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新闻资讯：

有关因出现裂缝而影响工程质量甚至导桥梁垮塌的报道屡见不鲜

    混凝土开裂可以说是“常发病”和“多发病”，经常困扰着桥梁工程技术人员

    其实，如果采取一定的设计和施工措施，很多裂缝是可以克服和控制的

    为了进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识，尽量避免工程中出现危害较大的裂缝，本文尽可能对混凝土桥梁裂缝的种类和产生的原因作较全面的分析、总结，以方便设计、施工找出控制裂缝的可行办法，达到防范于未然的作用

     　　混凝土桥梁裂缝种类、成因实际上，混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因

    混凝土桥梁裂缝的种类，就其产生的原因，大致可划分如下几种： 　　一、荷载引起的裂缝 　　混凝土桥梁在常规静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，归纳起来主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种

    直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝

    裂缝产生的原因有： 　　1、设计计算阶段，结构计算时不计算或部分漏算；计算模型不合理；结构受力假设与实际受力不符；荷载少算或漏算；内力与配筋计算错误；结构安全系数不够

    结构设计时不考虑施工的可能性；设计断面不足；钢筋设置偏少或布置错误；结构刚度不足；构造处理不当；设计图纸交代不清等

     　　2、施工阶段，不加限制地堆放施工机具、材料；不了解预制结构结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式；不对结构做机器振动下的疲劳强度验算等

     　　3、使用阶段，超出设计载荷的重型车辆过桥；受车辆、船舶的接触、撞击；发生大风、大雪、地震、爆炸等

    次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力产生裂缝

    裂缝产生的原因有： 　　1、在设计外荷载作用下，由于结构物的实际工作状态同常规计算有出入或计算不考虑，从而在某些部位引起次应力导致结构开裂

    例如两桥拱脚设计时常？用布置“X”形钢筋、同时削减该处断面尺寸的办法设计铰，理论计算该处不会存在弯矩，但实际该铰仍然能够抗弯，以至出现裂缝而导致钚馐础？ 　　2、桥梁结构中经常需要凿槽、开洞、设置牛腿等，在常规计算中难以用准确的图式进行模拟计算，一般根据经验设置受力钢筋

    研究表明，受力构件挖孔后，力流将产生绕射现象，在孔洞附近密集，产生巨大的应力集中

    在长跨预应力连续梁中，经常在跨内根据截面内力需要截断钢束，设置锚头，而在锚固断面附近经常可以看到裂缝

    因此，若处理不当，在这些结构的转角处或构件形状突变处、受力钢筋截断处容易出现裂缝

    实际工程中，次应力裂缝是产生荷载裂缝的最常见原因

    次应力裂缝多属张拉、劈裂、剪切性质

    次应力裂缝也是由荷载引起，仅是按常规一般不计算，但随着现代计算手段的不断完善，次应力裂缝也是可以做到合理验算的

    例如现在对预应力、徐变等产生的二次应力，不少平面杆系有限元程序均可正确计算，但在40年前却比较困难

    在设计上应注意避免结构突变（或断面突变），当不能回避时，应做局部处理，如转角处做圆角，突变处做成渐变过渡，同时加强构造配筋，转角处增配斜向钢筋，对于较大孔洞有条件时可在周边设置护边角钢

    荷载裂缝特征依荷载不同而异呈现不同的特点

    这类裂缝多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位

    但必须指出，如果受压区出现起皮或有沿受压方向的短裂缝，往往是结构达到承载力极限的标志，是结构破坏的前兆，其原因往往是截面尺寸偏小

    根据结构不同受力方式，产生的裂缝特征如下： 　　1、中心受拉

    裂缝贯穿构件横截面，间距大体相等，且垂直于受力方向

    采用螺纹钢筋时，裂缝之间出现位于钢筋附近的次裂缝

     　　2、中心受压

    沿构件出现平行于受力方向的短而密的平行裂缝

     　　3、受弯

    弯矩最大截面附近从受拉区边沿开始出现与受拉方向垂直的裂缝，并逐渐向中和轴方向发展

    采用纹钢筋时，裂缝间可见较短的次裂缝

    当结构配筋较少？，裂缝少而宽，结构可能发生脆性破坏

     　　4、大偏心受压

    大偏心受压和受拉区配筋较少的小偏心受压构件，类似于受弯构件

     　　5、小偏心受压

    小偏心受压和受拉区配筋较多的大偏心受压构件，类似于中心受压构件

     　　6、受剪

    当箍筋太密时发生斜压破坏，沿梁端腹部出现大于45°方向的斜裂缝；当箍筋适当时发生剪压破坏，沿梁端中下部出现约45°方向相互平行的斜裂缝

     　　7、受扭

    构件一侧腹部先出现多条约45°方向斜裂缝，并向相邻面以螺旋方向展开

     　　8、受冲切

    沿柱头板内四侧发生约45°方向斜面拉裂，形成冲切面

     　　9、局部受压

    在局部受压区出现与压力方向大致平行的多条短裂缝

     　　二、温度变化引起的裂缝 　　混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力，当应力超过混抗拉强度时即？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活载应力

