橋梁施工中混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施分析

張 健

（中國(guó)鐵建十八局集團(tuán)第三工程有限公司，河北 涿州 072750）

橋梁工程建設(shè)對(duì)人們的出行以及加強(qiáng)各個(gè)地區(qū)之間的聯(lián)系，發(fā)揮著重要的作用。而混凝土具有低廉的養(yǎng)護(hù)成本和價(jià)格、較好的抗壓性能、廣泛的材料來源等特點(diǎn)，在橋梁工程中被廣泛應(yīng)用。在施工中，由于會(huì)受到多方面因素的影響，容易導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，不僅對(duì)工程的質(zhì)量和美觀造成嚴(yán)重影響，同時(shí)還會(huì)影響車輛的通行，使工程建設(shè)的綜合效益降低。基于此，對(duì)橋梁施工混凝土裂縫的產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，并提出相應(yīng)的防治措施，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

一、橋梁混凝土裂縫的危害

（一）滲透危害

混凝土施工是橋梁施工的重點(diǎn)內(nèi)容，也是關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。而裂縫問題，則是混凝土施工中最常見的質(zhì)量問題。因?yàn)榛炷磷陨淼男再|(zhì)具有一定的流動(dòng)性，所以在施工的過程中，在工藝、溫度、材料等各種因素的綜合作用下，若是未能采取有效的控制措施，將會(huì)不可避免地出現(xiàn)裂縫問題。而橋梁混凝土裂縫，會(huì)產(chǎn)生多重危害。其中滲漏是比較突出的危害，一旦出現(xiàn)裂縫，就會(huì)灌入雨水，逐漸在混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)中滲透，并發(fā)生水解，這樣會(huì)直接影響到混凝土結(jié)構(gòu)的安全性。裂縫當(dāng)中如果出現(xiàn)劇烈的溫度變化，就會(huì)有凍脹的情況出現(xiàn)，產(chǎn)生嚴(yán)重的裂縫，最終對(duì)橋梁的使用安全帶來威脅。

（二）腐蝕危害

橋梁混凝土一旦出現(xiàn)裂縫質(zhì)量問題，還會(huì)有腐蝕危害產(chǎn)生。伴隨著逐漸擴(kuò)大的裂縫，會(huì)進(jìn)入各種物質(zhì)。而在水和空氣的作用下，橋梁內(nèi)部金屬構(gòu)件的鍍膜會(huì)被腐蝕，對(duì)構(gòu)件的安全產(chǎn)生影響。橋梁混凝土施工過程中，材料作為重要的基礎(chǔ)，能對(duì)整體質(zhì)量提供保障，為了更好地應(yīng)對(duì)腐蝕問題，在施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制材料質(zhì)量，并做好相應(yīng)的防護(hù)工作。

表1 水泥水化熱量值參考表

（三）碳化危害

在橋梁混凝土裂縫危害中，碳化是非常嚴(yán)重的危害之一。若是有碳化問題出現(xiàn)，會(huì)直接影響到橋梁混凝土的構(gòu)件受力，進(jìn)而埋下安全隱患。在空氣和水的作用下，混凝土原料會(huì)發(fā)生反應(yīng)而生成碳酸鈣，由此不僅會(huì)使構(gòu)件的承受力降低，還會(huì)直接威脅到橋梁結(jié)構(gòu)的安全。

二、橋梁混凝土裂縫產(chǎn)生原因分析

只有對(duì)裂縫產(chǎn)生的原因準(zhǔn)確判斷，并采取有針對(duì)性的應(yīng)對(duì)措施，才能有效防治裂縫的發(fā)生。結(jié)合工程實(shí)踐進(jìn)行分析，橋梁混凝土裂縫產(chǎn)生的原因主要有以下幾種：

