Ｒｏａｄ＆Ｂｒｉｄｇｅ 公路桥梁施工中混凝土裂缝成因及防治措施 黄新召 （广西公路桥梁工程总公司。广西南宁５３０００１） 【摘要】目前公路桥粱事业得到了前所未有的发展，而普遍 小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面 混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产 生收缩裂缝。 出现的混凝土裂缝问题也必须引起重视。本文就公路桥梁施工中混 凝土裂缝形成的原因进行了分析，并提出了防治措施。 【关键词】公路；桥粱；混凝土；裂缝；成因；防治 随着我国经济的发展，交通基础建设也突飞猛进，国内兴建了 ２公路桥梁施工中混凝土裂缝防治 ２．１温度裂缝的控制和防治 是拌合混凝土时用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。 二是夏天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层而散热。三是在 混凝土中埋设水管，通入冷水进行内部降温。四是严格控制混凝土 一大量的公路桥梁。但是在公路桥梁施工中存在大量的混凝土裂缝， 成为了公路桥梁工程中一个严峻的问题。实际上，通过一定的防治 措施是可以对裂缝进行克服和控制的，并且具有重要的社会和经济 意义。 １公路桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因分析 １．１温度急剧变化引起裂缝 当外部环境或结构内部温度发生变化时， 混凝土将发生变形， 若变形遭到绝束，就会在结构内将产生应力，应力超过混凝土抗拉 强度时即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中，温度应力可以达到 甚至超出荷载应力。温度裂缝区别其他裂缝最主要特征是将随温度 变化而扩张或合拢。同时，当大气气温低于零度时，吸水饱和的混 凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀９％，混凝土产生嘭 胀应力，也会产生裂缝。 １．２荷载引起裂缝 载荷变化引起裂缝的产生一般是指的混凝土桥梁受到的静力载 荷、动力载荷以及受到的次应力频繁发生变化而造成裂缝的现象。 由于载荷变化而引起的裂缝种类可以分为：弯曲裂缝、扭曲裂缝、 剪切裂缝以及局部应力裂缝。这些荷载裂缝由于荷载种类的不同而 表现出不同特点。此类裂缝多发生在桥梁受拉地方、剪应力较大的 地方以及桥梁振动严重的地方。 Ｌ ３施工材料引起裂缝 混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加剂组成。配置混 凝土所采用材料质量不合格，可能导致结构出现裂缝。砂石粒径太 小、级配不良、空隙率大，将导致水泥和拌和水用量加大，影响混 凝土的强度，使混凝土收缩加大，如果使用超出规定的特细砂，后 果更严重。砂石中云母的含量较高，将削弱水泥与骨料的粘结力， 降低混凝土强度。砂石中含泥量高，不仅将造成水泥和拌和水用量 加大，而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。砂石中有机质和 轻物质过多，将延缓水泥的硬化过程，降低混凝土强度，特别是早 期强度。砂石中硫化物可与水泥中的铝酸三钙发生化学反应，体积 膨胀２．５倍。拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高时对钢筋锈 蚀有较大影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土，或采用含碱的外 加剂，可能对碱骨料反应有影响。 １．４施工工艺导致的裂缝 一是混凝土保护层过厚，导致构件的有效高度减小，形成与受 力钢筋垂直方向的裂缝。二是混凝土振捣不密实、不均匀，出现蜂 窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或其他荷载裂缝的起源点。