橋梁施工中裂縫原因及防治措施的分析

張偉

摘要：在橋梁施工過程中裂縫是最為常見的質(zhì)量通病，做好混凝土裂縫的防控，對于提高橋梁工程質(zhì)量具有十分重要的意義。本文對混凝土橋梁在施工過程中產(chǎn)生裂縫的原因作了較詳細(xì)的分析，以便在施工中做出有效的防止措施與治理方法，保證工程的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：橋梁施工；裂縫；原因；修補(bǔ)方法；施工質(zhì)量；措施

一 橋梁施工中裂縫的原因分析

1.1 網(wǎng)裂、龜裂

（1）混凝土在攪拌和運(yùn)輸過程中，由于時(shí)間的關(guān)系造成水分蒸發(fā)，在澆筑的過程中時(shí)間過長，由于缺少水分致使混凝土成型后出現(xiàn)不規(guī)則的網(wǎng)狀裂縫。

（2）混凝土在澆筑時(shí) ，由于水分不充足或時(shí)間過長或在高溫、大風(fēng)天氣時(shí)施工 ，都可以在澆筑過程中造成混凝土的內(nèi)外水分不均衡 ，這就會(huì)使混凝土表面產(chǎn)生一些裂縫。

1.2 超載裂縫

（1）局壓裂縫：局壓裂縫最顯著的特點(diǎn)是出現(xiàn)壓力和大體方向平行的多條裂縫。這是由于在最初設(shè)計(jì)橋梁時(shí)混凝土的抗壓強(qiáng)度不夠 ，還有就是大型的車輛超載反復(fù)的碾壓 ，使橋梁的混凝土出現(xiàn)局部的拉應(yīng)力小于承壓力 ，導(dǎo)致產(chǎn)生局部壓裂縫 ，甚至?xí)植克榱熏F(xiàn)象。

（2）彎曲裂縫：最明顯的特點(diǎn)是鋼筋成型后彎曲處外側(cè)產(chǎn)生橫向裂縫。這是由于材料冷彎性能不良造成的 ；尤其是在在北方地區(qū)寒冷季節(jié) ，成型場所溫度過低。就容易造成這種彎曲裂縫。

1.3 鋼筋腐蝕引發(fā)的裂縫

橋梁的鋼筋發(fā)經(jīng)過長時(shí)間的風(fēng)吹雨淋，鋼筋會(huì)被氧化，產(chǎn)生大量的銹蝕。銹蝕產(chǎn)生的膨脹力從而就會(huì)影響到混凝土，當(dāng)混凝土抗拉強(qiáng)度小于膨脹應(yīng)力時(shí)，就造成混凝土開裂。這種由鋼筋的影響造成的裂縫，一般都為沿鋼筋長度方向發(fā)展的順筋裂縫。

1.4 直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫

是由于橋梁上經(jīng)常進(jìn)行超負(fù)重的作業(yè)施工和進(jìn)行超載的行駛引起的裂縫。

1.5在混凝土施工完成后的數(shù)周或數(shù)月之間 ，很容易引發(fā)收縮裂縫

這是由于混凝土的自身收縮、碳化收縮、水分變化問題引起的，混凝土的快速干燥使混凝土的沁水率小于蒸發(fā)率，水存在于混凝土的顆粒與顆粒之間的縫隙形成的毛細(xì)管中，毛細(xì)管的張力引起混凝土自體收縮所產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土本身的抗拉強(qiáng)度而產(chǎn)生裂縫，這些裂縫是不規(guī)則斜裂縫，這些裂縫就容易影響到混凝土的塑性收縮和收縮水收縮，由于這些因素導(dǎo)致的裂縫是最常見的。

1.6 溫度變化引起的裂縫

尤其是北方的環(huán)境冬天寒冷、夏天炎熱 ，由于混凝土和鋼筋熱脹冷縮系數(shù)不一致 ，很容易造成混凝土和鋼筋的變形 ，若變形遭到約束 ，則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生各種作用力 ，在超出混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)出現(xiàn)由于溫度變化產(chǎn)生的溫度裂縫。其主要特征是表面的裂縫毫無規(guī)律 ，有直達(dá)表面的貫穿裂縫 ，還有混凝土內(nèi)部的深層的裂縫 ，由于是鋼筋和混凝土在溫度變化的情況下引起的裂縫 ，所以在鋼筋和混凝土之間存在的裂縫一般都與鋼筋的方向平行或者接近。

1.7凍脹引起的裂縫

在混凝土中是存在一定的水分的，當(dāng)空氣的溫度低于0℃時(shí)，混凝土中的水就會(huì)轉(zhuǎn)變成冰，冰的體積比水大9%，因而混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力；同時(shí)混凝土中毛細(xì)管水在受到溫度變化時(shí)也會(huì)開始流動(dòng)進(jìn)行重新的分配，使混凝土的膨脹力變大，從而降低了混凝土的強(qiáng)度，致使出現(xiàn)裂縫。

二 修補(bǔ)方法

2.1 采用表面修補(bǔ)的方法

這種裂縫治理方式方便快捷，是最為常見的一種修補(bǔ)方法。這種裂縫修補(bǔ)處理措施主要適用于淺層次的表面裂縫，當(dāng)然，如果深進(jìn)裂縫沒有影響到承載力，也可以采用這種裂縫修補(bǔ)治理方法。對于沒有影響到結(jié)構(gòu)承載力的深進(jìn)裂縫與表面裂縫較為適用。它的具體操作方法如下：

