橋梁工程混凝土裂縫成因以及控制措施分析

遼寧遠華建設有限公司，遼寧 沈陽 110000

新時期背景下，隨著我國橋梁工程項目規模的不斷擴大，施工質量問題也逐漸增多，其已經成為阻礙工程良性發展的客觀因素。橋梁工程質量問題主要是混凝土結構裂縫問題，不僅會對橋梁結構的穩定性造成影響，還會影響橋梁的使用壽命。因此，在實踐階段需要對裂縫問題進行全面的分析，從而科學地解決裂縫問題。

1 橋梁施工裂縫影響

在橋梁工程施工的過程中，如果出現裂縫問題，會對橋梁工程的使用性能與使用年限造成影響。

1.1 橋梁使用性能受到影響

橋梁混凝土出現裂縫問題，橋梁結構剛度就會弱化，車輛在通行時安全性、穩定性得不到保證。如果裂縫面積過大，會導致橋面出現大量的凹凸裂縫，同時隨著裂縫的不斷發育，當裂縫寬度、深度達到一定范圍值時，橋梁結構的功能性就會受到影響。

1.2 橋梁使用年限受到影響

橋梁結構整體承載性較高，其承托著自身結構重量和車輛通行的荷載。一旦橋梁混凝土出現裂縫問題，就會導致橋梁自身的強度下降，耐久性能降低。當橋梁出現裂縫問題時，水會通過裂縫不斷地滲透到混凝土結構中，此時水會與水泥發生化學作用，時間一長會將水泥中的水化產物溶解流失，導致混凝土結構受到破壞。同時空氣中的二氧化碳也會隨著裂縫進入混凝土結構內部，并且在潮濕的環境下，二氧化碳會與水泥中的硅酸二鈣、硅酸三鈣等物質發生化學反應形成碳酸鹽，碳酸鹽會降低鋼筋的剛度，引起鋼筋銹蝕問題。一旦橋梁主體結構的混凝土與鋼筋材料出現化學變化，橋梁的使用年限則會縮短。

2 橋梁工程混凝土裂縫成因

2.1 施工荷載

在混凝土施工的過程中，施工荷載是導致混凝土出現裂縫問題的關鍵。一般情況下，荷載裂縫主要出現在受拉區以及受剪區與振動嚴重的部位。

（1）施工環節人為踩踏導致受力筋混凝土保護層承受力增加，構件有效高度被減小，構件支撐邊緣會出現垂直于受力筋的裂縫。

（2）施工時水灰比過大，混凝土振搗成型后，混凝土泌水產生下沉問題也會出現裂縫。

（3）混凝土施工環節由于振搗不夠密實，混凝土內部存在孔洞，從而出現受力裂縫。

（4）橋梁工程施工中混凝土澆筑速度過快，大面積澆筑混凝土時混凝土會存在收縮、沉降過程，導致模板承受力下降，出現局部裂縫問題。

（5）在雙柱結構或獨柱結構的橋梁墩身位置，荷載大于平行力會產生裂縫。

（6）在彎矩最大截面位置處，施工受力過大會出現垂直類型裂縫，這種裂縫還會朝著軸向發展。

（7）施工過程中當主鋼筋與抗剪筋設置不足時，箍筋過緊會導致斜向受到破壞，出現裂縫問題。

2.2 溫度差異

（1）內部溫度裂縫。混凝土在硬化過程中會釋放出大量的水化熱，混凝土內部溫度會急劇上升。當混凝土內部溫度過大時，表面結構會出現拉應力，會破壞混凝土內部結構強度，導致裂縫問題產生。同時，混凝土內部發生化學反應會釋放出大量的熱量，內部溫度過高而外界溫度過低，極易出現裂縫。

（2）外部溫度裂縫?；炷帘砻胬瓚σ资艿綒鉁亟档蛶淼挠绊懀敱砻鎽^大時，混凝土結構就會出現裂縫。另外，混凝土內部溫度變化是一個持續過程，若外部溫度持續下降到一定數值，內部結構溫度與外部結構溫度差異性過大就會出現溫度裂縫。

2.3 塑性收縮

大多數情況下，塑性收縮裂縫與混凝土表面失水過快有關。從理論層面而言，只要是新澆筑的混凝土其表面失水速度比泌水速度大，當混凝土表面收縮值大于內部收縮值時，塑性裂縫就會存在。這主要是混凝土內部收縮加劇混凝土表面張拉力度，當張拉強度超過抗張拉強度時，必然形成裂縫。

