淺談市政橋梁施工混凝土裂縫成因及其防治措施

孫 榴

中鐵九局西南分公司，四川成都 610000

在橋梁工程的建設當中，從建成一直到使用都會涉及到設計運營管理、施工以及監理等各個方面。所以，造成混凝土橋梁裂縫形成的原因是有多方面因素引起的。有可能是設計出現了紕漏，也有可能是施工質量較為低劣，或者是監理能力不足等，所以，要想了解混凝土橋梁裂縫成因，一定要從多個方面進行考慮。

1 混凝土裂縫的危害

混凝土裂縫幾乎是所有橋梁工程施工和使用中都會出現的一種質量通病，由于施工工序不當，或施工管理不到位而引發的混凝土裂縫，對橋梁工程結構穩定性以及橋梁整體質量有著嚴重的影響。尤其是對于我國的橋梁工程來說，由于橋梁的使用年限相對較長，橋梁本身就可能存在著各種各樣的質量問題，包括混凝土裂縫。橋梁工程中，由于鋼筋混凝土結構本身便具有一定的微型裂縫因素，再加上外部自然環境因素、混凝土施工因素等多種因素的共同影響，便極容易導致橋梁結構出現開裂、破損以及混凝土表層嚴重現象，形成質量病害，危及橋梁的結構安全，也不利于路橋路面行車，給行車安全造成威脅[1]。

2 混凝土裂縫產生的原因

2.1 侵蝕性介質腐蝕

由于侵蝕性的介質在腐蝕作用下形成的混凝土裂縫，一般都是和混凝土的結構內部所含的某些化學成分有關。當這些化學成分和外界某些具有侵蝕性的介質產生接觸后，便容易發生化學反應，進而對混凝土結構的產生影響或破壞，導致混凝土表面裂縫的產生，嚴重者還會威脅到混凝土的內部結構。

2.2 混凝土收縮造成

混凝土凝固之后，一些水泥顆粒會和水分相結合，使得混凝土的體積減少，這種現象稱之為凝縮現象。還有一種情況就是在水分蒸發之后體積也會縮小，這種現象則被稱為干縮現象。干縮現象和凝縮現象統稱為收縮現象。混凝土的干燥過程是從表面到內部干燥的過程，所以表面發生的搜索面積較大，而內部的收縮則較小。這種不均勻的收縮現象，使得表面混凝土承受了較大的拉力，內部的混凝土則承受著較大的壓力，如果表面的混凝土拉力超過其承受范圍的時候就會出現收縮裂縫。

2.3 凍融破壞

混凝土的凍融破壞現象主要表現在混凝土表面。混凝土內部結構中存在著大量的裂縫和孔隙，路橋建成之后，如果碰上下雨天氣，雨水會通過孔隙慢慢滲透到混凝土的內部結構中；當外界當溫度降到零點或者零點以下的時候，混凝土結構孔隙當中滲入的水分就會發生凍結膨脹，進而使得混凝土的孔壁受到壓縮而出現變形。當溫度升高的時候，外界溫度不再處于零點時，混凝土孔隙中已經結成冰的水分會慢慢融化，使混凝土孔壁產生一定的拉力。在舊橋工程的多年使用過程中，混凝土經過多次的反復凍融后，其結構本身便容易出現開裂現象，進而降低混凝土結構的強度[2]。

2.4 材料選配和施工工藝不當

使用了過期的水泥，骨料的含泥量過高，水泥中的含堿量超標，水泥水化熱以及骨料石灰石等問題。混凝土的拌合設備是500型的強制式混凝土攪拌機，在操作過程中，如果拌合的時間較短，就會使得混凝土的均勻度達不到要求，從而形成混凝土的水灰比超出設計用量。如果水灰比較大，就會使得混凝土的干縮量過大，從而發生干縮裂縫的問題。

2.5 溫度變化形成的裂縫

混凝土受到陽光照射、夜間降溫、水泥水化熱等因素的影響，出現了冷熱變化的時候，就會產生膨脹或者收縮而形成溫度應力。如果溫度應力超出了混凝土的抗拉強度時，就會形成裂縫。施工過程中的違規操作現象也會形成裂縫。在混凝土攪拌和運輸的時間過長時，就會使得水分蒸發而出現混凝土澆筑過程中的塌落的問題，從而導致混凝土出現了不規則的網狀裂縫等。

3 混凝土橋梁裂縫的防治措施

3.1 在橋梁設計階段進行控制的措施

優先采用補償收縮混凝土技術。在一般的混凝土裂縫現象中，大多數都是由于混凝土收縮而形成的。要想解決這一問題，可以通過在混凝土當中用膨脹劑來補償混凝土的收縮，實踐表明，這一做法的效果非常好。在大體積的混凝土當中，通常采用60天齡期的混凝土強度值設計的標準值，從而有效降低混凝土單方的用灰量。另外，還可以運用各類較為有效的混凝土摻合料。在設計過程中，應當盡量避免由于結構斷面突變而造成的應力集中問題。如果由于造型或者結構方面等方面的限制而不能避免的時候，就應當在局部進行調整，比如在轉角處作圓角處理，突變處做成漸變過渡的處理辦法。另外，也可以加強構造的配筋，在轉角處增配斜向鋼筋。針對較大的孔洞，可以在周邊設置一些邊角鋼[3]。