（1）首先選用水泥漿、環(huán)氧膠泥等，將其在裂縫表面處進(jìn)行涂抹。

（2）可以將防腐性較強(qiáng)的材料如油漆、瀝青等，將這些東西在混凝土表面進(jìn)行涂刷。

（3）在裂縫表面用可玻璃纖維布進(jìn)行覆蓋或粘貼，能夠有效地方式裂縫繼續(xù)發(fā)生開裂。

2.2 對結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)的方法

當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)被裂痕的影響較大時(shí)，可以采用這幾種方法，如下；

（1）可以對混凝土構(gòu)件用鋼板進(jìn)行安裝加固處理，以增強(qiáng)構(gòu)件的牢固性。

（2）采用噴射混凝土的方法以增加強(qiáng)度，達(dá)到加固的目的。

（3）采用預(yù)應(yīng)力法進(jìn)行加固，可以增大結(jié)構(gòu)截面積，增加支點(diǎn)數(shù)量來達(dá)到加固的目的。

2.3 灌漿法修補(bǔ)

灌漿一般采用純壓法灌漿，一般分為水泥和化學(xué)灌漿法。

2.4 粘貼法

粘貼法即采用化學(xué)粘結(jié)劑將補(bǔ)強(qiáng)材料直接貼于混凝土構(gòu)件的裂縫位置上，使之與構(gòu)件形成整體，以提高抵抗力。主要有粘貼鋼板和粘貼CFRP施工法。

2.5 采用置換混凝土的方法

這種方式就是移除原有混凝土，將新的混凝土灌入到原來的位置上，這種措施主要是針對混凝土裂縫比較嚴(yán)重的情況。

三 橋梁施工質(zhì)量的防治措施

3.1 嚴(yán)格控制建筑材料的質(zhì)量

建筑材料的質(zhì)量直接影響到最終產(chǎn)品的質(zhì)量，因此，在進(jìn)場之前，首先要進(jìn)行材質(zhì)試驗(yàn)，不合格的一律不準(zhǔn)進(jìn)場與使用。進(jìn)場后，還要隨機(jī)進(jìn)行抽樣試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不合格的應(yīng)進(jìn)行妥善處理。

3.2 溫度的控制

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?xí)r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?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；在混凝土中埋設(shè)水管，通入冷水降溫；規(guī)定合理的拆模時(shí)問，氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)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(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采用保溫等措施。

合理地分縫分塊，避免基礎(chǔ)過大起伏；合理地安排施工工序，避免過大的高差和側(cè)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(zhì)量對防止裂縫十分重要。應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫，出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的。因此施工中應(yīng)以預(yù)防其貫穿性裂縫的發(fā)生為主。

3.3 加強(qiáng)質(zhì)量意識(shí)教育

對各級施工人員要進(jìn)行系統(tǒng)地、持之以恒地教育，增強(qiáng)質(zhì)量意識(shí)，以充分發(fā)揮施工人員的主觀能動(dòng)性，增強(qiáng)革命事業(yè)心和工作責(zé)任感，樹立正確對待進(jìn)度與質(zhì)量、質(zhì)量與效益、"質(zhì)量第一"、"以質(zhì)量求生存、以質(zhì)量求發(fā)展"的觀念。

3.4 加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)

對施工人員加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，以提高理論知識(shí)水平和操作技能。特別是一些特殊工種的工人，如電焊工、硅工等，要實(shí)施持證上崗。未經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)或經(jīng)培訓(xùn)未取得合格證的一律不準(zhǔn)上崗。

3.5 加強(qiáng)砼的養(yǎng)護(hù)工作

目前我國的橋梁工程多為砼結(jié)構(gòu)，質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)就是硅的強(qiáng)度。而強(qiáng)度的高低除涉及設(shè)計(jì)施工外，主要取決于后期的養(yǎng)護(hù)工作。所以，硅養(yǎng)護(hù)工作是保證鹼強(qiáng)度的關(guān)鍵工序，要加強(qiáng)砼構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)，以保證鹼的強(qiáng)度。

3.6 完善工程監(jiān)理制

工程監(jiān)理制是在建筑領(lǐng)域推行的一種科學(xué)的管理制度。依據(jù)合同接受委托的監(jiān)理單位與現(xiàn)場監(jiān)理工程師，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行質(zhì)量監(jiān)理任務(wù)，進(jìn)行質(zhì)量控制，監(jiān)理工程師擁有質(zhì)量和支付否決權(quán)。但目前我國的工程監(jiān)理制度還不太完善，有時(shí)監(jiān)理起不到應(yīng)有的作用。這還有待于進(jìn)一步完善，使之在確保橋梁施工質(zhì)量中發(fā)揮更大的作用。

3.7 非結(jié)構(gòu)性裂縫防止措施

防止塑性沉降裂縫的措施有基礎(chǔ)處理、支架搭設(shè)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)、嚴(yán)格施工.對支架進(jìn)行全面積預(yù)壓以消除非彈性變形；砼中加減水劑減少砼泌水，確保砼保護(hù)層厚度、砼施工時(shí)進(jìn)行二次抹面。防止塑性收縮裂縫的措施有加強(qiáng)早期砼養(yǎng)護(hù)以降低砼中水份蒸發(fā)速率。方法是結(jié)構(gòu)外露面覆蓋麻袋、海綿等澆水濕治養(yǎng)護(hù)。防止溫差裂縫的措施有合理安排砼澆注順序及澆筑速度，在砼澆注的過程中消除部分溫差。夏季施工時(shí)骨料要灑水降溫.冬季施工時(shí)砼表面應(yīng)覆蓋保溫。

四 結(jié)束語

在橋梁施工過程中，只要嚴(yán)格控制好材料質(zhì)量、施工工藝以及現(xiàn)場的施工管理，根據(jù)現(xiàn)場條件，材料特點(diǎn)，氣溫等多種因素，采取合理的措施，就能有效地控制裂縫的產(chǎn)生，確保工程質(zhì)量。