3 橋梁施工裂縫的防控措施

針對橋梁工程混凝土裂縫問題，考慮到其危害性，需要從施工環節做好施工過程的控制。

3.1 施工裂縫控制

（1）在施工的過程中，需要選擇合理的結構方式與分塊方式設置好施工縫，并且按照溫度裂縫的要求進行分塊，保證施工時荷載應力能夠得到平分。

（2）鋼筋布置需要按照“小直徑、密間距”的方式進行布置，并且在變截面位置增加鋼筋的數量，同時在表面位置上需要設置鋼筋網片，為了減少鋼筋出現銹蝕問題，混凝土內可以添加外加劑，提升其耐久性。

（3）要精確計算結構物的沉降量，以減少地基不均勻沉降出現的裂縫問題。

（4）施工環節需要按照根據施工工藝要求進行，并且對施工機具與材料合理堆放，從而減少荷載引起的裂縫。

3.2 溫度裂縫控制

對于施工溫度的變化，要嚴格地按照《混凝土的結構的工程施工質量驗收要求規范》（GB 50204—2018）進行執行。為了減少混凝土溫度引起的裂縫問題，在混凝土澆筑施工環節，可以在混凝土澆筑區域布置冷卻水管，冷卻水管布置形式按照折線的方式布置，相鄰水管間距控制在0.8～1.0m，使其形成一個冷卻系統，在混凝土澆筑時間將冷卻管通水，避免溫度過熱。在具體操作階段，需要對施工溫度進行檢查，檢查的方式采用專門的測溫計插入混凝土體內10cm位置讀取溫度，而后按照測量的溫度數據，調整施工溫度。此外，需要控制混凝土拌和物入模的溫度，入模溫度要≤5℃，且不能＞35℃。當施工氣候溫度達到30℃時，需要按照高溫施工要求做好溫度處理；當施工環境為冬季時，需要按照冬季澆筑施工方式處理溫度問題。

3.3 塑性收縮裂縫控制

（1）橋梁混凝土工程施工環節，需要做好結構水灰比控制，水泥類型選擇水熱化程度低的材料。（2）做好混凝土骨料含泥量控制，降低混凝土結構的孔隙率。（3）在橋梁混凝土結構澆筑施工處，需要對模板進行濕潤處理。（4）混凝土澆筑環節按照橋梁工程要求，做好混凝土泵送角度控制，例如，在澆筑過程中采用快插慢拔的方式進行振搗施工，振搗時振搗棒需要按照“一”字型的方式均勻排列，再進行振搗作業。

4 橋梁混凝土裂縫技術處理工作

在橋梁工程混凝土裂縫控制階段，對于不同類型、規格的混凝土處理方式也是不一樣的，以下對常見的橋梁混凝土裂縫處理技術進行分析。

4.1 表面處理法

表面處理方式是橋梁混凝土裂縫常用的處理方式之一，該技術應用主要在混凝土裂縫表面通過樹脂膠涂刷修復裂縫問題。在施工前需要采用鋼絲刷清潔混凝土裂縫表面，將附著物處理且風干裂縫結構位置后，采用油灰狀樹脂在裂縫位置均勻涂刷，讓油灰狀樹脂能夠滲透到裂縫縫隙中，當裂縫縫隙填滿后待油灰狀樹脂風干后，采用刮板對處理位置進行鏟平，減少裂縫問題出現。

4.2 填充法

填充法主要適用于裂縫寬度≥0.3mm的裂縫。在裂縫位置處采用切割機加深裂縫的深度，切割出≥20mm的“V”型溝槽；然后采用高壓噴槍沖洗裂縫位置，將裂縫中的雜物清理干凈；將灌漿嘴埋設到裂縫處進行灌漿處理，灌漿速度達到裂縫位置2/3時采用膠體進行密封，當膠體注射完成后要采用高密度混凝土對表面密封；最后進入養護環節以及質量檢驗環節。在裂縫修補完畢后，需要檢測補強質量與效果，針對裂縫修補不嚴格或是裂縫閉合不完全位置，則需要進行二次補修。

4.3 混凝土置換法

混凝土置換法是一種有效的裂縫處理技術。首先對混凝土裂縫位置處進行銑刨、剔除，然后將拌和好的混凝土材料澆筑到處理區域中，混凝土置換材料可以選擇砂漿、聚合物、水泥漿液以及改性聚合物等材料。

5 結束語

綜上所述，橋梁工程在長期運營過程中很容易受到外界各種因素的影響出現裂縫問題，此類問題不僅會影響橋梁結構的承載力，還會影響車輛通行的安全性。因此在裂縫處理階段，必須按照裂縫類型、裂縫規格大小，合理地選擇裂縫處理技術，并且需要嚴格地控制材料的質量以及技術應用效果，以保證橋梁混凝土裂縫問題得到有效解決，從而為我國橋梁事業的發展奠定基礎，推動經濟與社會的全面進步。