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01、混凝土裂縫的種類及特征

產生混凝土裂縫的原因是多方面的，橋梁結構及構件所發生的裂縫也是形態各異的（后面將專題說明），但就一些具體裂縫而言，總有主導原因，一些裂縫，具有其獨特特征。為便于分析、鑒別工程中發生的裂縫，我們可以根據裂縫產生的原因，將常見裂縫歸納為沉縮裂縫，干縮裂縫，化學作用裂縫，應力裂縫和施工因素裂縫六大類。混凝土硬結前，易產生的塑性沉降裂縫和塑性收縮裂縫。可統稱為沉縮裂縫；混凝土硬結后。易產生塑性干縮裂縫（龜裂）和長期干縮裂縫，可統稱為干縮裂縫；還易產生溫度裂縫和化學作用裂縫；在混凝土硬結前后都可能產生的有應力裂縫和施工處理不當等因素的裂縫，可統稱為結構性的裂縫。

02、混凝土裂縫的防治

（一）沉縮裂縫

1．現象：混凝土澆注后1～3h內，隨泌水而沉降或隨混凝土甥性收縮產生的裂縫。沉降裂縫順梁、板上表面主筋的方向開裂，裂縫最深達鋼筋表面。塑性收縮裂縫在鋼筋以上產生不規則斜裂縫。

2．危害：減小鋼筋的混凝土保護層厚度，加速了鋼筋的銹蝕。

3．原因分析：鋼筋正上方與其周圍發生不同的收縮下沉產生沉降裂縫，隨混凝土原材料及配比不同，澆注高度及澆注速度不同而不同，澆注高越大，速度越快，沉陷越大；塑性收縮裂縫是混凝土由塑性變固體性化學反應所引起，水泥用量越大，水灰比越高，所產生的塑性收縮就越大。

4．預防措施：

（1）嚴格控制混凝土水灰比和加水量，不要采用過大的單方水泥用量。

（2）摻人減水劑和適量粉煤灰，以便減少沉降量和塑性收縮。

（3）在混凝土澆注1～2h后，對混凝土進行二次振搗，表面拍打、振密。箱梁及T梁應澆到翼板根部時停一段時間，待粱身混凝土泌水沉降完成后，再繼續澆注翼板這層混凝土。

5．治理方法：出現沉縮裂縫立即抹平壓實。

（二）塑性干燥及收縮裂縫（龜裂）

1．現象：混凝土澆注后約4h，裂縫出現在結構或構件表面，形狀很不規則，長短不一。互不連貫，俗稱為龜裂。

2．危害：淺層龜裂影響混凝土面的美觀；深層龜裂減小鋼筋的混凝土保護層厚，使鋼筋易過早銹蝕。

3．原因分析：

（1）澆注后，混凝土表面沒覆蓋，水分蒸發快，體積急劇收縮，在干熱及大風季節極易產生。

（2）水泥用量過大，砂粒徑太細。

（3）混凝土水灰比過大，或模板沒濕潤。

4．預防措施：

（1）嚴格控制水灰比及水泥用量，選用較大砂率和級配良好石料。

（2）避免混凝土自身與外界溫度相差過大，澆注后及時覆蓋，潮濕養護。

（3）設置風擋；氣溫高，干燥或風速大的氣候下施工，及早噴水養護。

（4）澆注前，將基層和模板充分澆水濕透。

5．治理方法：

（1）發現微細裂縫時，及時抹壓一遍，再覆蓋養護。

（2）裂縫已形成時，現澆結構表面抹一層薄砂漿封閉裂縫。保護鋼筋：預制構件，可在裂縫表面，涂環氧膠泥或粘環氧玻璃布封閉處理。

（三）長期干縮裂縫

1．現象：表面性裂縫，寬度只有0.05～0.2mm，走向為縱橫交錯，沒有規律性。整體現澆結構中，多半發生在結構變截面處，平面裂縫多半延伸到變截面部位或塊體邊緣。預制構件多產生在箍筋位置。