三是混 凝土浇筑过快，客易发生塑性收缩裂缝。四是混凝士搅拌、运输时 间过长，容易出现不规则的收缩裂缝。五是混凝土初期养护时急剧 干燥，使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。 六是混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝 土和施工缝之间出现裂缝。七是施工时模板刚度不足，容易产生与 模板变形一致的裂缝。 １．５收缩引起的裂缝 在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。主要 有以下两种裂缝： 塑性收缩。发生在施工过程中、混凝土浇筑后４ｈ￣５ｈ左右，此 时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发， 混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化， 称为塑性收缩。塑性收缩所产生量级很大，可达１％左右。在骨料 下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。 缩水收缩（干缩）。混凝土结硬以后，随着表层水分逐渐蒸发， 湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩（干缩）。因混凝土 表层水分损失很快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩 １６２ Ｉ华东科技 的入模温度。桥梁的大体积混凝土浇筑最宜选在春秋节施工，如果 必须在夏季施工应采取有效措施降低入模温度，同时浇筑混凝土时 最好不要让混凝土在太阳下直接爆晒。五是控制好拆模时间，气温 骤降时进行表面保温，避免混凝土表面产生急剧的温度梯度。当混 凝土温度高于气温时要适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的 早期裂缝。新浇筑的混凝土如早期拆模，在表面会引起很大的拉应 力，出现“温度冲击”现象，与水化热应力迭加后再加上混凝土的 干缩，表面的拉应力会达到很大的数值，有导致裂缝产生的危险。 如果需要早期拆模，则在拆除模板后应及时在表面覆盖一层轻型保 温材料，这些对于防止混凝土表面产生过大的拉应力有着显著的效 果。 ２．２荷载裂缝的防治 由于桥梁建造期间的各种载荷是不确定的，可以采用概率统计 的方式对静、动载荷进行统计。之后利用合理的数值计算模型进行 模拟，找出载荷的上下限。在此期间，应当防止施工使用的机械设 备堆放在一起。造成载荷超标现象的出现，还要通过禁止搭载和车 辆通行的方法对桥梁进行保护，防止裂缝的产生。 ２．３施工材料裂缝的防治 ２．３．１水泥 水泥的品种及用量决定着水化热的大小，而水泥释放温度的大 小和速度取决于水泥内矿物成分不同，因此在选用水泥时应尽量选 用水化热低的水泥，并在保证强度的前提下充分利用混凝土的后期 强度以减少水泥用量。 ２．３．２骨料 应在可泵送的前提下宜选用粒径在５￣２０ｍｍ范围内的连续级配 石子以降低混凝土的收缩变形，细骨料则应采用中砂以减少水和水 泥用量，同时应控制骨料内含泥量，以免含泥量过高加大混凝土收 缩变形并降低混凝土抗拉强度。 ２．３．３掺合料 可掺入一定量的粉煤灰以增加混凝土的密实度，提高其抗渗能 力，并可改善混凝土的工作度，降低其最终收缩量以减少水泥用量， 因此可在一定程度上降低水化热导致的内部温升，同时掺加粉煤灰 可增加混凝土的和易性并提高混凝土后期强度而推迟温升峰值出现 时间膨胀剂。采用定量膨胀剂可替代等量水泥，并可使混凝土产生 适量膨胀，过程中产生的膨胀力既可保证混凝土密实度又可抵消部 分混凝土收缩应力，并可相应提高抗裂强度。 ２．４施工工艺裂缝的防治 ２．４．１混凝土拌和浇注 混凝土应严格按照配合比取料，拌和时间应保持在１￣２ｍｉｎ， 保证其有良好的和易性好，并不会出现离析和析水的现象。