道路橋梁混凝土開裂原因及其施工質量控制

■歐 強，周 偉 ■貴州路橋集團有限公司，貴州 貴陽 550018

1 道路橋梁混凝土開裂的原因

1.1 溫度的原因

橋梁道路建設最基本的材料就是混凝土本身有著熱脹冷縮的特性，不論是因為外部環境的溫度變化，還是內部結構的溫度的變化，都會使得橋梁的本身發生形變，這樣，在形變過程中又會受到各個部位變形的阻力，導致危險產生，當結構內部的拉應力積累到一定程度就會產生裂縫，這種現象，我們常稱為溫度裂縫。而在實際施工中，溫度的變化無法預測和控制，所以實際工程中比較難以考慮。

1.2 材料質量不合格導致的裂縫

材料這里主要是指混凝土材料，混凝土材料由水泥，骨料，拌合水，外加劑，砂，水泥等成分組成，如果質量不合格，就會產生裂縫。所選砂石的粒徑過小，會使得混凝土空隙率過大，級配不良，從而所使用的水泥和拌合水也逐漸增加，這會導致混凝土的性能發生改變，當然若使用特細的砂，問題會更加明顯。因為砂石中都還有云母成分，云母成分越多，水泥和骨料的粘接力越小，混凝土強度減弱;若砂石中泥量的成分很高，會增加水泥和拌合水的用量，可能會降低混凝土材料的抗滲能力，抗凍結性能力等;而若砂石中有機質和輕物質過多又會延緩水泥的硬化過程，從而改變水泥的性能。

1.3 載重量對橋梁影響

施工中如果沒有按照嚴格的順序進行，施工人員對原材料的堆放的不注意，對施工器具的使用不善，又或者是隨意使用吊機，車輛安裝運輸等操作，在對原來的道路橋梁受力特點不了解，跨度變化也不了解情況下，當外力累積到一定程度，就會使得原有的穩定狀態不再穩定，道路橋梁結構的載重量會發生不均勻現象，容易形成裂縫，這樣的裂縫被稱為荷載裂縫。

2 道路橋梁混凝土開裂的施工質量控制措施

2.1 施工材料的控制

2.1.1 水泥

道路橋梁混凝土結構的施工屬于大體積混凝土施工，大體積混凝土施工中水泥水化熱產生的內外溫差是導致出現溫度應力裂縫的主要原因。因此水泥的質量控制是控制是大體積混凝土施工質量的關鍵環節。大體積混凝土所用水泥應采用低水化熱、后期強度高的水泥，同時在施工過程中有必要采用相應的外加劑輔助施工。另外，大體積混凝土施工中嚴禁使用安定性不良的水泥，防止養護和使用中產生膨脹性裂縫，影響工程質量。

2.1.2 粗細骨料

橋梁混凝土施工中選用的砂石骨料應據施工條件和在保證質量的前提下，盡量選擇減少水泥用量，不僅可節省成本，還可以減少混凝土材料的收縮。若是在相同配合比的條件下，使用碎石的混凝土強度高，抗裂性能也較卵石的高。所以為達到大體積混凝土工程中抗裂的高要求，施工時宜采用碎石作為粗骨料。

2.1.3 外加劑

混凝土外加劑的使用可以改善混凝土和提升混凝土的性能，加入一種或多種外加劑復合使用，能有效提升混凝土性能的同時盡可能減低不利因素的作用。如減水劑可在保證混凝土滿足設計強度的同時減少水泥用量等，通過多種方法防止混凝土產生開裂。

2.1.4 摻和料

攪拌混凝土常用的摻和料常用的用粉煤灰、硅灰、磨細礦渣、燒粘土等，其中粉煤灰的應用最為普遍。加入摻和料可以改善混凝土的部分性能，同時可降低成本，節約水泥用量。粉煤灰的添加對于大體積混凝土施工有著重要意義，特別是可以有效減少混凝土中水泥水化熱的產生中，從而減少裂縫出現的風險。

2.2 施工工藝的控制

2.2.1 拌和與振搗過程

在混凝土攪拌過程中，投料可采用二次投料工藝，可有效提升拌合效果，增加混凝土的均勻性和粘結性，從而提高強度。在大體積混凝土基礎的垂直施工縫施工時，應盡可能采用二次振搗，一般宜在混凝土澆注后1 小時左右進行。

