或擋風(fēng)設(shè)施，與時養(yǎng)護。 （2）干縮裂縫防治措施 ：干縮裂縫多出現(xiàn)在砼養(yǎng)護結(jié)束后的一段時間或是砼澆筑完畢后的一周左右的水泥沙漿中水分的蒸發(fā)會產(chǎn)生干縮，且這種收縮是不可逆的。干縮裂縫

20、的產(chǎn)生主要是由于砼外水分蒸發(fā)程度不同而導(dǎo)致變形不同的結(jié)果。干縮裂縫多為表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細裂縫，寬度多在0.050.2mm之間，大體積砼中平面部位多見，較薄的梁板中多沿其短向分布。砼干縮主要和砼的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性質(zhì)和用量、外加劑的用量有關(guān)。 主要防治措施：一是選用收縮較小的水泥，一般采用中低水泥和粉煤灰水泥，降低水泥的用量。二是砼的干縮受水灰比的影響較大，水灰比越大干縮越大，因此在砼配合比設(shè)計中應(yīng)盡量控制好水灰比，同時摻加合適的減水劑。三是嚴格控制砼攪拌和施工中的配合比，砼的用水量絕對不能大干配合比設(shè)計所給定的用水量。四是加強砼的早期養(yǎng)護，并適當延長砼的養(yǎng)護時間。

21、冬季施工是要適當延長砼保溫覆蓋時間，并涂刷養(yǎng)護劑養(yǎng)護。五是在砼結(jié)構(gòu)中設(shè)置合適的收縮縫。（四、） 地基礎(chǔ)變形引起的裂縫 1、地基礎(chǔ)變形引起的裂縫原因 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)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)勘察精度不夠、試驗資料不準。在沒有充分掌握地質(zhì)情況就設(shè)計、施工，這是造成地基不均勻沉降的主要原因。比如丘陵區(qū)或山嶺區(qū)橋梁，勘察時鉆孔間距太遠，而地基巖面起伏又大，勘察報告不能充分反映實際地質(zhì)情況。 （2）地基地質(zhì)差異太大。建造在山區(qū)溝谷的橋梁，河溝處的地質(zhì)與山坡處變化較大，河溝中甚至存在軟弱地基，地基土由于不同

22、壓縮性引起不均勻沉降。 （3）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，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。 （4）結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)類型差別大。同一聯(lián)橋梁中，混合使用不同基礎(chǔ)如擴大基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)，或同時采用樁基礎(chǔ)但樁徑或樁長差別大時，或同時采用擴大基礎(chǔ)但基底標高差異大時，也可能引起地基不均勻沉降。 （5）分期建造的基礎(chǔ)。在原有橋梁基礎(chǔ)附近新建橋梁時，如分期修建的高速公路左右半幅橋梁，新建橋梁荷載或基礎(chǔ)處理時引起地基土重新固結(jié)，均可能對原有橋梁基礎(chǔ)造成較大沉降。（6）地基凍脹。在低于零度的條件下含水率較高的地基土因

23、冰凍膨脹；一旦溫度回升，凍土融化，地基下沉。因此地基的冰凍或融化均可造成不均勻沉降。 （7）橋梁基礎(chǔ)置于滑坡體、溶洞或活動斷層等不良地質(zhì)時，可能造成不均勻沉降。 （8）橋梁建成以后，原有地基條件變化。大多數(shù)天然地基和人工地基浸水后，尤其是素填土、黃土、膨脹土等特殊地基土，土體強度遇水下降，壓縮變形加大。在軟土地基中，因人工抽水或干旱季節(jié)導(dǎo)致地下水位下降，地基土層重新固結(jié)下沉，同時對基礎(chǔ)的上浮力減小，負摩阻力增加，基礎(chǔ)受荷加大。有些橋梁基礎(chǔ)埋置過淺，受洪水沖刷、淘挖，基礎(chǔ)可能位移。地面荷載條件的變化，如橋梁附近因塌方、山體滑坡等原因堆置大量廢方、砂石等，橋址圍土層可能受壓縮再次變形。因此，使用期

