道路橋梁混凝土開裂原因及其施工質量控制

巫 強

(江蘇交通工程咨詢監理有限公司，江蘇省 南京市 210009)

混凝土憑借抗壓強度高、耐久性好、原材料來源豐富、價格低等眾多優點成為當代應用最廣的土建材料。其中混凝土橋梁成為混凝土的廣泛應用之一。但混凝土抗拉強度低，易開裂。一旦混凝土的裂縫寬度超過允許值，將會引起鋼筋腐蝕、混凝土碳化及保護層脫落，影響橋梁的正常使用，給我們帶來了安全隱患。因此我們必須對裂縫的成因進行分析，做到有針對性地對裂縫的發展加以控制。

一、橋梁裂縫的原因

公路橋梁會因為出現裂縫而影響整個工程的質量，甚至導致坍塌事故的發生。在公路橋梁梁施工過程中，裂縫產生的原因有很多，特別是位于預應力管道下方，這樣會出現漏振、欠振等現象。我們以下對各種原因的形成進行分析：

1、溫度的原因

公路橋梁建設需要混凝土，而混凝土本身有熱脹冷縮的性質，所以當因為外部環境與內部結構的溫度的變化時，就使得橋梁本身發生形變，進而導致危險的產生，橋梁本身想要變形又會受到各個其他部分的阻力，產生結構內部的拉應力，這個拉應力積累到一定程度，超過了混凝土本身的抗拉極限，就會產生裂縫，我們通常把這種裂縫叫做溫度裂縫，同時在實際施工的過程中無法預測實際溫度的變化情況，所以在控制中都是比較難以考慮的。

2、材料質量不合格所導致的裂縫

如果施工混凝土材料不合格，那么也會產生裂縫，混凝土是由水泥、骨料、拌和水、外加劑、砂、水泥等組成的。砂石的粒徑過小、空隙率太大、級配不良等都使水泥和拌合水的用量逐漸的增加，從而改變混凝土的性能。如果使用特細的砂，則會出現更多的問題。因為砂石中含有很多的云母，這會減少水泥和骨料的粘接力、降低混凝土的強度。砂石當中含泥量如果很高，就會增加水泥以及拌和水的量，同時還可能降低混凝土的抗滲能力、抗凍性能。砂石當中的有機質和輕物質，這會延緩水泥的硬化過程，改變水泥的性能。

3、載重量對橋梁的影響

在施工過程中沒有按照嚴格施工順序進行，進行施工的人員堆放原材料還有施工時候的器具的時候，使用不善，對起吊機、車輛的安裝、運輸等操作的過度隨意，對本來公路橋梁的受力特點不夠了解，跨度在不斷地增大，當外力累積到一定程度時，會使得原有的穩定狀態變得不再穩定，導致公路橋梁結構的載重量不均勻，進而形成裂縫，我們把這樣的裂縫稱為荷載裂縫。

4、收縮引起的裂縫原因

在施工過程中因為混凝土的調配比例不同會產生兩種裂縫，一種是塑性收縮，另一種是由于后期混凝土內部水分蒸發導致混凝土收縮叫干性收縮。前者是指在混凝土剛開始凝結時，由于水泥本身的水化劇烈反應，水泥水化過程會放出大量的熱，使得混凝土本身內部溫度升高，導致了內部溫度要高于外部溫度，形成裂縫，混凝土材料的拉應力和壓應力要在規定限制之內。

二、橋梁裂縫預防措施

1、在施工前，合理的設計荷載及道路橋梁的布局，在該工程施工前的設計階段，施工技術人員要依據該項目工程的具體情況，對道路橋梁的整體布局進行科學的規劃，同時還要科學的對施工中所需的鋼筋進行合理的布局，不要忽視在施工的過程中機械的荷載，以便設計時的荷載要遠大于現實施工中的荷載，確保實際的荷載在混凝土的強度的范圍之內，這樣才能避免道路橋梁工程施工中混凝土裂縫的產生。

2、對材料嚴格控制。除了建設中要認真地按照規定進行活動之外，對原料的選擇也要按照抽樣的形式來進行，最好是使用合乎規的材料，如果條件許可，最好是用那些收縮能力不是很強的。砂石的尺寸不合理，配比無序等都會使得材料的性能受到影響，導致收縮現象加劇，如果砂中的泥土數量非常多的話，不單單會對拌合作用產生負面意義，同時還會對材料的防凍性等產生負面意義。要明確收縮工藝的使用步驟。在建設之前的時候，最好是進行多次的測試工作，以此來明確最為合理的比例。除此之外，工作者要進入場地，要督導澆筑等活動，要確保坍落度合理，要結合實際狀況，認真地調節配比。

