桥梁混凝土施工裂缝原因分析

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我国公路事业的不断发展，加快了桥梁工程的发展，也推动了桥梁工艺的完善，尤其是一些山地地形区域，桥梁的应用范围十分广泛。但是也伴随新问题的出现，特别是混凝土施工裂缝，阻碍了桥梁混凝土工程的质量和使用寿命，加上对桥梁外观质量的重视，更加提高了对施工裂缝的要求。因此，分析桥梁混凝土施工裂缝的原因，探讨其有效地预防措施，是当前建筑行业急需解决的问题。

一、桥梁混凝土施工裂缝产生的原因

(一)结构性原因

1．设计不当

对桥梁混凝土工程设计不当，就会引起设计结构裂缝。主要是指在设计过程中使用的结构形式在荷载情况下产生裂缝，如非预应力现浇连续箱梁和非预应力的预制梁板等。虽然施工人员针对这种情况有设置预拱，但是在荷载作用下，一旦预拱结束也会产生裂缝。非预应力现浇连续箱梁的裂缝产生在梁顶负弯矩区，这是安全正常的裂缝，但宽度要大于设计规定范围或0．2毫米，一旦超出这个数据范围，裂缝就不安全了，必须采取有效措施。

2．施工不合理

施工不合理也就导致桥梁混凝土的施工结构性裂缝，如普通钢筋混凝土连续箱梁支架拆除中产生的裂缝，以及预应力结构的张拉裂缝等。前者是因落架时间过长和顺序不当导致的，联箱梁落架的搭建需要长期过长，要从简支梁的受力体系接近设计受力体系完成转换，这样一来，连续梁的负弯矩会在简支中引起横向裂缝。预应力结构的张拉缝是指一些施工步骤未遵循设计规定的张拉强度导致的，如锚垫板混凝土不密实、锚垫板位置与设计位置布置不符、锚垫板后螺旋筋未顶稳锚垫板等。

3．材料选择不合适

材料的选择对桥梁混凝土施工是极为重要的，但是很多承建方为了获取更大的利益，往往会忽视材料质量的重要性，会选择一些低成本的材料，甚至是一些不符合施工标准的材料，尤其是混凝土。混凝土的隐秘性较高，很难被发现，而劣质的混凝土材料是最终导致裂缝产生的一个主要原因。

4．养护不当

桥梁的使用寿命很大程度上依赖于后期的养护，必须要定期对桥梁进行养护。但是当前我国有关桥梁养护的技术还比较稚嫩，在养护过程中存在一些缺陷，这也是造成混凝土有施工裂缝产生的一个重要原因。一旦桥梁的养护工作不到位，那么，混凝土在受到自然腐蚀的情况下就会产生裂缝，影响桥梁的使用。

(二)非结构性原因

1．地基变形导致的沉陷裂缝。

沉陷裂缝是桥梁混凝土施工中的一种常见裂缝，主要是因地基变形造成的。地基变形的产生有两个原因:一是勘探人员在施工前的勘探工作不够细致，对施工地点的季节特点、位置等没有考察清楚。二是一些大型的自然灾害，如泥石流、地震和洪水等损害桥梁，导致混凝土裂缝产生。

2．温差变化导致的温差裂缝。

温差裂缝是桥梁混凝土施工裂缝的一个主要表现形式，是因混凝土环境温差变化导致的。日温差和年温差、天气的突变，以及冬季作业等因素，都是引起温差变化的原因，尤其是温度的骤然变化。温度的变化，会使混凝土结构出现热胀冷缩，引起变形产生拉伸力，这个拉伸力一旦超过了混凝土自身抗拉伸强度的话，就会产生裂缝。

3．收缩导致的长期干缩裂缝。

长期干缩裂缝主要是因收缩不当导致的，混凝土因长期暴露在不饱和的空气中，物理和化学的失水会缩小混凝土的体积，在缩小受到约束的情况下就会产生长期干缩裂缝。一般而言，收缩导致的混凝土应变速率比较慢，且混凝土产生的松弛度会消除部分的干缩应变。此外，干缩裂缝的产生还受分布钢筋的布置、混凝土设计表面积和体积的比值、混凝土的配合比、混凝土所处位置和环境的湿度和温度等的影响。如果施工季节是冬季，混凝土的散热较快，内部温度高，但是表面温度受到周围环境的影响会相对较低，表面混凝土的收缩率就会比内部高，最终产生裂缝。

4．龟裂缝及其他侵害性裂缝。

龟裂缝是指在混凝土表面形状不规则的情况下形成的微细裂缝，因湿度较低、混凝土中水泥量大、模板渗透性低等而产生。侵害性裂缝产生的原因是混凝土的钢筋生锈、有害物质产生化学反应等。比如，钢筋保护层的厚度较低，就会使得钢筋被氯离子侵蚀，并产生氢氧化物和氧化铁等。或者混凝土骨料中的活性硅会和外加剂、水泥以及地下水中的碱产生化学反应，受化学反应影响，混凝土的体积会逐渐增大，产生较高的局部拉应力，导致裂缝产生。