2．危害：較嚴重開裂時，影響混凝士面的外觀質量，會引發混凝土面層剝落。

3．原因分析：

（1）混凝土成型后，養護不當，表面體積收縮大，受內部混凝土約束出現拉應力引起裂縫。

（2）采用含泥量大的細砂、粉砂澆注的混凝土。

（3）過振，表面形成水泥含量較多的砂漿層。

4．預防措施：

（1）水泥用量、水灰比、砂率不能過大采用；盡量減少混凝土單位用水量。

（2）板面混凝土在初凝后、終凝前，進行二次抹壓，減小收縮量。

（3）摻用膨脹劑如鈣礬石系膨脹劑（UEA），摻用優質粉煤灰。

（4）同第五節二、（二）“塑性干縮裂縫”預防措施（2）、（3），尤其注意早齡期（前4～7天）的合理養護。

5．治理方法：同第五節（二）“塑性干縮裂縫”的防治方法。

（四）溫度裂縫

1．現象：

（1）表面溫度裂縫走向無一定規律性：梁、板及長度尺寸較大結構，裂縫多平行于短邊；大面積結構裂縫常縱橫交錯。

（2）溫度深層裂縫和貫穿裂縫，一般與短邊方向平行或接近平行，裂縫沿全長分段出現，中間較密；表面、深層、貫穿溫度裂縫的寬度大小不一，一般在0.5mm以下，裂縫寬度沿全長沒多大變化，但受溫度變化影響顯著，冬季較寬，夏季較細。

（3）多發生在施工期間，沿斷面高度，裂縫大多呈上寬下窄狀，個別有下寬上窄情況，如遇上下邊緣配筋較多結構，也出現中間寬兩端窄的形狀。

2．危害：表面溫度裂縫，因只在表層出現，所以僅影響混凝土的外觀質量。嚴重時，產生表層剝落；深層和貫穿溫度裂縫。由于深度大，或成貫穿狀，將破壞結構的整體性，加速鋼筋銹蝕，降低混凝土的抗凍性及耐久性。

3．原因分析：

（1）表面溫度裂縫，多由于溫差較大引起。如大體積混凝土，因硬化中，水泥放出大量水化熱，造成其內外溫差大；溫度產生非均勻降溫差時，如冬施中，過早除掉保溫層，或受寒潮襲擊，都導致混凝土表面急劇降溫收縮，表面受內部混凝土的約束，將產生很大應力，使混凝土因早期強度低而產生裂縫。由于這種溫差僅在表面處較大，離開表面就很快減弱，因此裂縫只在表層出現，表層以下結構仍完整。

（2）深層和貫穿溫度裂縫，多由于結構降溫差值較大，受外界的約束而引起。如現澆橋臺混凝土，擋墻混凝土或大體積剛性擴大基礎，澆注在堅硬地基或承臺上，未采取隔離等放松約束措施或收縮縫間距過大時，如果混凝土澆注時，溫度很高，加上水泥水化熱的溫升很大，使溫度更高，當混凝土冷卻收縮，全部或部分地受到地基或其他外部結構的約束。將會在混凝土內部出現很大拉應力，產生降溫收縮裂縫。這類裂縫常在澆注后2～3個月或更長時間出現，裂縫較深，有時成貫穿狀。

（3）預制構件采用蒸汽養護時，由于溫度降溫制度控制不好，降溫過快或構件急于出池。急速揭蓋，均使混凝土表面劇烈降溫，而受到胎模約束，導致構件表面出現裂縫。

4．預防措施：預防溫度裂縫，可從控制溫度，改進設計和施工操作工藝，改善混凝土性能，減少約束條件等方面入手。一般措施為：

（1）降低混凝土的澆注溫度。如采用降低骨料的溫度，或加冰水，或澆注安排在夜間最低溫度時，或采取有效措施減小混凝土的溫度回升，或用液態氮降低混凝土的溫度等。

（2）降低水泥的水化熱的溫升。如選用低水化熱的水泥。或減少水泥的用量，或摻人優質粉煤灰。

（3）加快澆注后混凝土的散熱，如使用鋼模板（結構較薄時），或分層澆注混凝土，每層厚度不大于30cm，以便于散熱。并使溫度分布均勻；或在大體積混凝土中，預埋或利用一些管，孔道如鋼索的套管，通過冷水或冷風來降溫。

