混凝土橋梁裂縫問題的若干思考

摘要：我國高度重視路橋在國家發展中的重要作用，所以交通基礎建設得到迅猛發展，混凝土橋梁更是重中之重。所以關于混凝土裂縫而影響工程質量甚至導橋梁垮塌的報道也應運而生。有些并非施工技術要求不高，正因如此也讓人困惑不難解。其實，加強對施工環境的了解，在采取一定的設計和施工措施，很多裂縫是可以控制的。所以本文對混凝土橋梁裂縫的種類和產生的原因作了很多的分析、總結，以便設計、施工找出控制裂縫的可行辦法，達到防范于未然的作用。所以我國關于混凝土施工的設計規范采用了限制構件裂縫寬度的辦法來保障混凝土結構的正常使用。

關鍵詞：混凝土橋梁 施工材料 施工工藝 質量

0 引言

混凝土用途非常廣泛，取材方便、成本不高、不易損壞、可塑性強，防火、耐老化、維護費用不高，是世界上使用非常普及的建筑材料。但是抗拉能力比較差，易開裂。實踐中證明，大部分混凝土構件都是存在裂縫的，只是肉眼難以查覺，危害不大；有些裂縫在外力作用下，自然環境或者人為因素影響下，加速了混凝土老化、保護層剝落、鋼筋腐蝕，使混凝土的強度降低，耐久性降低，甚至發生垮塌等嚴重事故，危害很大。

1 施工材料質量引起的裂縫

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。配置混凝土所采用材料質量不合格，可能導致結構出現裂縫。

1.1 水泥

1.1.1 水泥安定性不合格，水泥中游離的氧化鈣含量超標。氧化鈣在凝結過程中水化很慢，在水泥混凝土凝結后仍然繼續起水化作用，可破壞已硬化的水泥石，使混凝土抗拉強度下降。

1.1.2 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，從而導致混凝土開裂。

1.1.3 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，可能導致堿骨料反應。

1.2 砂、石骨料

1.2.1 砂石的粒徑、級配、雜質含量。

砂石粒徑太小、級配不良、空隙率大，將導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、抗滲性。砂石中有機質和輕物質過多，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生化學反應，體積膨脹2.5倍。

1.2.2 堿骨料反應。

堿骨料反應有三種類型：

①堿硅酸反應。參與這種反應的骨料有流紋巖、安山巖、凝灰巖、蛋白石、黑硅石、燧石、鱗石英、玻璃質火山巖、玉髓及微晶或變質石英等。反應發生于堿與微晶氧化硅之間，其生成物硅膠體遇水膨脹，在混凝土中產生很大的內應力，可導致混凝土突然爆裂。這類反應是堿骨料反應的主要形式。

②堿硅酸鹽反應。參與這種反應的骨料有粘土質巖石、千枚巖、硬砂巖、粉砂巖等。此類反應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。

③堿碳酸巖反應。多數碳酸巖石沒有堿活性，有特定結構的泥質細粒白云質灰巖和泥質細粒灰質白云巖才具有與堿反應的堿活性，且還須高堿度、一定濕度環境下才能反應膨脹。

堿骨料反應裂縫的形狀及分布與鋼筋限制有關，當限制力小時，常出現地圖狀裂縫，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。

1.3 拌和水及外加劑

拌和水或外加劑中氯化物等雜質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，可能對堿骨料反應有影響。

2 施工工藝質量引起的裂縫

在混凝土結構澆筑、構件制作、起模、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中，若施工工藝不合理、施工質量低劣，容易產生縱向的、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，特別是細長薄壁結構更容易出現。裂縫出現的部位和走向、裂縫寬度因產生的原因而異，比較典型常見的有：

2.1 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，導致構件的有效高度減小，形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。

2.2 混凝土振搗不密實、不均勻，出現蜂窩、麻面、空洞，導致鋼筋銹蝕或其它荷載裂縫的起源點。

2.3 混凝土澆筑過快，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，容易在澆筑數小時后發生裂縫，既塑性收縮裂縫。

2.4 混凝土攪拌、運輸時間過長，使水分蒸發過多，引起混凝土塌落度過低，使得在混凝土體積上出現不規則的收縮裂縫。

2.5 混凝土初期養護時急劇干燥，使得混凝土與大氣接觸的表面上出現不規則的收縮裂縫。

2.6 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，導致混凝土凝結硬化時收縮量增加，使得混凝土體積上出現不規則裂縫。

2.7 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，引起層面之間的水平裂縫；采用分段現澆時，先澆混凝土接觸面鑿毛、清洗不好，新舊混凝土之間粘結力小，或后澆混凝土養護不到位，導致混凝土收縮而引起裂縫。

2.8 混凝土早期受凍，使構件表面出現裂紋，或局部剝落，或脫模后出現空鼓現象。

2.9 施工時模板剛度不足，在澆筑混凝土時，由于側向壓力的作用使得模板變形，產生與模板變形一致的裂縫。

2.10 施工時拆模過早，混凝土強度不足，使得構件在自重或施工荷載作用下產生裂縫。

2.11 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，導致混凝土出現裂縫。

2.12 裝配式結構，在構件運輸、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；吊裝時吊點位置不當，T梁等側向剛度較小的構件，側向無可靠的加固措施等，均可能產生裂縫。

2.13 安裝順序不正確，對產生的后果認識不足，導致產生裂縫。如鋼筋混凝土連續梁滿堂支架現澆施工時，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生裂縫；拆架后再澆筑護欄，則裂縫不易出現。

2.14 施工質量控制差。任意套用混凝土配合比，水、砂石、水泥材料計量不準，結果造成混凝土強度不足和其他性能（和易性、密實度）下降，導致結構開裂。

橋梁從設計、施工、建成到使用。各個方面都很重要。由上述可知，設計疏漏、施工粗糙、監管不力，均可能使混凝土橋梁出現裂縫。因此，嚴格按照國家有關規范、技術標準進行設計、施工和監理，是保證結構安全耐用的前提和基礎。在運營過程中，進一步加強巡查、管理和維護，才能讓我們用心血建造的藝術品——橋，才能更持久的存在于世界，繼續展現她的魅力與功用。