二、梁混凝土施工裂缝的预防措施

(一)选择合适的设计、材料和施工工艺

1．设计防裂。

桥梁混凝土的荷载裂缝在一定程度上是能避免的，关键是断面突变和结构突变的避免。为了避免结构突变，关注细节的处理是非常必要的。如在绕角处安装一个圆形角，或者设置一个结构渐变过渡，对斜向钢筋的稳固性将会起到很大作用。

2．材料防裂。

材料的选择必须要经过严格的抽样检验，合格后才能使用。一般而言，钢筋、水泥、砂石、水等基本材料必须要符合基本的规范，对比试验混凝土配合比，如果是雨后或高温施工的话，施工人员要对碎石和砂进行合理的含水量试验，合理调整施工配合比，最大程度地确保施工材料的质量。

3．提高施工质量。

施工是桥梁混凝土施工工程的关键环节，也是避免裂缝产生的主要步骤。因此，施工人员必须选择合理的施工工艺，提高施工质量。在投料上，施工人员必须要按照设计好的配合比严格控制，搅拌的时间必须在1—2分钟以上，按分层法进行浇注，分层的厚度要大于30cm，浇注时，必须要正确处理接头部位。振捣不应该过快，振捣棒要插入前层5—10cm，振捣的时间控制在一分钟左右，排出气泡就可以停止。混凝土的运输上不能离析，运输时间要高于半小时，在高温下运输的话，要及时检测混凝土的坍塌度，以免因蒸发过快流失水分而引发裂缝。

(二)沉降、干缩裂缝的预防

在沉降裂缝的预防上，对基本结构，如填土地基和松软土地基等施工前，要进行严密加固。为防止混凝土遭到水的长久浸泡被腐蚀，浇筑混凝土前要把地基晾晒干燥，为保障地基受力均衡，混凝土模板在安装时必须遵照合适的强度和刚度。拆除模板的时间要把控适当，不宜过早或过晚，且要按照顺序进行拆模。在干缩裂缝的预防上，关键是要选择合理的水泥。通常情况下，选用中低热水泥和粉煤灰水泥等收缩量小的水泥，都可以有效预防裂缝的出现。要合理配比水灰比，因混凝土的干缩程度与水灰比成正比，这就要求工作人员要增加适量的减水剂，严格控制混凝土施工和搅拌中的配合比，混凝土的用水量必须要小于配合比设计的用水量。强化混凝土的早期养护，冬季要适当延长混凝土的保温时间，如涂刷养护剂，并设置适当的收缩缝。

(三)严格控制温差

温差的控制主要是为了防止温差裂缝的产生，主要从两方面入手。一方面，要加强基础处理。骨料级配要有效改善，对长期暴露的混凝土浇筑体表面或者薄壁结构，必须采取有效的降温或保温措施。另一方面，为了避免基础起伏过大，要合理分缝分块。施工工序必须要合理安排，以免混凝土侧面和高差过度长期暴露，并且要不断改善混凝土的性能，以增强其抗裂能力，避免表面出现收缩，还要避免贯穿性裂缝的产生。

(四)正确处理混凝土裂缝

桥梁混凝土施工出现裂缝的话，就要采取合适的方法进行处理。具体方法有表面修补法、结构加固法、灌浆封堵法以及电化学防护法等。表面修补法，该方法试用的对象是稳定裂缝或对结构承载力影响较小的表面裂缝，工作机制是把油漆和沥青等涂抹在混凝土的表面，将环氧胶泥和水泥浆等涂抹在裂缝的表面部位。结构加固法，适用范围是裂缝影响混凝土结构性能的情况下，具体方法是扩大混凝土结构的截面面积，加固黏贴钢板、加固增设支点、使用预应力进行加固、喷射混凝土进行加固补强等。灌浆封堵法，该方法适用的对象对防渗漏有一定需求，且影响结构整体稳定性的混凝土裂缝。电化学防护法，就是指强压电场在介质中产生的电化学作用，通过改变混凝土的生存环境，起到保护稳固的作用，主要分为碱性复原法、阴极防护法和氯盐提取法。此外，混凝土置换法也是一种常见的裂缝处理手段。如果混凝土已被破坏，维护时要先清除已被损坏的混凝土，然后再加入聚合物、水泥砂浆等新材料即可。

三、结束语

总之，裂缝是桥梁混凝土施工常见的一种问题，不仅会降低桥梁的抗渗能力，也会降低桥梁的使用寿命。防止桥梁混凝土施工裂缝是一项长期工程，必须要对其设计结构、施工结构、材料选择、后期养护、地基变形、温差和收缩等原因引起的裂缝进行分析，并通过选择合理的设计、材料、施工工艺来控制温差，采取结构加固法、电化学防护法等措施进行混凝土施工裂缝的预防和处理。

作者：吴讯 单位：中铁十八局集团轨道交通工程有限公司