公路橋梁施工中裂縫的成因及防治對策

張學民

（秦皇島路橋建設開發有限公司，河北 秦皇島 066000）

混凝土是公路橋梁工程中主要的施工材料，其裂縫問題嚴重影響著施工質量，混凝土在公路橋梁施工過程中的裂縫現象主要表現為收縮裂縫、溫度裂縫、沉降裂縫、變形裂縫和結構裂縫等，每一種裂縫問題的發生，都會存在著各種各樣的引發原因。但是它們最終形成的危害是一樣的，在混凝土初凝時，裂縫現象時有發生，有的裂縫可能顯現在混凝土表面，其長度、深度一旦延伸，就會產生較為嚴重的質量問題，它的影響是多方面的，例如，公路橋梁工程外形的美觀、使用性能、耐久性等，因此，施工單位對混凝土結構裂縫問題要引起高度的重視。

1 公路橋梁施工中裂縫產生的原因

公路橋梁施工中混凝土裂縫有如下幾種情況：溫度引起的裂縫、收縮引起的裂縫、鋼筋銹蝕引起的裂縫、沉降引起的裂縫、凍脹引起的裂縫、施工材料質量引起的裂縫及施工裂縫等，本文按照不同類型的裂縫分析其產生的原因。

1.1 溫度變化引起的裂縫

熱脹冷縮是混凝土所具有的特性，如果外部環境或結構內部溫度發生變化，混凝土也將隨之發生變化，如果混凝土變形受阻，其拉應力會在結構內產生。混凝土抗拉強度不能承受拉應力情況下，就會產生溫度裂縫，在一些大跨徑橋梁中，溫度應力一般能夠達到或超出活載應力。

1.2 收縮引起的裂縫

混凝土因收縮發生體積變化后產生了裂縫，混凝土裂縫一般分為塑性收縮裂縫和干縮裂縫兩種。塑性收縮裂縫發生原因是，在混凝土初凝開始，進行養護之前。因為水泥水化反應較強烈，泌水和水分產生了快速的蒸發，混凝土因為水分是缺失而收縮。其表面收縮變形受到內部混凝土的約束，造成表面混凝土承受拉力，當表面混凝土受到的拉應力超過其抗拉強度時，收縮裂縫就形成了。

1.3 沉降引起的裂縫

由于基礎產生豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結構中產生附加應力。當其超過混凝土結構的抗拉強度時結構就會開裂。

1.4 鋼筋銹蝕引起的裂縫

由于混凝土質量較差或保護層厚度不足，混凝土保護層受二氧化碳侵蝕碳化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或由于氯化物介入。鋼筋中鐵離子含量較高，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞。結構承載力下降，并將誘發其他形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導致結構破壞。

1.5 凍脹引起的裂縫

混凝土構件是非勻質密實構件，其內部存在各種空隙，當處于吸水飽和狀態的混凝土溫度低于0℃時，內部水份凍結，體積膨脹9%，使混凝土因膨脹而產生拉應力導致裂縫出現。因而如需要在冬季施工應采取有效的保溫措施，否則將會導致混凝土早期受凍，結構強度達不到設計要求，且產生凍脹裂縫。

2 公路橋梁施工中裂縫的防治對策

公路橋梁混凝土裂縫的防治應以預防為主，防治結合，具體可采取以下措施。

2.1 強化溫度控制

一些小型公路橋梁工程施工時，多采用現場攪拌混凝土的方式，這種做法能夠有效節約施工成本和縮短工期，然而公路橋梁工程為露天作業，在施工現場進行混凝土的攪拌難以對環境條件進行控制，尤其是混凝土的攪拌溫度難以控制。針對這種情況，應強化對混凝土攪拌溫度的實時監測，隨時觀察攪拌過程中溫度的變化，當攪拌過程中發現混凝土內部溫度過高時，要及時采取降溫措施，夏季施工尤其要如此。另外，混凝土裂縫的產生還受澆筑溫度、養護溫度的影響，因而應強化混凝土施工的全程溫度檢測，一旦溫度過高立即采取降溫對策。此外，減小混凝土的澆筑厚度對于避免較大的溫度應力效應也有著顯著的效果，然而澆筑厚度影響著混凝土的結構強度，澆筑厚度的減小幅度應結合施工條件和工程設計要求、設計等級而定。另外，合理使用減水劑等外加劑，對于提升混凝土結構強度和減少裂縫的產生也有著重要的意義。