3.2 施工工藝措施

在施工過程中，一定要嚴格控制施工工藝和施工質量。首先應當準確固定鋼筋的模板和成型安裝位置，避免其在施工過程中出現變形而導致鋼筋上面的氧化鐵皮或者污染物需要清理，從而影響到鋼筋的粘結力度。在振搗的時候，振搗棒應該快插慢拔，依據不同的混凝土坍塌落度掌握合適的振搗時間。大力倡導運用二次振搗和二次抹面技術，此舉能夠有效排除泌水混凝土當中的水分和氣泡。良好的施工方案能夠有效控制和預防裂縫的發生。在施工方案中，應當確定一定的澆筑量位置、構造以及施工縫的間距等。一次澆筑的長度通常由垂直施工縫進行分割，最好應當設置在變截面處，或者受剪力較小的位置。另外，還應當盡量將分層位置留在變截面處。應當盡量避免在炎熱的天氣或者晝夜溫差較大的時段進行澆筑施工。

3.3 嚴格控制施工材料的質量

施工原材料是工程的重要組成部分，會直接影響到工程質量。所以，施工單位一定要嚴格把關原材料的采購環節，其次還應當對原材料進行必要的測試與鑒定，嚴格禁止不合格的材料或者半成品進入施工現場。另外，還應當控制好各施工階段的材料質量。應當定期檢查施工單位的各階段工程施工所需要的原材料。對主要原材料應當行現場檢查，如果發現不符合要求或者有問題的材料，一定要堅決制止其使用。對于會影響到施工質量的要害問題或者普遍性的問題，一定要本著“質量第一”的原則及時進行處理，絕不能為施工質量埋下隱患。在施工過程中一定要控制好水灰比以及沙率。在保證完全搗實以及滿足了澆筑要求的前提下，盡可能地選用大骨料并且多用骨料，從而降低橋面混凝土的和易性。質量檢驗是質量管理工作當中重要的一項任務，應當選用綜合素質較高的檢驗人員，并且對其進行相關的技術培訓，還要定期校正相關的檢測工具與儀器，從而有效提升檢驗質量水平[4]。

3.4 加強現場施工的控制與管理

在振搗的過程中，應該根據不同混凝土的坍落度把握好振搗的時間，盡量避免由于時間過短而造成的振搗不密實，或者漏振、過振等問題，這會導致混凝土的強度不夠或者不均勻。如果證道時間過長，則會出現分層現象，使得粗骨料沉入底層，細骨料留在表層，出現強度不均勻現象，從而很容易出現上層裂縫的問題。可以通過二次抹面以及二次振搗技術來有效排除混凝土內部的水分以及氣泡。

在混凝土裂縫的防治工作環節，混凝土的早期養護工作是非常重要的。為了有效降低混凝土早期所出現的收縮問題，應當嚴格控制構件的濕潤養護。而針對大體積的混凝土，應該采用流水或者蓄水的辦法進行養護，養護時間一般都在14到28天之間。對于大體積的混凝土，應當充分考慮到水泥水化熱的問題，在施工過程中應該采取相關的降溫措施，以免集中出現水化熱的高峰問題。澆搗成型之后，應當通過蓄水方式來進行保溫，可以在表面覆蓋一層薄模或者麻袋等，從而有效防止因為混凝土內外溫差過大而出現的溫度裂縫[5]。

3.5 其他的防治措施

在橋梁結構的設計當中，應當充分考慮有施工順序對內力所產生的影響。一定要嚴格遵照施工方案進行施工，不能隨意改變施工的順序，避免造成不必要的附加應力而引發結構性開裂問題。在施工技術方案中，還應當做好控制入模混凝土溫度、澆筑后的混凝土溫度以及養護和拆除模后的養護措施等方面的工作。在施工前應當進行技術交底，將各項施工任務落實到具體，安排專門的技術人員進行指導以及監督工程質量。

4 結語

形成混凝土結構裂縫的原因非常復雜，除了環境因素以外，大多數情況都是由于有害物質通過結構中的毛細孔或者微裂縫，以水或者氣體為載體在結構中進行擴散所導致的。只有通過對設計、施工以及原材料等方面的嚴格把關，提升施工質量，從而在最大程度上對于混凝土的裂縫進行預防以及控制，才能夠使得建筑物的混凝土質量得到保證，使其具有較好的耐久性與可靠性，進而保障大家的生命與財產安全。

[1] 靳梟. 市政橋梁工程施工中混凝土的裂縫控制措施[J]. 建材與裝飾，2017（37）：225.

[2] 張源. 市政橋梁施工混凝土裂縫分析及其防治技術措施[J].城市建設理論研究（電子版），2017（18）：135.

[3] 崔偉蓮. 市政橋梁橋面鋪裝施工中鋼纖維混凝土施工技術要點分析[J]. 江西建材，2017（11）：114.

[4] 徐匯. 市政橋梁施工混凝土裂縫及其防治措施分析[J]. 綠色環保建材，2016（10）：92.

[5] 孫加啟，萬自鳳. 市政橋梁施工中常見的問題和防治措施[J].工程技術研究，2016（5）：200.