淺談混凝土橋梁施工裂縫控制措施

【摘要】隨著我國橋梁建設項目的不斷開展，混凝土橋梁技術方案及施工工藝不斷革新。混凝土裂縫作為影響橋梁結構安全的質量問題，必須及時妥善處理。本文首先概述了混凝土橋梁裂縫的類別及成因，進而提出了橋梁混凝土裂縫的預防及處理措施，對于相關混凝土橋梁的設計及施工管理具有一定的參考價值。

【關鍵詞】橋梁；混凝土；裂縫；預防處理

橋梁工程作為公路鐵路建設項目的重要組成部分，其安全通暢是促進交通運輸事業發展的重要支撐。現階段我國橋梁坍塌等事故時有發生，造成了巨大的人員財產損失。因此在橋梁工程施工過程中，控制可能影響橋梁結構安全的潛在因素，是避免橋梁安全事故發生的有效途徑。混凝土裂縫作為橋梁混凝土施工常見質量通病之一，直接影響到橋梁結構的整體安全性，也是橋梁事故的誘因之一，因此科學合理的預防治理裂縫的發生對于保證橋梁結構安全具有重要的意義。

一、橋梁混凝土裂縫種類及成因分析

大量監測及分析數據表明，橋梁混凝土的結構損壞通常都是伴隨著混凝土裂縫發展的，混凝土裂縫也是反映混凝土結構損壞程度的重要指標。因此，為了避免混凝土橋梁結構病害的擴大發展，檢測分析混凝土裂縫的成因并加以處理就顯得尤為重要。橋梁混凝土裂縫形成原因較多，裂縫種類根據成因大體上可以分為以下兩類：

1．結構性裂縫。結構性裂縫主要是由于混凝土受到外部荷載的作用所產生的裂縫，又稱之為荷載型裂縫。橋梁施工中混凝土的抗拉強度相對較低，極限抗拉應變一般在10-4～1.5×10-4左右，如果設計過程中橋梁混凝土受力計算不當或者施工過程中受到剪切、劈裂張拉等外力作用以及基礎的不均勻沉降等情況，導致混凝土受荷超過其極限抗拉強度的情況時，就會導致裂縫的產生。

2．非結構性裂縫。非結構性裂縫則是由于混凝土的自身材料特性所造成的，導致混凝土的非結構裂縫主要是混凝土的變形引起的裂縫。非結構裂縫主要包括溫度裂縫、收縮裂縫、鋼筋銹蝕以及骨料膨脹引起的裂縫幾種情況。

橋梁施工中混凝土的溫度裂縫主要是由于混凝土澆筑凝結過程中的水化熱以及其隨著氣候環境溫度的變化會出現不同程度的熱脹冷縮，當由于溫度變化導致的變形受到外界條件的約束時，就會在混凝土內部形成拉應力，進而造成混凝土開裂的發生。收縮裂縫主要是由于橋梁混凝土在凝固階段，由于大量的水分蒸發所導致的混凝土體積的變小，而且混凝土內部與表面的收縮量不一致導致混凝土內部產生拉應力，超過混凝土的抗拉強度即開裂。鋼筋銹蝕引起的裂縫則是由于混凝土的碳化作用以及氯離子的寢室，導致鋼筋銹蝕體積膨脹造成混凝土的裂縫。骨料膨脹引起的混凝土開裂主要是混凝土中水泥的堿性成分與骨料中性成分相互反應，產生堿—硅酸鹽凝膠，經過吸水膨脹造成混凝土裂縫的發生。

二、混凝土裂縫有效預防措施

1．嚴格控制用于橋梁施工的混凝土質量。由于混凝土的材料特性直接關系到混凝土的結構性能，因此對于關系到橋梁結構安全性能的混凝土施工必須嚴格控制原材料質量。用于混凝土生產的砂石質量應當經過相應的質量檢測，混凝土的配合比則應符合設計規范要求，并結合施工條件及時調整配比，盡可能的縮短混凝土運輸階段的時間，避免混凝土離析以及形成表層浮漿。混凝土運抵橋梁施工現場應及時通過坍落度等試驗檢測，對于出現泌水或者是離析的混凝土必須予以廢棄，確保用于施工的混凝土質量滿足規范要求。