2.2 強化施工控制

規范的施工操作、合理的混凝土配合比、嚴格的養護和監測等對混凝土裂縫的預防有著重要的意義，強化施工控制應做到以下幾點：a）嚴格控制混凝土配合比。根據公路橋梁設計要求、混凝土設計強度制定科學的混凝土配合比，尤其是控制好水灰比，并選擇級配合格、品質優良的砂石作為混凝土集料，尤其是控制好集料的粒徑，以確保混凝土具有較好的抗裂性能；b）強化混凝土的養護，強化混凝土的養護工作，避免混凝土在硬化過程中水分散失過多而產生裂縫，或因溫度變化而產生裂縫，對此要強化混凝土表面的保濕工作、合理澆水，并結合環境條件對混凝土進行覆蓋，避免溫度下降過快或水分蒸發嚴重。

2.3 合理修補裂縫

當施工中發現裂縫時，要及時采取修補措施，避免混凝土裂縫進一步加深，公路橋梁混凝土裂縫的修補可采取以下三種方法：a）表面修補法，表面修補法對于混凝土表淺裂縫以及深層裂縫有著良好的修補效果，表面修補法一般通過在混凝土表面涂抹水泥漿來實現，由于這種修補方法對混凝土的承載力沒有明顯的影響，因而應用較為廣泛；b）灌漿修補法，當施工中發現深度較深，對混凝土的結構完整性或者結構強度有著嚴重危害的裂縫時，表面修補法已經不能滿足修補需要，無法改善混凝土結構強度，此時必須采取深層的修補措施，灌漿修補法值得是將灌漿材料壓入混凝土裂縫，漿液硬化從而達到修補效果的做法，公路橋梁施工中常以環氧聚合物或者水泥漿作為灌漿材料，當裂縫程度十分嚴重時，還可采用甲基丙烯酸酯以及聚氨酯進行灌漿修補；c）嵌縫法，在混凝土的裂縫處開槽，向槽內填充封堵材料的修補方法叫做嵌縫法，這種做法具有良好的修補效果，而且修補后的裂縫外觀平整，有利于提升公路橋梁工程外觀質量；d）結構加固法，在很多橋梁工程中，有些混凝土裂縫的產生，不但影響工程外觀，更會改變混凝土結構性能，削弱其結構強度，對公路橋梁的使用壽命以及使用性能產生嚴重的影響，結構加固法一般包括增加混凝土結構的截面面積、預應力加固、支點加固以及混凝土補強加固。

3 結語

對混凝土裂縫的防治是公路橋梁施工質量控制的重要工作之一。由于公路橋梁為露天工程，施工過程中難以避免溫度的變化，加之混凝土自身性質問題，裂縫是難以完全避免的。而只要在施工中采取合理的溫度控制措施、施工控制措施，并對施工中發現的裂縫進行及時修補，就能有效減少裂縫的產生，并有效控制混凝土裂縫的深度和規模，進而保障公路橋梁工程施工質量，提升公路橋梁工程的服務性能并延長其使用壽命。

[1]黃寧.在公路橋梁施工中出現裂縫的原因與對策分析[J].中國科技博覽，2011，（8）：169.

[2]王武田.淺談公路橋梁產生裂縫的原因與防治[J].價值工程， 2011， （30）： 82.

[3]胡尚武.淺談公路與橋梁混凝土的施工溫度與裂縫[J].交通標準化，2007，（2）：35-39.

[4]竇立志.淺議溫度對公路混凝土橋梁裂縫的影響及防治措施[J].交通科技，2008，（6）：30-31.

[5]鐘通道.公路橋梁施工過程中裂縫產生原因分析與應對技術探析[J].大科技，2011，（1）：302.