应实施 分层浇注，分层厚度宜小于等于３０ｃｍ。振捣时应让振捣棒插入前层 ５～１０ａｍ，振捣时间为ｌｍｉｎ左右，直至气泡排出为止 ２．４．２混凝土坍落度的控制 混凝土坍落度能呈现混凝土拌和物的和易性。所以施工时必须 控制好坍落度，保证混凝土有足够的内在强度和光洁的表面。尤其 是在高温下施工时，控制好坍落度能保证混凝土的和易性及粘性， 防止离析，避免混凝土构件表面出现蜂窝、麻面等缺陷，增强土的 内在强度。 ２．４．３混凝土运输 混凝土运输时必须确保运输工具不会发生渗漏，并防止日晒雨淋。 为了保证运输时不出现离析，应将运输时间控制在３０ｍｉｎ内。 （下转第１３３页） 园林园艺 浅谈防护林各时期抚育管理的技术要点 王晓然 （黑龙江省林业监测规划院。黑龙江哈尔滨１５００８０） 【摘要】做好防护林的抚育工作是林业部门日常工作的重点， 木的个体差异比较明显，个体间的矛盾、分化也比较突出。林带的 林业部门应该针对防护林木在不同时期的发育特点，提高抚育的质 初植密度已经不能继续维持，在保证主要树种干形良好和林带树种 量和水平。本文根据防护林抚育工作的实际，结合防护林抚育工作 基本组成的前提下，可以开始林带的疏伐（伐去部分灌木、辅佐树 取得的经验，根据防护林郁闭度变化的规律，提出了不同郁闭期做 种和部分主要树种）以最后决定林带的成林的密度和林分的结构。 好防护林抚育的要点，通过除草、松土、修枝和提高光线、通风性 这种疏伐（间伐）的强度，可以视立地条件而定。立地条件好（实 等方式，促进防护林正常地生长，进而更好地完成林业部门的工作， 际情况上表现为林木生长比较稠密茂盛），疏伐强度可以大些。否则， 用实际工作提升防护林各种效益，实现林业工作的职能和功用。 立地条件不好的地块，疏伐强度应当小些。此后，林带组成与密度 【关键词】防护林；抚育技术；郁闭期；农田防护；技术要点 基本上处于稳定状态。但是，仍需要间隔一定时间（一般为５年左 右），对林带进行调查，并且需要及时间伐掉那些枯梢木和病腐木等 前言 等。 防护林具有保持水土、减少污染、调节气候和涵养水源等综合 ２．３防护林修枝间伐的技术重点 性功能，是保护环境、平衡生态的重要林业工程，根据防护目的和 根据林带生长发育阶段对防护林进行间伐，是保证主要树种正 功能林业部门将防护林分为：防风固沙林、农田防护林、水土保持 常生长的重要技术，也是保证林带结构的重点。在林带刚刚进入郁 林和护路林等多种，防护林的建设和抚育工作是林业部门主要的职 闭阶段，由于灌木或辅佐树种生长茂密，产生压迫主要树种的情况 能，是评价林业企业管理质量和工作水平的标志。做好防护林的抚 时，要采取部分灌木（１／２左右）平茬和辅佐树种修枝，以解除主 育工作既是林业部门日常工作的重点，又是防护林效能得到保障的 要树种的被压迫状态，供给主要树种以必要的光照，促进主要树种 重要措施，根据防护林正常生长规律，林业部门应该针对防护林木 生长并使其在林带中占有优势地位。根据防护林的种间关系和生长 在不同时期的发育特点，提高抚育的质量和水平。林业只能部门应 特性应该及时进行修枝，要在保证林木树冠有足够同化面积的条件 该根据防护林抚育工作的实际，在结合防护林抚育工作取得经验的 下，达到提高林木的干材质量和促进林木生长的目的。“宁低勿高， 基础上，根据防护林郁闭度变化的规律和林木生长特点，找到不同 次多量少，先下后上，茬短口光”是林业部门的修枝经验，注意修 树种和不同郁闭期做好防护林抚育的工作要点，通过除草、松土、 枝高度不能超过林木全高的１／３或者１／２等等（即林冠枝下的高度， 修枝和提高光线、通风性等行之有效方式，促进防护林正常地生长， 不能超过全高的１／３或者１／２）。为了避免林带内环境的骤然变化， 提高防护林郁闭的速度，进而推进林业部门更好地完成以抚育为代 修枝平茬等可分期分批地进行。当林带进入１Ｏ～１２林龄时，应当对 表的各项日常工作，用实际工作提升防护林林分质量、提高防护林 防护林枯梢木、病腐木进行修剪，保证主要树种的基本功能。 综合效益，实现林业工作对社会发展、经济建设和生态修复的职能 ３结语 和功用。 