有效防止橋梁工程裂縫的途徑

【摘 要】本文分析了橋梁施工裂縫產生的原因，并提出了相應的裂縫防治措施，供廣大技術人員參考。

【關鍵詞】橋梁工程；裂縫；防治措施

蘭渝鐵路三標位于岷縣鏡內，海拔2700米，晝夜溫差大，在橋梁施工過程中，很容易出現裂縫。裂縫的出現不僅僅影響工程質量甚至會導致橋梁垮塌。如何提高混凝土的外觀質量減少裂縫亦成為建設單位，監理部門及施工企業要解決的重要問題。

1 橋梁施工裂縫產生的原因

1.1 由荷載引起的裂縫

由荷載引起的裂縫產生的原因在于施工過程中，不加限制地在構筑物上堆放施工機具、材料；不了解預制結構受力特點，隨意翻身、起吊、運輸、安裝；不按設計圖紙施工，擅自更改結構施工順序，改變結構受力模式；不對結構做機器振動下的疲勞強度驗算等。

1.2 由凍脹引起的裂縫

大氣氣溫低于零度時，吸水飽和的混凝土出現冰凍，游離的水轉變成冰，體積膨脹9%，因而混凝土產生膨脹應力；同時混凝土凝膠孔中的過冷水（結冰溫度在一7℃、～8℃以下）在微觀結構中遷移和重分布引起滲透壓，使混凝土中膨脹力加大，混凝土強度降低，并導致裂縫出現。尤其是混凝土初凝時受凍最嚴重，成齡后混凝土強度損失可達30%～50%。溫度低于零度和混凝土吸水飽和是發生凍脹破壞的主要條件。當混凝土中骨料空隙多、吸水性強；骨料中含泥土等雜質過多；混凝土水灰比偏大、振搗不密實；養護不力使混凝土早期受凍等，均可導致混凝土凍脹裂縫。冬季施工時，采用電氣加熱法、暖棚法、地下蓄熱法、蒸汽加熱法養護以及在混凝土拌和水中摻人防凍劑（但氯鹽不宜使用），可保證混凝土在低溫或負溫條件下硬化成型。

1.3 由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，可導致結構出現裂縫。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。拌和水或外加劑中氯化物等雜質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，堿對骨料產生化學反應是引起構件產生裂縫的主要原因。

1.4 由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、施土質量低劣，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。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：

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

（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。

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

（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。

（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，或因其他原因加大了水灰比，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 橋梁混凝土裂縫的施工防治措施

2.1 材料的控制

施工工藝是保證混凝土構件質量的關鍵、除施工操作應嚴格按照施工技術規范的有關規定進行外，對原材料（鋼筋、水泥、砂、碎石、水等）都應進行嚴格的抽樣檢驗。對混凝土配合比應進行對比試驗，在高溫下或雨后施工對砂、碎石應進行含水量實驗，及時調整施工配合比，確保混凝土的施工質量。

2.2 溫度的控制

（1）改善骨料級配，采用干硬性混凝土、加添加劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；拌和混凝土時用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；在混凝土中埋設水管，通入冷水降溫；規定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發生急劇的溫度變化；施工中長期暴露的混凝土澆筑體表面或薄壁結構，在寒冷季節采用保溫等措施。

（2）合理地分縫分塊，避免基礎過大起伏；合理地安排施工工序，避免過大的高差和側面長期暴露。另外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，防止表面干縮。特別是保證混凝土的質量對防止裂縫十分重要。應特別注意避免產生貫穿裂縫，出現后要恢復其結構的整體性是十分困難的。因此施工中應以預防其貫穿性裂縫的發生為主。

2.3 非結構性裂縫防止措施

防止塑性沉降裂縫的措施有基礎處理、支架搭設進行科學設計、嚴格施工，對支架進行全面積預壓以消除非彈性變形；混凝土中加減水劑減少混凝土泌水，確保混凝土保護層厚度、混凝土施工時進行二次抹面。防止塑性收縮裂縫的措施有：加強早期混凝土養護以降低混凝土中水份蒸發速率，方法是結構外露面覆蓋麻袋、海綿等澆水濕潤養護。防止溫差裂縫的措施有合理安排澆筑順序及澆筑速度，在混凝土澆筑的過程中消除部分溫差。夏季施工時骨料要灑水降溫，冬季施工時混凝土表面應覆蓋保溫。防止干縮裂縫的措施有設計時布設足夠的控制裂縫的分布筋，施工配合比設計時減小水灰比，盡量增加骨料用量、在骨料級配許可的情況下盡量增大骨料粒徑，施工完成后加強混凝土的濕潤養護。防止龜裂的措施有配合比設計時水泥用量不宜過多，振搗要密實而不過振，混凝土表面泌水及浮漿要及時清除并注意及時養護。

3 結束語

只要選擇合格的材料，并改進現澆混凝土的施工工藝，根據混凝土主要技術指標及現場條件，選擇合適的水泥和集料，并嚴格控制水灰比，就可以有效地控制由于施工材料質量而引發的裂縫。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。而在使用和管理過程中，要進一步加強養護巡查和管理，及時發現和處理問題，確保橋梁的安全正常運行。

參考文獻

[1]公路橋涵養護規范，北京：人民交通出版社，2004

[2]公路橋涵設計通用規范，北京，人民交通出版社，2004

[3]公路鋼筋混凝土及預應力混凝土橋涵設計規范，北京，人民交通出版社，2004