（一）溫度因素

當(dāng)橋梁工程施工環(huán)境不穩(wěn)定時(shí)，溫度范圍處于不平衡狀態(tài)，混凝土本身就會(huì)出現(xiàn)熱脹冷縮，導(dǎo)致內(nèi)部不均勻應(yīng)力的出現(xiàn)，從而導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。同時(shí)，在澆筑后由于出現(xiàn)水化熱，會(huì)產(chǎn)生溫度的內(nèi)外差異。在溫差過大的情況下，會(huì)使表面出現(xiàn)裂縫。而水泥是混凝土中產(chǎn)生水化的主要材料，具體的水化熱產(chǎn)生量如表所示1。

某橋梁工程澆筑時(shí)間在11月份，某橋梁承臺(tái)表面出現(xiàn)了多條裂縫，寬度為1.5mm，長(zhǎng)度為20-50cm。分析其主要原因?yàn)椋涸诙具M(jìn)行承臺(tái)澆筑，分層澆筑后溫度在24h內(nèi)從100℃下降至3 0℃，呈現(xiàn)逐漸降低趨勢(shì)，由此會(huì)使混凝土表面與內(nèi)部的溫度差異大大增加。觀察可知，承臺(tái)中的幾個(gè)測(cè)溫點(diǎn)的內(nèi)外溫度差異己經(jīng)達(dá)到了20℃，使溫度應(yīng)力增加，這是裂縫產(chǎn)生的最根本原因。由于溫度應(yīng)力超過了混凝土的抗拉強(qiáng)度，溫度的改變使施工中溫度控制失效，最終產(chǎn)生了裂縫。

（二）原材料因素

水灰比和水泥用量的控制，對(duì)于混凝土的性能有著直接的影響，若混凝土沒有適當(dāng)?shù)呐浜媳龋瑢?huì)導(dǎo)致離析現(xiàn)象的出現(xiàn)，凝結(jié)后不規(guī)則裂縫將會(huì)大量產(chǎn)生；若砂石中含有較大的泥沙量，由此會(huì)使混凝土自身的強(qiáng)度降低，進(jìn)而降低了混凝土的黏結(jié)性，同時(shí)各種摻合料也會(huì)對(duì)混凝土的溫度應(yīng)力產(chǎn)生影響，從而導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。同時(shí)，混凝土凝結(jié)硬化的徐變也會(huì)導(dǎo)致混凝土裂縫的出現(xiàn)。

（三）荷載因素

在橋梁的使用過程中，會(huì)受到動(dòng)靜力荷載以及次應(yīng)力荷載等多方面的荷載，一旦這些荷載超過橋梁混凝土結(jié)構(gòu)承受的范圍，就會(huì)導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。因?yàn)椴煌呢?fù)載類型，因此也會(huì)產(chǎn)生扭曲裂縫、剪切裂縫等不同的裂縫類型。因此，應(yīng)注重從荷載的角度，考慮裂縫的防治措施。

（四）施工工藝因素

施工工藝因素是導(dǎo)致橋梁混凝土裂縫的主要因素之一。采用正確的施工操作方法，能對(duì)混凝土整體施工質(zhì)量提供保障。反之，沒有依據(jù)施工工藝程序操作，會(huì)不可避免地出現(xiàn)質(zhì)量問題。若是在攪拌施工中，沒有進(jìn)行充分?jǐn)嚢韬蛽v實(shí)，就會(huì)導(dǎo)致沙子和水泥的脫節(jié)，降低受力能力，出現(xiàn)裂縫，埋下施工安全隱患。

三、橋梁混凝土裂縫防治措施

（一）采取有效的溫控措施

溫度是產(chǎn)生裂縫的主要原因。因此，應(yīng)采取有效的溫控措施。第一，在使用碎石的時(shí)候，為了快速降低混凝土澆筑的溫度，可以用水將碎石冷卻；第二，埋設(shè)循環(huán)水管。為了降低大體積混凝土內(nèi)部溫度，可將循環(huán)水管設(shè)置在結(jié)構(gòu)內(nèi)部，避免混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外具有過大的溫差，以有效降低溫度；第三，將入模溫度控制好。為了避免有較大的溫差，混凝土澆筑工作應(yīng)盡量選擇春秋季節(jié)或者是夏天的早晨以及冬天的中午等溫度不是特別高或特別低的時(shí)間段；第四，對(duì)混凝土的拆模時(shí)間合理掌控。為了有效預(yù)防溫度變化劇烈，在拆模時(shí)也需要保證穩(wěn)定的溫度。