综上所述，防护林抚育是林业部门的重要工作，通过对防护林 １防护林成林前期抚育工作的技术要点 的抚育不但可以促进防护林迅速发挥防护作用，而且可以提高防护 防护林成林前，特别是郁闭度不高的时期应该主要通过除草、 林的成林质量，还可以提升林业工作的成果和效益，是一项一举多 松土、施肥和灌溉等手段，提高防护林有林对抗干旱、冻害和杂草 得的林业日常性工作。郁闭度是防护林种植、生长和成林过程中重 危害等能力，加速防护林幼林的生长速度，达到及早郁闭和及早成 要的参数，针对不同林木生长阶段，通过郁闭度的控制，达到有针 林的效果。根据过去防护林抚育工作经验，除草和松土过程中应该 对性地做好抚育工作，这是当前抚育工作的发展方向。在抚育期间 不伤树根、不伤苗梢、不伤树皮，林地内杂草、石块和障碍物要清 除了做好除草、松土和修枝等传统工作外，还应根据不同阶段做好 理干净，及时对树木进行松土后的根茎培土。幼林阶段抚育工作应 光线利用率和提高通风性等工作，充分利用郁闭度这一参数达到促 该坚持“４年次”原则，也就是：第一年三次、第二年两次、第三 进防护林生长的目的。本文对防护林抚育只做了技术上的探讨，对 年一次，即次数和年份相加的和为４。在防护林幼林时期出现外力 于提高抚育工作者积极性和如何提升抚育工作水平尚没有涉及，希 损伤或病害影响而产生生长不良的情况，应该采用齐地平茬的措施， 望后续研究者能够在上述方面取得突破，更好地促进抚育工作向深 促使防护林幼苗主干干形通直，平茬切口要光滑，以利平茬后幼树 层次和高质量方向发展。 新芽健壮整齐，促进主干迅速地生长，一般平茬在造林后的第２年 参考文献： 开始，采用间隔１ ３年的世界连续进行，确保幼林发育和生长正常。 『１１魏庆莒，张彦军．农田防护林速生丰产技术讲座［Ｉ１．新疆林 ２防护林成林期抚育工作的技术要点 业．１９９２（０３）． ２．１防护林成林初期抚育工作的重点 『２１白明．如何做好农田防护林的经营管理『¨ｌ内蒙古林业调查设 防护林成林初期郁闭度成为抚育工作重要的参考指标，防护林 计．２ｏ１１（Ｏ１）． 中不同树种和不同个体之间各种竞争趋向于激烈，防护林抚育工作 『３１程雪婷，盛友谊．长春市城郊农田防护林体系生态效益计量【Ｉ１＿吉林 的主要任务，就在于通过人为的干涉，调节各树种之间的关系，保 林业科技．２０１２（０４）． 证主要树种的生长，调节林带的结构。同时，通过这一阶段的抚育 ［４】崔福全．农田防护林规划的原则和依据基本情况分析卟现代园 修枝和间伐，为当地提供相当的经济效益 抚育工作应该以８～１０ 艺．２０１２（１６）． 年的间伐为主，既取得木材的收益，又能为其他林木扩大生长空间。 『５１杜正忠，王晓玫，孙红农田防护林建设及其效益【Ｉ１．安徽农学通报 ２．２防护林成林期抚育工作的重点 （上半月刊）．２０１２（１５）． 当防护林进入成林阶段后，由于林木品种和所处位置的不同林 （上接第１６２页） 行洒水和喷雾等进行养护，避免出现收缩裂缝。对于硅酸盐水泥、 如是在夏季高温下运输，必须检测混凝土坍落度，并且及时补 普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥拌制的混凝土，养护时间应超过 充水分，防止蒸发引起的水分流失，及时调整坍落度。 ７ｄ，对于有抗渗要求或设计有明确要求的混凝土，养护时间要多于 ２．５收缩裂缝的防治 １４ ｄ。如果是冬季施工，要避免向裸露部位的混凝土直接浇水养护， 设计部门布设足够的控制裂缝的分布筋，施工时减小水灰比设 应用塑料薄膜或其他保温材料进行保温、保湿养护。 计，尽量增加骨料用量、增大骨料粒径，施工完成后加强砼的湿治 参考文献： 养护。要防止龟裂水泥用量不宜过多，振捣要密实而不过振。砼表 ［１］费海清．论混凝土桥梁裂缝产生的原因分析卟广东科技，２００７（￣． 面泌水及浮浆要及时清除并注意及时养护。 【２］张业华，马科．桥梁施工中混凝土裂缝控制方法卟交通世界（建养 混凝土终凝后需要及时在上面覆盖养护薄膜保湿，需要适时进 机械），２０１ １（２）．