梁板柱混凝土构件常见裂缝原因浅析与工程对策

黄华丽

摘 要：我国的交通建设历来是基础设施建设的重中之重，为保证我国国民经济快速、持续、健康发展，必须加快公路设施建设。大量工程实践以及近代科学关于混凝土强度的细观研究都表明结构物的裂缝是不可避免的，它是材料的一种特性。形成可见裂缝的原因错综复杂，主要原因有设计不妥、混凝土材料缺陷、施工质量问题等，本文针对主要原因提出了钢筋混凝土构件在各方面的相应防治措施。

关键词：混凝土构件；裂缝；预防处理

中图分类号：TU528 文献标志码：A

0 前言

就已建公路工程质量而言，仍存在不尽人意的地方，如交通建设中主要组成部分模注混凝土存在裂缝问题。本文通过分析混凝土裂缝产生的各方面原因，并针对原因提出了相应的防治措施。

1混凝土裂缝的类型

混凝土结构存在裂缝是相当普遍的现象，由于混凝土裂缝形式类型众多，导致裂缝的原因复杂错综，甚至是各种各样因素互相影响，但各条裂缝均有其存在的一种或几种原因，钢筋混凝土桥梁裂缝种类大致如下：

（1）按裂缝的成因分类：根据钢筋混凝土裂缝产生的原因，可将分为结构变形裂缝（结构性裂缝，约占10%）和无荷载变形裂缝两大类。

（2）按裂缝的产生时间分类：钢筋混凝土结构成型需要一定时间和长期服役的过程，因而在不同的时期和阶段也形成了各异的裂缝，如：施工阶段产生裂缝（0d～3d）；混凝土早期裂缝（3d～28d）；混凝土中期裂缝（28d～180d）；混凝土后期裂缝（180d～360d、720d）；混凝土结构长期放置产生的裂缝及使用阶段产生的裂缝。

（3）按裂缝的形状及尺寸分类：桥梁混凝土结构中的裂缝按形状可分为：纵向裂缝、横向裂缝、斜向裂缝、其他各种不规则裂缝；桥梁混凝土结构中的裂缝按尺寸可分为：微观裂缝和宏观裂缝两类。

2 混凝土裂缝的成因

混凝土结构中裂缝类型形式众多，形成可见裂缝的原因错综复杂，从技术的角度分析大体有以下几个方面：设计不妥引起的裂缝；混凝土材料缺陷引起的裂缝；施工质量问题引起的裂缝；使用—维护不当引起的裂缝；受到环境侵蚀而产生的耐久性裂缝；偶然作用后产生的残余裂缝等。

2.1 设计阶段的影响因素

设计阶段决定了结构构件的最终形式。设计对我们交通基础设施建设及钢筋混凝土构件运营养护中起到非常重要的作用。在设计阶段可能产生的是结构性裂缝。

2.2 施工阶段的影响因素

施工阶段的影响因素主要：施工工艺和方案引起裂缝、混凝土的原材料及配合比引起裂缝。

混凝土是由水泥、水、粗集料、细集料、外掺料和外加剂按适当比例配合而成的胶结材料，因此，原材料及配合比设计是混凝土成形后的性能的重要影响因素，如何选用合格的原材料，并进行合理的配合比设计，对控制混凝土成型后质量有着重要的意义。

（1）原材料的影响

水泥：传统思想中，认为水泥强度等级越高越好，实际上，如果低等级混凝土选用高等级强度水泥，既浪费了材料，又因水泥的水化热过高，混凝土的温度应力不能得到及时释放而造成混凝土开裂，所以在保证混凝土强度的基础上，应尽量选用低等级水泥，并减少水胶比。

粗、细集料：首先，应做好骨料的原材料检测工作，确保骨料质量，由于骨料原因造成混凝土的开裂，大部分是因为集料本身存在有害的物质及化学成分。另外粗骨料粒径小、自身强度低，都容易形成混凝土裂缝，细集料的细度模数较小时，混凝土终凝后容易造成表面水分损失，形成细小裂缝。