2.2.2 澆注過程

大體積混凝土結構的施工應在施工條件允許的情況下，盡可能采取分層多次澆注，施工層的結合部應按施工縫進行處理以減少水化熱的產生和不利影響。每層澆筑的厚度可視具體情況而定，一般可在0.5-2.0m 范圍內，兩層澆筑時間的選擇宜在下層溫度有明顯下降，上層混凝土的熱量不會明顯影響到下層為準。

2.2.3 溫度控制

混凝土攪拌中要注意水量的添加，尤其是在天氣炎熱的季節中，目的是為了降低或者控制混凝土的溫度。比如，夏季施工時要注意減少混凝土的澆筑厚度，方便混凝土的散熱。特殊情況下要注意在混凝土內部增設降溫辦法，可確保混凝土的抗裂性。因為混凝土的質量越好，其抗裂性就越強，所以為保證道路橋梁施工中混凝土質量，我們也不能忽視混凝土的堆放、攪拌方式，或混凝土澆筑過程。

2.2.4 特殊部位的施工

橋梁施工中應十分注意審查工程結構設計圖紙，復核板厚、鋼筋等參數。施工中注意檢查鋼筋的直徑和間距、上下層鋼筋之間的有效高度、鋼筋的錨固長度、下層鋼筋的保護層墊板厚度及分布等是否符合設計、施工規范要求。混凝土澆筑時，應有專任施工技術人員進行過程控制，專人負責呵呵管理，嚴格按照施工規范規定，嚴禁在現澆混凝土未達到設計強度之前拆模，重視事前控制，加強鋼筋工程的隱蔽驗收。

2.2.5 加強混凝土早期養護

經過大量實踐證明，混凝土常見的裂縫大都是由于溫度梯度造成的表面不同深度的裂縫，寒冷地區溫度驟降，非常容易形成裂縫，因此保溫對混凝土表面的早起裂縫有防止作用，從溫度角度來看，應有以下要求:(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)防止老混凝土面過冷，以減少新老混凝土間約束。

3 施工混凝土裂縫處理的措施

3.1 對橋梁結構進行有目的的加強

當混凝土結構受到施工裂縫的影響，穩定性能受到干擾時就要有針對的進行加強，方法主要有常見的以下三種:(1)通過預應力加固法增大橋梁結構截面面積，增加支點數量來達到提高穩定性的目的;(2)利用鋼板等部件對混凝土構件進行加固處理的方法;(3)通過繼續噴射混凝土的噴射法來達到補強加固，提高混凝土強度效果。

3.2 表面修補

表面修補法始終簡單也最常用的方法，適用于表面淺層次裂縫處理，當然一些影響不到整體承載力的深層次裂縫也可以采用此方法。操作具體如下:在找到裂縫位置后，可選用環氧膠泥或者是水泥等材料進行表面涂抹處理，然后再用防腐性能的優良材料在混凝土表秒涂刷，例如:瀝青，油漆。最后進行覆蓋，可選用玻璃纖維布進行裂縫處的黏貼覆蓋。這種方法可防止裂縫繼續開裂。

3.3 置換混凝土

置換混凝土顧名思義，就是把原有的開裂處混凝土清除掉，再灌入新的混凝土方法，這種方法適用于裂縫較嚴重的情況。

3.4 化學防護

化學防護采用的是電化學的相關原理，通過改變環境中的相關因素或者是使鋼材鈍化來發揮其良好的防腐功效。效果比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。

3.5 填充封堵法

這種方法是將水泥漿及樹脂等膠結物壓入到裂縫中來達到加固效果。另外還可沿裂縫方向進行開鑿槽位，之后再將丁基橡膠等防水性能好的材料置入到槽位中去來發揮良好的填充加固作用。

4 結語

綜上，據對橋梁混凝土工程常見裂縫原因分析，我們應在施工過程及養護過程中多方控制，預防各類裂縫出現，保證橋梁質量和安全使用。如裂縫已產生，則要通過對裂縫產生原因深入分析并采取對應措施。

［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，伍金華，董晴.關于橋梁施工裂縫原因和防治措施的研究［J］.交通標準化，2011(Z1).