淺析橋梁工程混凝土裂縫的成因及控制措施的研究

李永亮

(黑龍江省龍建路橋第五工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150070)

在橋梁施工中產生混凝土裂口的因素很多，出現混凝土裂口的類型也很多，要根據實際情況對應防范和修復，從施工措施、材料使用和維修養護等各方面進行補充，預防和控制混凝土裂口現象在建筑中的發生，另外還需要做好材料的配比和選擇，加強有關工人的技術水平，掌握澆混凝土建筑的時間。這樣，建筑產品的使用壽命可以延長，為日后的建筑工程奠定了良好的基礎，從而推動我國建筑工程的全面發展。

1 橋梁工程中混凝土裂縫成因分析

1.1 溫度變化

在橋梁施工過程中，澆筑混凝土后，混凝土的水泥成分在硬化過程中會散發出大量的水蒸氣，這將顯著提高混凝土的內部溫度。在澆筑的混凝土溫度降低之前，因為混凝土產生的應力或是其他因素，應力將出現在混凝土內部。溫度的下降將有利于在混凝土表面上產生強應力，若是應力超過了混凝土表面，就會產生裂紋。另外，如果不保持或干濕現象交替出現，則表面形狀的變化會受到混凝土內應力的影響，從而導致裂縫。

1.2 荷載

在混凝土工程結構中一般出現裂縫問題的另一個重要因素便是直接應力，混凝土外部的多荷載共同作用之下，導致一些應力伴隨而生，進而形成裂口。主要的形成原因是，由于建設設計方案的不合理，因此導致其與實際所受應力之間往往存在著較大的差距。荷載的受力計算通常不能滿足使用的實際需要；在混凝土結構的安全性參數上其必要的設計不合理；在混凝土工程施工中沒有嚴謹的遵守設計圖紙和相關技術標準進行施工；沒有一個合理的計算車輛與橋梁的載荷的有效數據，這就導致橋梁在實際應用時，因受到多車的碾壓與其他力量而產生裂縫。

1.3 地基沉降

地基下沉產生的這種裂縫對橋梁的影響很大，導致橋梁整體形狀的改變，且混凝土表面出現受力不均勻的情況，由此導致混凝土的內部出現嚴重的裂縫。此外，隨著結構的不斷變形，裂縫也會對應于改變。此類裂縫的原因一般由于橋梁工程的各個部分的地基中所受的壓力不均勻導致的。另外，不均勻沉降裂縫不受其他裂縫的影響，但是建筑本身比較重，如果沉降量大，寬度也會增加裂縫。

1.4 施工材料質量不合格

混凝土的成分包括水泥，沙子，骨料，添加劑和其他物質的混合物。這些物質的質量決定了施工過程中混凝土的質量。如果質量不符合標準，可能會出現間隙。例如，如果沙子和礫石中的污泥量太高，如果超過一定標準，則會影響混凝土的強度，導致混凝土干燥后產生網狀裂縫。或者由于沙子和礫石的密度太低，混合的混凝土容易出現側裂。另外，堿骨料中也有可能產生裂縫的情況。

除以上的情況外，施工也會對裂縫產生一定的影響。混凝土在施工過程中的結構也是導致混凝土開裂的基本原因。混凝土的形成主要基于加水和混合的原理，但是在此過程中，混凝土會產生某種堿性離子。這些堿離子本身對混凝土沒有影響，但是一旦與它們接觸，就會不斷吸收混凝土中的水分并迅速膨脹。另外，由于缺乏對鋼條的保護措施，許多外部物質會與鋼條發生化學反應，這使鋼條變得嚴重。

1.5 施工工藝問題

一些施工單位未正確使用混凝土施工技術，一些建筑工人盲目追求工作速度，但沒有嚴格按照工作流程行事；一些施工人員沒有按照國家規定的質量控制標準進行操作，例如，在施工過程中沒有按照標準進行混凝土攪拌，使得混凝土性能無法實現。已充分使用且其硬度不符合要求，導致在進一步使用過程中混凝土產生裂縫。橋梁在施工環節，除了出現裂縫外，混凝土結構還常因施工者踩踏上負彎矩鋼筋保護層，施工工藝不合格，振搗質量低等因素而導致混凝土表面平整不合格，造成工程質量下降。