    温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢

    引起温度变化主要因素有： 　　1、年温差

    一年中四季温度不断变化，但变化相对缓慢，对桥梁结构的影响主要是导致桥梁的纵向位移，一般可通过桥面伸缩缝、支座位移或设置柔性墩等构造措施相协调，只有结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝，例如拱桥、刚架桥等

    我国年温差一般以一月和七月月平均温度的作为变化幅度

    考虑到混凝土的蠕变特性，年温差内力计算时混凝位移受到限制时才会引起温度裂缝，例如拱桥、刚架桥等

    我国年温差一般以一月和七月月平均温度的作为变化幅度

    考虑到混凝土的蠕变特性，年温差内力计算时混凝土弹性模量应考虑折减

     　　2、日照

    桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳曝晒 　　晒后，温度明显高于其它部位，温度梯度呈非线形分布

    由于受到自身约束作用，导致局部拉应力较大，出现裂缝

    日照和下述骤然降温是导致结构温度裂缝的最常见原因

     　　3、骤然降温

    突降大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降，但因内部温度变化相对较慢而产生温度梯度

    日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实桥资料进行，混凝土弹性模量不考虑折减

     　　4、水化热

    出现在施工过程中，大体积混凝土（厚度超过2.0米）浇筑之后由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内外温差太大，致使表面出现裂缝

    施工中应根据实际情况，尽量选择水化热低的水泥品种，限制水泥单位用量，减少骨料入模温度，降低内外温差，并缓慢降温，必要时可采用循环冷却系统进行内部散热，或采用薄层连续浇筑以加快散热

     　　5、蒸汽养护或冬季施工时施工措施不当，混凝土骤冷骤热，内外温度不均，易出现裂缝

     　　6、预制T梁之间横隔板安装时，支座预埋钢板与调平钢板焊接时，若焊接措施不当，铁件附近混凝土容易烧伤开裂

    采用电热张拉法张拉预应力构件时，预应力钢材温度可升高至350℃，混凝土构件也容易开裂

    试验研究表明，由火灾等原因引起高温烧伤的混凝土强度随温度的升高而明显降低，钢筋与混凝土的粘结力随之下降，混凝土温度达到300℃后抗拉强度下降50%，抗压强度下降60%，光圆钢筋与混凝土的粘结力下降80%；由于受热，混凝土体内游离水大量蒸发也可产生急剧收缩

     是公路桥梁建设重要组成部分，对于公路建设质量与安全具有十分重要的影响和意义

    基于此，本文试从桥梁施工准备工作、沉井制作、沉井的下沉等层面论述桥梁工程沉井施工技术，希望对道路桥梁建设行业有所贡献

      　　关键词：桥梁工程；沉井；施工技术  　　对于路桥施工来说，沉井的类型多种多样，可以依据材料、横截面等分为不同的沉井类型

    施工方法主要是按照施工场地的工程地质和水文条件等，且采取一定的技术力量及其设备机具进行施工

    同时，要从施工准备工作、沉井制作、沉井的下沉等关键层面展开

      　　1 关于路桥基础工程沉井制作  　　通常情况下，沉井是在原位制作而成的，如果土层不够均匀，则需要在经平整放线定位的场地上铺一层砂垫层，厚度在0.5米左右，然后在沉井刃脚处对称地安置适当的垫木

    垫木可以支撑第一节沉井的重量，并按照垫木定位支设模板及绑扎钢筋

      　　2 关于路桥基础工程准备工作  　　2.1放线定位技术要求

    在沉井制作之前，要对沉井的平面位置进行认真细致的测量工作

    将沉井的中轴线和外轮廓线放好，定位好才能准确，验收合格后方可进行施工工作

      　　2.2平整场地基本要求

    要仔细平整沉井施工场地，范围要宽于沉井的外侧1到3米

    如、天然地质比较硬，就可将地表的杂物清除再进行平整，否则应在基坑处铺填砂垫层，从而避免在浇制时产生较大的不均匀的沉降

    砂垫层的厚度要大于0.5米，且应方便的抽取垫木

      　　3 关于路桥基础工程沉井的下沉  　　3.1沉井接筑技术要求

    在第一节沉井下沉到预定深度时，可以停止挖土下沉，随后立模浇制，接长井壁及内隔墙，然后再沉再接

    每以次接筑的最大高度一般宜小于5米，要尽量对称、均匀地浇筑，要防止住倾斜

      　　3.2沉井封底技术要求

    当沉井下沉到一定的设计标高之后，方可停止，并进行沉降观测工作，如果8米内下沉量不超过10mm时，就可以进行封底

    常用的封底方法有干封法和水下封底法两种

      　　（1）干封法技术

    要将沉井底部土面全部挖至设计标高，且在中间局部深挖以形成集水井

    要切实用水泵在集水井中连续抽水，使地下水位面降至沉井底面以下，随后用掺有早强剂的混凝土将集水井以外的全部底板一次浇筑，待底板混凝土达到设计强度以后，用掺有速凝剂的混凝土迅速把集水井封死

