橋梁工程混凝土施工裂縫產(chǎn)生原因及改善措施

黃霄霄

【摘要】 文章針對橋梁施工混凝土裂縫做了一些理論和實踐的探討，探討了橋梁施工混凝土裂縫的種類、產(chǎn)生原因，并對橋梁混凝土裂縫的施工防治措施提出了相關的建議。

【關鍵詞】 橋梁施工；混凝土裂縫；防治

1.前言

橋梁施工過程中，很容易出現(xiàn)裂縫，裂縫的出現(xiàn)不僅會影響工程質(zhì)量，甚至會導致橋梁垮塌，混凝土開裂經(jīng)常困擾著橋梁工程技術人員。其實，如果采取有效的施工措施，很多裂縫是可以避免和控制的，為了盡量避免工程中出現(xiàn)危害較大的裂縫，文章對混凝土橋梁在施工過程中產(chǎn)生裂縫的原因作了較全面分析、總結，以便施工施工中做出行之有效的控制方法保證工程的質(zhì)量。

2.橋梁施工中混凝土裂縫的成因

導致橋梁結構混泥土開裂的原因有很多，涉及建設材料、施工工藝、養(yǎng)護條件、氣候環(huán)境等多個方面，各方面因素相互作用影響。

2.1混凝土外加劑引起的裂縫

外加劑的使用也是預防混凝土裂縫的有效措施。外加劑可以明顯地起到降低水泥用量、降低水化熱、改善混凝土的工作性能和降低混凝土成本的作用。在混凝土中合理的摻加定量的外加劑，對改善混凝土拌和物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時問，對預防裂縫的產(chǎn)生有積極的作用，反之亦然。

2.2溫度應力引起的裂縫

混凝土澆筑后，水化熱會使混凝土結構內(nèi)部溫度升高，在20h左右內(nèi)，混凝土內(nèi)部溫度可能達到50～80℃，結構內(nèi)部與外表面溫差過大，形成溫差裂縫。對于橋梁結構，尤其是大跨徑橋梁，其水化熱過大、溫度過高、溫度的變化，由此引起的應力過大并最終造成裂縫和變形問題尤為突出。混凝土早期水化熱導致的溫度應力是造成非結構受力裂縫產(chǎn)生的主要原因，而混凝土的干縮、溫度收縮等引起的應力疊加使得開裂程度進一步加劇。對于橋梁結構混凝土施工，防止混凝土水化熱過大引起結構裂縫是裂縫控制的重要內(nèi)容。大跨徑橋梁中大體積混凝土施工，例如承臺和零號塊施工過程中應有專項施工溫度控制措施，內(nèi)部設置冷卻降溫水管和通風設施，保證其內(nèi)部最高溫度和溫差。

2.3混凝土收縮引起的裂縫

實際工程中混凝土因各類收縮所引起的裂縫經(jīng)常見到。越來越多的采用高強度高性能混凝土，抗壓強度顯著提高但是抗拉強度提高往往滯后于抗壓強度，且早期收縮較大，變形效應容易引起裂縫。水泥等膠凝材料用量增多，體積穩(wěn)定性也進一步下降，溫度收縮變形顯著增加。

2.4支架模板變形引起的裂縫

作為橋梁施工中的主要施工受力構件，支架、模板、掛籃等都必須作好固定和定位工作，確保施工安全。施工過程中支架、掛籃發(fā)生不均勻沉降及發(fā)生水平位移，以及模板支撐不牢固、對拉鏍絲、模板本身強度不夠，也會導致橋梁結構混凝土出現(xiàn)裂縫。

2.5 施工工藝引起的裂縫

泵送混凝土施工在現(xiàn)代橋梁施工中應用越來越普遍，為保證混凝土的流動性時，水泥用量加大、用水量也增加、活性增加、水灰比增大、比表面積增加、砂率提高、骨料粒徑減小、塌落度增加，導致水化熱及收縮變形顯著增加，體積穩(wěn)定降低，使混凝土面出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。施工質(zhì)量控制不合格，也易導致混凝土開裂。振搗不足或過振的造成由表及里的蜂窩麻面和塑性裂縫、干縮裂縫。混凝土的攪拌、運輸時間長，使水分蒸發(fā)過多，造成混凝土的塌落度過低，也會使混凝土表面出現(xiàn)不規(guī)則的裂縫原因。對于大跨徑橋梁，施工中一次澆筑成型，而未進行按計劃的分塊、分層澆筑，則裂縫產(chǎn)生的可能性將會大大增加。

2.6 養(yǎng)護不到位引起的裂縫

橋梁結構通常采用的混凝土強度等級較高，養(yǎng)護不到位很容易形成裂縫。對于大跨徑橋梁，更應適當延長混凝土養(yǎng)護時間。此外，采用傳統(tǒng)普通的養(yǎng)護方法，對橋梁結構缺少內(nèi)降外保的外部保溫措施，易引起裂縫。在降溫來臨時，混凝土內(nèi)外溫差過大，也可能造成裂縫。