2 橋梁工程混凝土裂縫應對措施

2.1 混凝土溫度裂縫的控制

(1)降低混凝土的水泥含量。主要選擇是改變混凝土中骨料的形態，可以使用干燥的混凝土材料，可以添加混合物，也可以向混凝土中添加增塑劑。

(2)能夠通過用水冷卻的方法來冷卻礫石，以此來降低在混凝土的澆筑過程中產生的溫度。

(3)必須盡可能減小澆筑混凝土的厚度，以減少澆筑混凝土表面的熱量。也可以將輸水管線埋入已澆筑的混凝土中，然后用冷水冷卻混凝土。

(4)合理把握脫模時間。溫度下降時，應采取具體措施，進而預防因為溫差過大而引起的在混凝土表面產生的裂縫。在冬季進行施工的期間，有必要在混凝土外部制作絕緣層。

(5)考慮到濕度或溫度的巨大變化，可以人為地減少所產生的混凝土縫隙，避免出現空隙。還可以調節溫度，改變混凝土的應力，將其分成塊進行加工，避免不規則現象并科學地組織施工過程。

2.2 橋梁荷載裂縫的控制

在橋梁施工過程中，需要根據工程的實際情況精確計算各結構的部分載荷，以防止出現荷載設計不合格的情況。為了有效提高混凝土的結構強度，需要合理地設計配筋率，使混凝土的結構變得更加安全和穩定。此外，還需要加強施工過程的管理與控制，從根本上排除不利因素影響質量，以更好地滿足交通需求。

2.3 地基變形引起的裂縫的控制

(1)通過確保混凝土泵送的施工和建設項目的規范，降低混凝土的跌落程度，并嘗試減少混凝土的坍落度。

(2)確保混凝土均勻。在卸裝混凝土之前，需要28～30 s的高速運行，以確保混凝土的均勻質地，從而減少了地基發生裂口的可能。

(3)防止混凝土分層。防止混凝土分層和偏析的發生，并在施工過程中及時檢查夾具的運動。強化填土夯實等加固，如在橋梁施工時，一定要對模板進行支護。最后，模板支撐要有一定的強度，這樣地基上的額載力就能平衡，不會造成沉降裂縫的問題。

2.4 施工全過程管理控制

(1)加強模型管理。主要目的是確保施工夾具及其支撐的承載能力，剛度和可靠性。應使用專業人員振動，以防止夾具下沉或松動。必須確保模塊的電阻符合設計標準，僅在滿足相關要求時從模具中取出。

(2)加強成品的保護，嚴格維持混凝土成品，特別是已澆筑的混凝土表面，在進行手工操作前，混凝土必須有1.15n mm2光線。

(3)合理使用振動方式。根據現場的實際需求，應選擇科學的振動方法。通常，應采用快速插入和緩慢拉動的方法，以免因振動時間過短而導致混凝土不均勻。同時，避免因振動時間過長而導致槳葉浮起的現象。

另外，應嚴格控制材料質量。在選擇水泥的類型和用量時，與水泥的水化熱量有直接關系。水泥釋放的溫度速率和大小也與水泥中所含的礦物質密切相關。因此，在選擇水泥品種的過程中，必須具有水合熱較低的水泥。

2.5 養護階段冷卻管降溫

混凝土硬化時產生的熱量將持續上升，從而使其內部結構的溫度繼續升高，此時一定要采取合理的措施，以確保它在合適范圍內的溫度。目前使用最常見的方法就是采取冷卻管降溫，通常其流出的水溫不超過5 ℃，以每小時1 500 l的速度排出水流，并且必須確保冷卻管的排放對工程建筑不會產生影響。在養護完成后，空管要用真空壓漿或注漿方式填充，以提高混凝土的結構性能。

3 結 論

在橋梁建設過程中，混凝土裂口極易造成工程損害，對工程質量造成嚴重影響，因此需要加強質量的管理與控制，積極實施質量的控制，最終確保橋梁的質量達到標準，達成正常交通運營的需求。