      　　（2）水下封底法技术

    要将基底土渣清除干净，若是为软土应铺碎石垫层

    安装水下浇筑混凝土的钢导管，导管管段的接头应密封良好

    水下浇筑混凝土的强度等级应比设计强度提高10%到15%之间

    水灰比不宜大于0.6，并要有良好的和易性，初期坍落度宜为14到16cm，以后应为16到22cm

    每立方米混凝土中水泥用量一般为300到400kq

    浇筑混凝土时，导管插入混凝土的深度不应该小于1m

    沉井全部底面的混凝土应连续浇筑，要采取一次完成

    鉴于干封法成本低、施工快，并且易于保证质量，要优先采用

      　　3.3拆除垫木技术要求

    注意拆除垫木要对称进行，力求平稳，避免造成沉井倾斜

    对于垫木拆除，首先要对矩形沉井，拆内隔墙下的，再拆短边井壁下的，最后拆长边下的；长边下垫木应隔根抽出，随后以四角处的定位垫木为中心，采取由远及近对称抽出，然后抽定位垫木

    在每次抽出垫木以后，刃角下空位应立即使用砂进行填实

      　　3.4取土下沉技术的具体要求  　　（1）排水下沉法阶段

    在沉井所穿越的土层较稳定时，不会因排水而产生大量流砂出现塌陷时，采用排水挖土下沉施工

    当土质为砂土或软黏土时，可先用高压水把沉井内泥土冲散，稀释成泥浆，然后用水力吸泥机将泥浆吸出，排到井外空地；当遇到砂、卵石层或硬黏土层时则用抓土斗出土

      　　（2）不排水下沉法阶段

    在地层土质不稳定、地下水量很大时，为防止因井内排水而产生流砂，可采用不排水下沉法

    采用此种方法要求沉井内的水位始终保持高于井外水位1到2m，采用机械抓斗水下出土，或用高压水破土，然后用空气吸泥机将泥水排出

      　　（3）人工挖土法阶段

    此法用于无地下水或地下水量不大的小型沉井

    为能使沉井均匀竖直下沉，防止出现倾斜，应分层、均匀、对称地挖土，而且不宜从沉井刃脚踏面下挖土，否则，容易形成局部沉井悬空，影响沉井正常下沉

    对于软弱土质，挖土时应在沉井  　　刃脚周围保留土堤，使沉井挤土下沉，利于预防沉井倾斜

      　　（4）泥浆套下沉阶段

    泥浆套下沉法，是在沉井壁与土层之间设一层触变泥浆，依靠泥浆的润滑作用减小土体对沉井的阻力，使沉井平稳顺利下沉

    另外，由于泥浆大大减少了土层对井壁的阻力，据此，在相同条件下可以减轻沉井自重

      　　4 关于路桥基础工程沉井纠偏  　　虽然沉井施工之前作好了必要的准备工作，但是由于施工场地地质的复杂和条件的多变，在施工过程中还是会出现一系列的难题不好解决，因此进行沉井纠偏必不可少

      　　（1）关于沉井突沉问题

    在软土地基中沉井施工，经常会发生突然下沉现象

    突沉的原因主要是由于土对井壁的侧摩擦力较小，在刃脚下土被挖除后，沉井失去支撑导致剧烈下沉

    突沉容易使沉井产生倾斜或是超沉，特别是当下沉接近设计标高时，更要注意防止突沉

    可以通过控制刃角下的挖土深度，对称均匀挖土，及通过加大刃脚踏面宽度和设置底梁等措施予以防止

      　　（2）关于沉井倾斜问题

    沉井在下沉过程中常出现沉井倾斜这样的问题，因此要及时的进行防止和纠正

    主要是加强预防及其加强测量，发现倾斜时要及时的分析原因并迅速采取措施

    常见的纠正沉井倾斜的方法有以下几个方面：对于下沉少的一侧加快挖土，或是在沉井顶部施加荷载，及用高压水冲刷刃脚底部等

    而对于下沉多的一侧，就要停止挖土，并用用钢缆套在沉井顶部向下沉少的一侧扳拉

      　　（3）关于沉井难沉问题

    在沉井难沉指井内的土挖出后，井下沉过慢或者是不下沉，甚至将刃角下掏空还不下沉

    遇到这样的情况，要先调查分析其原因，采取相应措施

    倘若因沉井外壁摩擦力过大造成难沉，可以采用在井壁外侧挖土、用水管射水冲刷或灌注膨润土等方法以减小其摩擦力，有时也可以采用施加荷重等办法使其实现下沉