24、間原有地基條件變化均可能造成不均勻沉降。 對于拱橋等產(chǎn)生水平推力的結(jié)構(gòu)物，對地質(zhì)情況掌握不夠、設(shè)計不合理和施工時破壞了原有地質(zhì)條件是產(chǎn)生水平位移裂縫的主要原因。 2、地基礎(chǔ)變形裂縫主要防治措施：一是對松軟土、填土地基在上部結(jié)構(gòu)施工前應(yīng)進行必要的夯實和加固。二是保證模板有足夠的強度和剛度，且支撐牢固，并使地基受力均勻。三是防治砼澆筑過程中地基被水浸泡。四是模板拆除的時間不能太早，且要注意拆模的先后次序。五是在凍土上搭設(shè)模板時要注意采取一定的防治措施。（五、）鋼筋銹蝕引起的裂縫 1、鋼筋銹蝕引起的裂縫原因 由于混凝土質(zhì)量較差或保護層厚度不足，混凝土保護層受二氧化碳侵蝕炭化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝

25、土堿度降低，或由于氯化物介入，鋼筋周圍氯離子含量較高，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞，鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發(fā)生銹蝕反應(yīng)，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約24倍，從而對周圍混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，導(dǎo)致保護層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫，并有銹跡滲到混凝土表面。由于銹蝕，使得鋼筋有效斷面面積減小，鋼筋與混凝土握裹力削弱，結(jié)構(gòu)承載力下降，并將誘發(fā)其它形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。 2、防治措施要防止鋼筋銹蝕，設(shè)計時應(yīng)根據(jù)規(guī)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(gòu)件有效高度減小，受力時將加大裂縫寬度）；施工時應(yīng)控制混凝土的水灰比，加強振搗，保證

26、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(yīng)慎重。 （六、） 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(zhuǎn)變成冰，體積膨脹9%，因而混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力；同時混凝土凝膠孔中的過冷水（結(jié)冰溫度在-78度以下）在微觀結(jié)構(gòu)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(dǎo)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(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。 溫度低于零度和混凝土吸水飽和是發(fā)生凍脹破壞的必要條件。當混凝土中

27、骨料空隙多、吸水性強；骨料中含泥土等雜質(zhì)過多；混凝土水灰比偏大、振搗不密實；養(yǎng)護不力使混凝土早期受凍等，均可能導(dǎo)致混凝土凍脹裂縫。冬季施工時，采用電氣加熱法、暖棚法、地下蓄熱法、蒸汽加熱法養(yǎng)護以與在混凝土拌和水中摻入防凍劑（但氯鹽不宜使用），可保證混凝土在低溫或負溫條件下硬化。 （7、 ）施工材料質(zhì)量引起的裂縫 1、施工材料質(zhì)量引起裂縫的原因混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水與外加劑組成。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。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(jié)過程中水化很慢，在水泥混凝土凝結(jié)后仍然繼續(xù)起水化作用，可破壞已硬化的水泥石，使混凝土抗拉強度下降

28、。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，從而導(dǎo)致混凝土開裂。當水泥含堿量較高（例如超過0.6%），同時又使用含有堿活性的骨料，可能導(dǎo)致堿骨料反應(yīng)。砂石粒徑太小、級配不良、空隙率大，將導(dǎo)致水泥和拌和水用量加大，影響混凝土的強度，使混凝土收縮加大，如果使用超出規(guī)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(jié)力，降低混凝土強度。砂石中含泥量高，不僅將造成水泥和拌和水用量加大，而且還降低混凝土強度和抗凍性、抗?jié)B性。砂石中有機質(zhì)和輕物質(zhì)過多，將延緩水泥的硬化過程，降低混凝土強度，特別是早期強度。砂石中硫化物可與水泥中的鋁酸三鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，體積膨脹2.5倍。堿骨