3、注重施工過程溫度的變化，防止溫度變化引起裂縫。在混凝土攪拌的過程中，要注意水量的添加。這樣做的目的就是降低混凝土的溫度。尤其是在天氣熱的季節進行施工的話，要控制好混凝土的溫度。比如，在夏季施工的時候，我們要將混凝土的澆筑厚度減少，這樣更方便于混凝土能夠很好的散熱，在特殊的情況下，要在混凝土的內部增設降溫的辦法，這樣就能確保混凝土的抗裂性。混凝土的質量越好其抗裂性就越強，所以，在道路橋梁工程施工的過程中，我們不要忽視混凝土的堆放、攪拌方式以及混凝土的澆筑過程，同時，對于溫度高時，要加強對混凝土的澆水措施，對于溫度低時，要加強對混凝土的表面保溫措施，這樣才能增加混凝土的抗裂性，降低混凝土裂縫的現象。

4、加強混凝土的早期養護。大量實踐證明，混凝土常見的裂縫，大多數是不同深度的表面裂縫，其主要原因是溫度梯度造成的，寒冷地區的溫度驟降也容易形成裂縫，因此混凝士的保溫對防止表面早期裂縫尤為重要。從溫度應力觀點出發，保溫應達到下述要求：1）防止混凝土內外溫度差及混凝土表面產生梯度；2）防止混凝土超冷，應盡量設法使混凝土施工期間的最低溫度不低于混凝土使用期的穩定溫度；3）防止老混凝土面的過冷，以減少新老混凝土間的約束。

5、施工混凝土裂縫的處理措施

1）有目的的對橋梁的結構進行補強。當施工裂縫對混凝土結構的穩定性產生較大的干擾時，就要對其進行補強，而對結構進行補強的方法有很多，最常見的有以下三種方法：a.預應力加固法，增大橋梁結構的截面面積，增加支點的數量從而提高結構的穩定性；b.采用鋼板等部件對混凝土構件進行加固處理，從而提高混凝土構件的穩定性；c.噴射混凝土法，通過繼續噴射混凝土從而達到補強加固并且提高混凝土強度的效果。

2）表面修補的方法。這是最簡單并且最常用的一種治理方法，但其主要適用于表面的淺層次的裂縫處理，而一些沒有影響到整體承載力的深層次的裂縫，也是可以采用這種治理方法的。具體的操作如下：先找到裂縫并對裂縫表面進行涂抹處理，材料可以選用環氧膠泥以及水泥漿等，然后再將一些防腐性能優良的材料涂刷在混凝土的表面，材料可以選用瀝青以及油漆等，最后再選用玻璃纖維布對裂縫進行粘貼或是覆蓋，這樣就能很好的防止裂縫繼續開裂。

3）置換混凝土的方法。置換混凝土的操作方法主要就是先清除干凈原有的混凝土，之后在原來的位置再灌入新的混凝土，這種方法主要適用于裂縫比較嚴重的情況。

4）化學防護的方法。通過利用電化學的相關原理，改變環境中的相關因素或是使鋼材逐步鈍化，從而發揮其良好的防腐功效，治理效果較好的化學防護法有陰極防護法、氯鹽提取法以及堿性復原法。

5）填充封堵法。這種方法就是將水泥漿以及樹脂等膠結物壓入到裂縫中，從而發揮其良好的加固效果。另外還可以沿著裂縫的方向進行開鑿槽位，之后再將丁基橡膠等防水性能好的材料置入到槽位中去，從而發揮其良好的填充加固作用。

結語

公路路面一旦出現病害，維修起來不但費時費力，而且影響公路的正常使用，所以對于公路路面的各種病害應以預防為主。為有效預防病害發生，必須深入研究各種病害的形成機理、預防措施和處治方法，從而為在設計、施工和管理養護等環節中盡可能消除病害隱患提供理論支持。

[1]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）

[2]顧慶.橋梁施工裂縫原因和防治措施的研究[J].交通標準化.2011(5)