外掺料、外加剂：在混凝土中适当掺入外掺料、外加剂等，可以有效改变混凝土稳定性，减少收缩，减少裂缝出现，但如使用不当，也会对混凝土质量造成危害。

（2）配合比设计的影响

混凝土配合比设计分4个阶段，分别为：配合比设计计算，基础配合比设计、试验室配合比试配、调整施工配合比。

因此，从原材料选择到配合比设计，必须经反复试验校核，逐渐调整至合理的程度。其中水灰比、砂率、用水量是影响混凝土配合比设计的3个重要参数，通过对混凝土配合比设计的优化，可以有效得控制裂缝产生。

2.3 运营养护的影响因素

在运营过程中，由于管理不当，如在使用过程中超过设计荷载的重型车辆过桥；受车辆、船舶的接触、撞击；发生大风、大雪、地震、爆炸等灾害；桥梁处于地理环境恶劣等情况，最终都会导致混凝土产生裂缝。

3 混凝土裂缝的预防措施

3.1 设计方面

受力钢筋的布置采用细筋密配方式，配筋率在0.3%～0.5%，可以改变裂缝分布情况，同时增配构造钢筋，提高混凝土抗残裂性能；在混凝土结构易产生结构突变形成应力集中的部位，应在设计阶段进行考虑，在薄弱部位，采取配置加强钢筋等加强措施；在结构中布置预应力钢筋，可抵消、减少一部分拉应力，从而控制裂缝出现；在混凝土的表层布置钢筋网片，可有效控制可见裂缝的出现；在设计中，充分考虑施工时的环境、条件因素，设置合理的后浇带，可减少早期混凝土收缩产生的裂缝。

3.2 施工方面

（1）原材料质量及配合比：严格控制混凝土原材料的质量，并进行抽检试验，保证所使用原材料符合相应标准及要求；对骨料进行含水量试验，及时调整施工配合比；施工过程中，对混凝土坍落度进行控制，检测混凝土拌合物的和易性，以避免由于混凝土和易性太差而导致混凝土离析，从而出现裂缝；在混凝土拌和过程中，要注意搅拌方式、时间及入模时间；浇筑过程中，要保证浇筑混凝土的振捣时间、位置，应分层浇筑，分层厚度要满足要求，并注意避免漏振、欠振、过振，此外，严禁振捣棒靠近钢筋进行振捣或插入保护层振捣；混凝土在运输过程中，也应检测混凝土坍落度，避免由于水分流失而造成的损失；混凝土初凝后应及时洒水，保湿养护，如桥梁下部结构建设采用薄膜保湿养护，梁板采用工厂化施工喷淋养护等。

（2）施工工艺及操作：工程施工开始前，施工单位应编制施工组织设计和施工方案，特别对于大体积混凝土浇筑，应编制专项施工技术方案，以保证混凝土浇筑质量；按设计文件及施工方案要求，合理布置施工缝布置，通常情况下，施工缝可设置在受力较小且便于施工的部位；对于预应力混凝土构件，应在预应力端部錨固区布置构造钢筋，应保证一定的混凝土层厚度。

3.3 运营养护及外界环境方面

严禁控制超限、超载车辆过桥，以防车辆对结构物产生接触和碰撞，对结构产生损害；对于已产生危害的桥梁，也应进行一系列的检测和分析，并采取加强和维护措施；对于使用过程中的结构物，应进行定期的检测和分析，特别是已产生安全隐患的裂缝，如桥梁梁板、立柱、盖梁等产生的结构性裂缝，应及时采取相应的加强维护措施，消除隐患；结构物在使用过程中，如遭受到偶然非工况损害后，也应进行观察、检查裂缝情况，进行分析，如有必要需采取相应的加固措施。

结语

在混凝土结构物中，裂缝是一种常见的病害。裂缝产生的原因很多，本文就其中的一部分原因进行了简单分析。如何控制混凝土结构物发生裂缝，也应做到事先预防、事中控制，事后预防等3个方面。首先，要保证设计过程中有足够的强度储备；其次，要控制好施工过程中的原材料和配合比质量、施工环境条件、施工工艺等；而在养护阶段，重点应对已产生的裂缝进行正确的判断，并采取针对性的措施进行处理，才能达到事半功倍之效。

参考文献

[1]GB50010-2010，钢筋混凝土结构设计规范[S].

[2]GB50367-2013，混凝土结构加固设计规范[S].

[3]王震.钢筋混凝土常见常见裂缝原因分析及预防处理措施[J].工程技术，2017（3）：107.