29、料反應(yīng)有三種類型： 、堿硅酸反應(yīng)。參與這種反應(yīng)的骨料有流紋巖、安山巖、凝灰?guī)r、蛋白石、黑硅石、燧石、鱗石英、玻璃質(zhì)火山巖、玉髓與微晶或變質(zhì)石英等。反應(yīng)發(fā)生于堿與微晶氧化硅之間，其生成物硅膠體遇水膨脹，在混凝土中產(chǎn)生很大的應(yīng)力，可導(dǎo)致混凝土突然爆裂。這類反應(yīng)是堿骨料反應(yīng)的主要形式。、堿硅酸鹽反應(yīng)。參與這種反應(yīng)的骨料有粘土質(zhì)巖石、千枚巖、硬砂巖、粉砂巖等。此類反應(yīng)的特點是膨脹速度非常緩慢，混凝土從膨脹到開裂，能滲出的凝膠很少。 、堿碳酸巖反應(yīng)。多數(shù)碳酸巖石沒有堿活性，有特定結(jié)構(gòu)的泥質(zhì)細粒白云質(zhì)灰?guī)r和泥質(zhì)細?；屹|(zhì)白云巖才具有與堿反應(yīng)的堿活性，且還須高堿度、一定濕度環(huán)境下才能反應(yīng)膨脹。 堿骨料反應(yīng)裂縫

30、的形狀與分布與鋼筋限制有關(guān)，當限制力小時，常出現(xiàn)地圖狀裂縫，并在縫中有白色或透明的浸出物；當限制力強時則出現(xiàn)順筋裂縫。在工程實踐中必須對骨料進行堿活性檢驗，采用對工程無害的材料，同時使用含堿量低的水泥品種。拌和水或外加劑中氯化物等雜質(zhì)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混凝土，或采用含堿的外加劑，可能對堿骨料反應(yīng)有影響。 2、裂縫防治措施：材料的質(zhì)量決定產(chǎn)品的質(zhì)量。在實際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)工程的不同要求， 材料選用合適的材料品種。就水泥礦物成分而言，應(yīng)選用水化熱較低的水泥，嚴禁使用安定性不合格的水泥。橋面砼水泥應(yīng)選用鋁酸三鈣含量低、鐵鋁酸四鈣含量高的水泥。就品種而言，水泥忌用礦渣

31、水泥而首推硅酸鹽道路水泥與粉煤灰硅酸鹽水泥。采用普通水泥的，可在水泥用量不變的情況下，摻入粉煤灰或減水劑。水泥與骨料的粘結(jié)強度是由界面凹凸造成的機械嚙合、摩擦力和化學(xué)結(jié)合力等共同組合而成的。骨料宜用表面粗糙、質(zhì)地堅硬的石料、級配良好、空隙率小、無堿性反應(yīng)；有害物質(zhì)與粘土含量不超過規(guī)定。粗骨料對砼強度的影響取決于骨料的表面特征、礦物成分、力學(xué)性能等。石子Dmax增大，可減少砼的收縮，但會因薄弱面的增加而使砼的抗剪性降低，故石子Dmax宜適中，并采用連續(xù)級配的碎石。砂子宜采用細度模數(shù)較大的粗砂，含砂率不應(yīng)超過35%。采用540mm顆粒級配的石子，控制含泥量小于1.5。采用中、粗砂，控制含泥量小于1