（二）加強(qiáng)混凝土材料質(zhì)量控制

選擇施工材料是橋梁混凝土施工的關(guān)鍵。因此，需要嚴(yán)格控制材料的質(zhì)量，避免因?yàn)椴牧腺|(zhì)量問題而出現(xiàn)混凝土裂縫。應(yīng)由專業(yè)人員對(duì)材料采購(gòu)和放置進(jìn)行管理，以此對(duì)材料的質(zhì)量提供保障。

（三）加強(qiáng)荷載裂縫的控制

荷載裂縫是混凝土裂縫中比較常見的，在防治這一裂縫時(shí)，不能混合放置一些材料設(shè)備，準(zhǔn)確掌握受力點(diǎn)的承受力。同時(shí)，在施工階段還應(yīng)嚴(yán)格控制鋼筋的成型與模板安裝的質(zhì)量，使其可靠牢固并準(zhǔn)確對(duì)位，并及時(shí)清理鋼筋上的污染物。另外，配合澆筑與振搗，保證混凝土的密實(shí)，選擇合理的振搗力方式。

（四）對(duì)施工工藝進(jìn)行控制

裂縫防治的重要對(duì)策，就是采用良好的施工操作與工藝控制。為了保障混凝土澆筑的連續(xù)性，施工階段對(duì)于混凝土澆筑的用量、澆筑的時(shí)間應(yīng)該提前做好設(shè)計(jì)，并確定好施工的接縫間距、位置，做好混凝土的運(yùn)輸與振搗等工作。

四、結(jié)論

在橋梁施工中，因?yàn)闀?huì)受到多方面因素的影響，會(huì)使混凝土出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。不僅對(duì)工程的質(zhì)量和美觀造成嚴(yán)重影響，同時(shí)還會(huì)影響車輛的通行。因此，在實(shí)際施工過程中，應(yīng)采取有效措施，如溫控措施、加強(qiáng)混凝土材料質(zhì)量控制、荷載裂縫和對(duì)施工工藝的控制，從以上多個(gè)方面加強(qiáng)控制，避免裂縫的出現(xiàn)，旨在對(duì)工程質(zhì)量提供保障。

[1]劉亞君.橋梁基樁嵌巖深度計(jì)算方法及工程應(yīng)用研究[J].公路工程，2017，42（3）：241-244.

[2]文筱蕓.淺談高速公路施工安全管理中存在的問題及其對(duì)策[J].黑龍江交通科技，2011,34（2）：113.

[3]佘娜，張思穎.低溫升低收縮磷渣大體積混凝土溫度應(yīng)力監(jiān)測(cè)數(shù)值仿真分析[J].公路工程，2017,42（2）：309-313.

[4]徐海超.橋梁工程施工中預(yù)應(yīng)力技術(shù)施工質(zhì)量控制[J].珠江水運(yùn)，2015(7)：82-83.

[5]郭天惠.論鋼筋混凝土橋梁常見的問題及對(duì)策[J].價(jià)值工程，2010，29（18）：35-36.

[6]賀志勇.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固的發(fā)展與研究現(xiàn)狀[J].山西建筑，2010,36（2）：104-106.

[7]王，李振國(guó)，羅興國(guó).混凝土裂縫的修復(fù)技術(shù)簡(jiǎn)述[J].混凝土，2006（3）：91-93.

[8]袁宏發(fā)，王月仙.淺談混凝土裂縫的成因及防治[J].科技風(fēng)，2013（4）：155.