2．完善施工管理，加強施工質量的控制。在混凝土施工作業前，應確保地基基礎具有足夠的承載力，以免由于地基的不均勻沉降導致混凝土構件的變形開裂。在橋梁混凝土施工過程中，現澆混凝土應合理支設模板支撐體系，對模板支架的強度進行檢驗，用于混凝土澆筑的模板支架必須符合實際情況，同時嚴禁在混凝土強度形成之前拆除摸板，以免混凝土載荷超過其承受能力開裂破壞。

混凝土的澆筑應分層進行，最大厚度不能超過30cm，以免混凝土厚度過大造成搗實困難。混凝土的澆筑過程中應盡可能的避免間斷，特殊情況下應在混凝土初凝前完成混凝土的整體澆注。對于橋梁結構中的大體積混凝土澆筑，應嚴格控制施工方式，避免溫度裂縫的發生。對于混凝土的振搗，應根據不同混凝土的類別合理的確定選擇。同時應注意避免鋼筋保護層厚度過大造成有效厚度減小，因而造成混凝土內部應力過大出現開裂。

對于混凝土的養護工作，應在混凝土澆筑搗實結束后及時進行，養護合理可以確保混凝土的強度達到設計要求，同時也可以緩解由于水泥在硬化凝結過程中由于水分蒸發引起收縮變形導致的裂縫。混凝土的養護時間必須滿足施工規范要求，通常情況下橋梁混凝土養護時間在兩周左右。

三、橋梁混凝土常見裂縫控制處理措施

對于橋梁混凝土裂縫，應及時鑒定并確認需要修補的裂縫，合理的制定處理方案以及裂縫處理材料的選用。對于由于設計或者施工原因導致的混凝土荷載型裂縫，除了需要進行必要的裂縫修補處理措施外，還需結合實際情況進行橋梁結構加固或者補強實施方案的論證及實施。

1．混凝土裂縫表面封閉處理法。一般情況下，表面封閉法主要用于處理裂縫寬度小于0.15mm的微小裂縫。表面封閉法的施工原理為通過在混凝土表面上裂縫的毛細作用，利用黏度較低而且滲透性較強的環氧樹脂材料對裂縫形成封閉作用，之后再表面封閉位置粘貼碳纖維或者是玻璃纖維加強封閉，從而避免水分深入對鋼筋的銹蝕，進而提高混凝土的耐久性。

2．灌縫膠注射封閉法。對于裂縫寬度介于0.1～1.5mm之間的裂縫可以采用灌縫膠注射封閉方式處理，即通過將粘度小強度高的高分子聚合材料在壓力條件下注入橋梁混凝土裂縫內部，待高分子材料固化后將裂縫封閉，提高橋梁混凝土結構的整體安全性。同時由于高分子聚合材料合一滲透至周邊混凝土以及鋼筋之中，還會產生增強鋼筋與混凝土結合的能力，具有明顯的技術優勢。

3．壓力注漿修補法。對于裂縫寬度超過0.15mm的混凝土結構貫穿裂縫，或者是大體積混凝土澆筑過程中產生的裂縫，也可以采取壓力注漿的處理方式。壓力注漿裂縫修補施工原理為在壓力條件下將細度較高的水泥或者環氧、甲凝類材料灌入裂縫腔內部，從而將裂縫填充密實，恢復混凝土結構的整體性。對裂縫進行壓力注漿法修補后，其施工質量檢測可以通過對比處理前后的超聲波檢測結果分析壓漿修補效果。

4．填充密封處理法。對于裂縫寬度大于0.5mm的混凝土活動裂縫和靜止裂縫，則需要采用填充密封的處理方式。即沿著出現裂縫的橋梁構件方向切出深度大于20mm，寬度在15mm左右的U型或者是V型槽，之后填充環氧砂漿或者其他彈性填縫材料，之后利用玻璃纖維布或者碳纖維布將表面封閉的處理方式。采用裂縫填充密封對混凝土裂縫進行修補后，應及時檢查裂縫表面纖維布封閉情況以及隔離層的設置情況，以免造成水分滲入影響裂縫處理效果。

四、結語

混凝土作為現階段我國橋梁主要材料形式，施工技術成熟，而且有效提高橋梁結構強度，優勢十分明顯。因此，完善設計手段，加強混凝土材料質量以及施工工藝管理，對于預防橋梁混凝土裂縫的發生，確保橋梁結構安全耐久性具有重要的作用，對于提高項目建設水平也具有重要的意義。

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