（4）降低欲澆注混凝土結構或構筑物的外部約束。如減小澆注體長度或厚度，分塊厚為1.5～2.0米，以減少約束作用，平面方向，每塊截面積不小于50m2，塊與塊問豎向接縫面，應與截面積短邊平行，垂直其長邊。跳塊澆注，上下鄰層混凝土間豎向接縫，應錯開位置做成企口，并按施工縫處理，以減少溫度收縮應力；或減小約束體體積；或改善交界面狀況，如頂進箱涵，底板與墊層間涂石蠟層，大體積橋臺混凝土與墊層間，澆瀝青膠。并鋪5mm厚砂等做法。來改善交界面的狀況。兩層混凝土澆注間隔時間不得長于15d。

（5）加強澆注混凝士的表面保護。如澆注后，表面應及時用草簾、草袋、砂、鋸末等覆蓋，并灑水養護，或蓄水養護，夏天適當延長這一狀態養護；寒冷季節，采取保溫措施，保護混凝土表面，薄壁結構，要適當延長其拆模時間，使之緩慢降溫。拆模時，混凝土中心與表面溫差，不宜大于20C，以防急速降溫。

（6）改善混凝土的性能。如盡量選用低熱或中熱水泥（如礦渣水泥、粉煤灰水泥），或選用合適骨料如石灰巖骨料及其級配良好，以便降低水化熱。

（7）蒸汽養護構件時，嚴格控制升溫速度不大于10～15 C／h，降溫不大于15 C／h，并應適當冷養后吊運構件出池，以避免過大溫度應力。

5．治理方法：

（1）對于一般結構的縫寬小于0.1mm裂縫，因可自行愈合，只采取封閉措施，即一般采用涂兩遍環氧膠泥，貼環氧玻璃布，以及噴水泥砂漿等進行裂縫表面封閉。

（2）對于有防水要求的結構，縫寬大于0.1mm的深層及貫穿性裂縫，可根據裂縫的可灌程度采取灌漿方法進行裂縫修補。裂縫修補方法將在下面專題討論。

（五）施工因素產生的裂縫

1．現象：

（1）U形橋臺，翼墻與前墻連接處開裂，裂縫由上向下延伸，（見圖2-5-4）；耳墻式橋臺，在耳墻與雉墻連接處出現豎向裂縫，裂縫由下向上延伸（見圖2-5-5）。

（2）橋墩墩身水平裂縫橋墩的鋼筋混凝土墩身，尤其是高墩（約10～20米以上的墩），在橋墩墩身兩側面，出現水平狀的裂紋，如圖2-5-6所示。有時，水平裂紋可發展至四周貫通，當橋上活載通過時，可見裂縫有開、合現象。

（3）由于支架、拱架、模板發生不均勻沉陷，在現澆混凝土上產生的裂縫，多屬于深層或貫穿的裂縫，裂縫延伸方向與沉陷情況有關。

（4）連續梁混凝土澆注順序不當產生的裂縫。如三跨連續梁，在三日內順序從中跨、左邊跨、右邊跨進行混凝土澆注，在最先澆注的中跨產生垂直主筋的橫向裂縫。

（5）使用木模澆注的鋼筋混凝土構件，預制構件脫模出現縱向、斜向裂縫。

（6）構件在堆放、運輸中產生的裂縫。

2．危害：

（1）橋臺、橋墩裂縫，破壞其整體性，危及橋跨結構的穩定與安全。

（2）結構及構件裂縫，輕者引起鋼筋過早銹蝕，重者將降低其承載能力，甚至報廢。

3．原因分析：

（1）耳墻式橋臺裂縫，是因為在混凝土初凝期內，模板支撐發生下沉或晃動；或冬期施工中，耳墻間填筑非滲水性土壤，受凍發生凍脹產生耳墻與雉墻連接處豎裂；U形橋臺，多因橋臺翼墻間填土不實，含水量大，臺后排水不良等原因，造成填土土側壓力加大或受凍膨脹，推擠翼墻，產生裂縫。