3.裂縫防治措施

3.1設計防裂控制措施

為盡量避免荷載裂縫的出現(xiàn)，應盡量避免結構突變或斷面突變；如果結構突變不可避免，則應做好細部處理，如轉角處做圓角，突變處做成漸變過渡，同時加強構造配筋或斜向鋼筋等。為防止混凝土收縮和溫度變化引起的裂縫，可增加構造配筋，以提高混凝土的抗裂性，尤其是薄壁結構。為防止筋銹蝕引起的裂縫，設計中應嚴格按照規(guī)范要求控制裂縫寬度，采用足夠的保護層厚度及防腐混凝土。

3.2施工防裂控制措施

（1）鋼筋綁扎：綁扎鋼筋前，首先應進行徹底的除銹，然后加工成型后運至現(xiàn)場進行安裝，安裝時嚴格把握鋼筋的間距。鋼筋規(guī)格、型號、數(shù)量、間距、幾何尺寸、接頭位置及質(zhì)量等均應符合設計圖紙和施工規(guī)范的要求。鋼筋層間距對混凝土構件的受力性能影響顯著，但鋼筋保護層厚度不夠卻嚴重影響橋梁的使用壽命，尤其是在復雜惡劣的腐蝕環(huán)境下，因此，在鋼筋層間應留有足夠的間距，鋼筋外層與模板間應設置具備一定厚度的混凝土墊塊。

（2）模板的安裝與拆除：針對具體工程，應對模板及其支架的承載能力、剛度和穩(wěn)定性進行校核，不能盲目依照經(jīng)驗和類似工程照搬使用。支架應牢固可靠，施工前必須對支架進行預壓，以消除支架非彈性形變和測出彈性形變值以便立模預留預拱度。安裝模板時應確保構造緊密、不漏漿、不滲水，形狀規(guī)則，能保證混凝上的均勻性。模板及其支架的拆除順序應按施工技術方案執(zhí)行，未達到混凝土預定強度要求不得拆除。

（3）混凝土的澆筑：澆筑之前首先要對模板及支架、鋼筋及其保護層厚度、預理件、預留孔洞等進行檢查，確認無誤后方可進行澆筑。混凝土的拌和運輸?shù)缺仨殱M足連續(xù)澆筑要求。澆筑還要防止鋼筋、模板、定位筋、墊塊及預理管適的移動和變形。大體積混凝土澆筑還要滿足分層澆筑、分層振搗的要求，并應采取一定的散熱措施，有效降低混凝土內(nèi)外的溫差，從而減少溫度裂縫的產(chǎn)生。振搗要密實，確保混凝土能填充到各個角落，同時也要避免過振引起塑性裂縫和干縮裂縫。

（4）}混凝土的養(yǎng)護：混凝土終凝后應及時采用覆蓋、灑水、噴霧或薄膜保濕等措施進行養(yǎng)護，避免急劇干燥、溫度急劇變化、振動以及外力干擾等。養(yǎng)護時間必須符合實際工程要求。冬季施工，不得向裸露部位的混凝土直接澆水養(yǎng)護，應用塑料薄膜或其他保溫材料進行保溫、保濕養(yǎng)護。

（5）其他措施：橋梁結構設計中考慮了施工順序對內(nèi)力的影響，施工中應嚴格按照制定的方案進行，不得隨意更改施工順序，以免引起附加應力導致結構開裂。施工方案中，應做好人模混凝土的溫度控制、澆筑后混凝土溫度控制、養(yǎng)護及拆除模板后的養(yǎng)護等措施，施工前做好施工技術交底，落實各項施工任務，分配專人進行技術指導和質(zhì)量監(jiān)督。

4.對已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫處理的方法

4.1表面處理法進行修補

表面修補法，先用鋼絲刷將混凝土表面裂縫處的附著物清理干凈，用水對其進行沖洗等干后，將油灰狀的樹脂填充在裂縫處，再對其進行涂抹即可。這種方法簡單有效，適用于結構穩(wěn)定的表面裂縫和深度裂縫的修補。

4.2結構加固方法

由于超荷載使得橋梁混凝土出現(xiàn)了裂縫或者是裂縫長時間沒有被處理使得混凝土的耐性降低等情況是，可以通過采用結構加固法來對其結構進行固定。這種方法適用于結構的穩(wěn)定性受到影響時常用的方法。

4.3灌漿法來對橋梁混凝士裂縫進行修補

這種方法主要是通過壓力設備把膠結材料壓進混凝土的裂縫中，等到膠結材料硬化后兩者將成為一個整個結構，這種方法在將裂縫堵上的同時能夠加強橋梁的穩(wěn)定性。這種方法主要適用于裂縫存在對結構穩(wěn)定性有影響和有防止下滲要求的建筑中。

5.結語

在橋梁施工過程中，只要嚴格控制好材料質(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，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