32、.5。摻合料與外加劑的使用。國當前用的摻合料主要是粉煤灰，可以提高混凝土的和易性，大大改善混凝土工作性能和可靠性，同時可代替水泥，降低水化熱。摻加量為水泥用量的15，降低水化熱15左右。外加劑主要指減水劑、緩凝劑和膨脹劑。混凝土中摻入水泥重量0.25的木鈣減水劑，不僅使混凝土工作性能有了明顯的改善，同時又減少10拌和用水，節(jié)約10左右的水泥，從而降低了水化熱。一般泵送混凝土為了延緩凝結(jié)時間，要加緩凝劑，反之凝結(jié)時間過早，將影響混凝土澆筑面的粘結(jié)，易出現(xiàn)層間縫隙，使混凝土防水、抗裂和整體強度下降。為了防止混凝土的初始裂縫，添加膨脹劑。國常用的膨脹劑有UEA，EAS、特密斯等型號。（8、 ）施工工

33、藝質(zhì)量引起的裂縫 1、施工工藝質(zhì)量引起的裂縫 在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運輸、堆放、拼裝與吊裝過程中，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(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)。裂縫出現(xiàn)的部位和走向、裂縫寬度因產(chǎn)生的原因而異，比較典型常見的有： (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(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、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。 (3)混凝土澆筑過快，混凝土流動性較低，在硬化前因混

34、凝土沉實不足，硬化后沉實過大，容易在澆筑數(shù)小時后發(fā)生裂縫，既塑性收縮裂縫。 (4)混凝土攪拌、運輸時間過長，使水分蒸發(fā)過多，引起混凝土塌落度過低，使得在混凝土體積上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。 (5)混凝土初期養(yǎng)護時急劇干燥，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)用泵送混凝土施工時，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(dǎo)致混凝土凝結(jié)硬化時收縮量增加，使得混凝土體積上出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。 (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(xiàn)裂縫。如混凝土分層澆筑時，后澆混凝土因停電、下雨等原因未能在前澆混凝土初凝前澆筑，引起層面之

35、間的水平裂縫；采用分段現(xiàn)澆時，先澆混凝土接觸面鑿毛、清洗不好，新舊混凝土之間粘結(jié)力小，或后澆混凝土養(yǎng)護不到位，導(dǎo)致混凝土收縮而引起裂縫。 (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)施工時模板剛度不足，在澆筑混凝土?xí)r，由于側(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)施工時拆模過早，混凝土強度不足，使得構(gòu)件在自重或施工荷載作用下產(chǎn)生裂縫。 (11)施工前對支架壓實不足或支架剛度不足，澆筑混凝土后支架不均勻下沉，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

36、吊點位置不當，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，均可能產(chǎn)生裂縫。 (13)安裝順序不正確，對產(chǎn)生的后果認識不足，導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫。如鋼筋混凝土連續(xù)梁滿堂支架現(xiàn)澆施工時，鋼筋混凝土墻式護欄若與主梁同時澆筑，拆架后墻式護欄往往產(chǎn)生裂縫；拆架后再澆筑護欄，則裂縫不易出現(xiàn)。 (14)施工質(zhì)量控制差。任意套用混凝土配合比，水、砂石、水泥材料計量不準，結(jié)果造成混凝土強度不足和其他性能（和易性、密實度）下降，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。 2、施工工藝質(zhì)量低劣引發(fā)的裂縫防治措施在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運輸、拼裝與吊裝過程中，若施工工藝不合理，施工質(zhì)量低劣，容易產(chǎn)生各種裂縫，裂縫的寬度因產(chǎn)生的原因而異。

37、比較常見的有：（1）材料的控制。施工材料質(zhì)量、收縮引起的裂縫，是可以控制其最小限度的發(fā)生，施工時嚴格按規(guī)選用材料，堅決杜絕不合格的材料，優(yōu)化混凝土配合比，合理選用水泥品種。對原材料（鋼筋、水泥、砂、碎石、水等）都應(yīng)進行嚴格的抽樣檢驗。對混凝土配合比應(yīng)進行對比試驗，在高溫下或雨后施工對砂、碎石進行含水量實驗，與時調(diào)整施工配合比，確?；炷恋氖┕べ|(zhì)量。（2）混凝土拌和與澆注。混凝土應(yīng)嚴格按照配合比計量投料，拌和時間不應(yīng)小于 12 分鐘，使和易性好，不離析，不析水，運輸時間短，澆注時分層澆注，分層厚度不應(yīng)大于 30cm。振搗時應(yīng)讓振搗棒插入前層 510cm，振搗時間為 1 分鐘左右，直至排出氣泡為止