（2）橋墩，尤其高墩，由于澆注混凝土時，施工縫處理不好，該處混凝土抗拉強度低于設計要求，橋墩在活載作用下，邊緣產生超過設計的拉應力造成水平裂縫。

（3）混凝土初凝后，模板變形，支撐下沉或晃動，就會在還未具有強度的混凝土中發生裂縫，造成構造缺陷。

（4）連續梁混凝土，由于模板和支架因施工過程中重量分布的變化發生撓度變化，造成最先澆注的混凝土發生裂縫形成構造缺陷。

（5）預制構件模板隔離劑失效，混凝土與模板粘連。起吊模板時構件受力不均或受扭，出現縱向斜向裂縫。

（6）構件堆放、運輸時，支撐墊木不在一條豎直線上；或運輸時構件懸挑過長；或吊點位置不對；或構件側向剛度較差，吊裝時未采取臨時加固措施，造成混凝土開裂。

4．預防措施：

（1）要做好模板、支架、拱架各支撐處基礎和地基的處理，確保其不發生沉降、移位等變形。

（2）耳墻式橋臺、U形橋臺。要控制其間填土的土質、含水量及密實度，做好橋臺的防水及排水設施，防止填土過濕及受凍。

（3）橋墩混凝土澆筑中，要按要求及技術規程，對不可避免的施工縫，要清除待繼續澆混凝土面的浮漿，用水沖洗后鋪水泥漿在待澆面上，然后繼續澆筑混凝土。在可能情況下，橋墩應一氣澆完，不留施工縫。

（4）現澆混凝土支設模板要考慮避免混凝土偏壓。必須保證模板要充分牢固。支架要處理好基礎、支架壓縮變形和撓度，支架接頭和接觸面壓緊等因素，防止發生下沉、變形，要設置千斤頂和揣手楔來調整。

（5）預先設計好澆注順序和分區，澆注時嚴格按順序進行，并在混凝土中摻入緩凝劑，調整硬化開始時間。為防止發生裂縫，可最先澆注會產生最大撓度位置的混凝土，最后澆注容易發生裂縫的中間支點處的混凝土。

（6）預制構件模板應涂隔離劑并保持澆注前有效；構件起模前先用千斤均勻松動，然后再平穩脫模。

（7）構件堆放，按其受力特點設墊塊，重疊堆放，墊塊應在一條豎直線上，板、柱等正反相同的構件應做好標志，避免放反損壞；運輸中，應在構件間設墊木并互相綁牢，防止晃、撞、顫。

（8）吊裝時，按規定設吊點，對側向剛度差的構件如預制預應力空心箱梁，要有橫向加固設施，并設牽引繩，防止吊裝中晃、撞。

5．治理方法：

（1）對結構承載力影響小的縱向裂縫，一般可用水泥砂漿或環氧膠泥進行修補。

（2）裂縫較寬時，應先沿縫鑿成八字形凹槽，然后用水泥砂漿或環氧膠泥嵌補；裂縫較深時，可根據受力情況。采用灌化學漿液，包鋼絲網水泥等法處理。

（3）由運輸、堆放、吊裝等原因引起較細的表面橫裂縫，可先將裂縫處清洗干凈，待干燥后用環氧膠泥涂刷或粘環氧玻璃布封閉；構件邊角縱向裂縫處松散混凝土應剔除，然后用水泥砂漿或豆石混凝土修補。

（4）裂縫貫穿整個截面的構件報廢處理，不得使用。