38、。澆筑之前首先要對模板與支架、鋼筋與其保護層厚度、預(yù)埋件、預(yù)留孔洞等進行檢查，確認無誤后方可進行澆筑?；炷恋陌韬瓦\輸?shù)缺仨殱M足連續(xù)澆筑要求。澆筑中要防止鋼筋、模板、定位筋、墊塊與預(yù)埋管道的移動和變形。混凝土振搗過快，混凝土流動性較低，在硬化前因混凝土沉實不足，硬化后沉實過大，容易澆筑數(shù)小時后發(fā)生裂縫，既塑性收縮裂縫。大體積混凝土澆筑還要滿足分層澆筑、分層振搗的要求，并應(yīng)采取一定的散熱措施，有效降低混凝土外的溫差，從而減少溫度裂縫的產(chǎn)生。振搗要密實，確?；炷聊芴畛涞礁鱾€角落，同時也要避免過振引起塑性裂縫和干縮裂縫。（3） 混凝土塌落度的控制：混凝土運輸。在運輸過程中，混凝土不能離析，避免日曬

39、雨淋，運輸時間不應(yīng)大于 30 分鐘。加強混凝土養(yǎng)生?；炷琉B(yǎng)生的方法有灑水養(yǎng)生、薄膜養(yǎng)生和蒸汽養(yǎng)生等。養(yǎng)生時間不應(yīng)少于 7 天。鋼筋混凝土構(gòu)件是帶縫工作的。微裂縫不會 影響工程的質(zhì)量，但過寬的裂縫會引起混凝土中 鋼筋的銹蝕，降低結(jié)構(gòu)的耐久性；損壞結(jié)構(gòu)的外 觀，影響正常使用；嚴重的會影響結(jié)構(gòu)的安全。 我國規(guī)的最大裂縫寬度限值是：處于正常條件 下的構(gòu)件為O-3毫米；處于正常條件下的屋架、 重級工作制吊車梁，以與允許出現(xiàn)裂縫的一般預(yù) 應(yīng)力構(gòu)件為O2毫米。鋼筋混凝土構(gòu)件產(chǎn)生裂縫 的因素很多，因施工因素形成混凝土裂縫的原因與預(yù)防措施主要有以下幾個方面： 亂踩已綁扎的上層鋼筋，使承受負彎矩?的受力筋的混凝

40、土保護層加大，構(gòu)件的有效高度 減小，形成沿構(gòu)件支承邊緣的垂直于受力筋的裂縫。預(yù)防措施：構(gòu)件頂部承受負彎矩的鋼筋直徑 不宜過細(巾8)。施工時禁止在頂部鋼筋上走 動；必要時設(shè)置鋼支架支住負彎矩筋。 塑性混凝土下沉，被頂部鋼筋所阻，形成沿鋼筋的裂縫(通長或斷續(xù))。預(yù)防措施：改善水灰比，減少沁水，加強自然養(yǎng)護，增加混凝 土保護厚度。 混凝土振搗不密實，出現(xiàn)蜂窩，易形成 各種受力裂縫的起點=預(yù)防措施：保證混凝土拌制、澆筑和振搗質(zhì)量；采用對混凝土蜂窩的補強 措施。 混凝土澆筑速度過快。容易在澆筑12 小時后發(fā)生在板與墻、梁與柱交接部位的縱 向裂縫。預(yù)防措施：在澆筑與柱和梁整體連接的 梁和板時，應(yīng)在柱和墻澆筑混凝土完畢后停歇 l15j、時，使其初步沉實，再繼續(xù)