橋梁混凝土裂縫的施工控制技術

陳明

（江蘇省交通工程集團有限公司鎮(zhèn)江分公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212200）

1 前言

隨著現代橋梁工程施工工藝的飛速發(fā)展，各種管理手段的不斷完善與加強，橋梁工程的內在施工質量已經有了長足的提高，外觀質量已成為反映施工企業(yè)技術水平的最重要的一面。

2 幾種常見的砼施工裂縫形成原因分析

裂縫可分為結構性裂縫及非結構性裂縫兩大類型。其中結構性裂縫可分為設計結構性裂縫及施工結構性裂縫；非結構性裂縫可分為塑性裂縫、溫差裂縫、長期干裂縫、龜裂縫及其它侵害性裂縫。

2.1 結構性裂縫的形成原因

設計結構裂縫是指設計時采用的結構型式在荷載作用下必然會產生的裂縫，如非預應力的預制梁板及非預應力現澆連續(xù)箱梁等。雖然在施工時針對這種形式設置了預拱，但在荷載作用下，預拱消失后梁底抗拉區(qū)的砼最終還是要開裂的。非預應力現澆連續(xù)箱梁還在梁頂負彎矩區(qū)產生裂縫。這種裂縫是正常的、安全的，但裂縫的寬度應小于0.2oIlm 或設計規(guī)定的范圍，若超過這個范圍，那么裂縫就不正常了，就需要對其成因及安全性作進一步分析和鑒定。施工結構性裂縫是指由于施工原因造成的結構性裂縫，如預應力結構的張拉裂縫，普通鋼筋砼連續(xù)箱梁支架拆除過程中產生的裂縫等等。預應力結構的張拉裂縫一般是由于錨墊板位置沒按設計位置布置、錨墊板后螺旋筋沒有頂牢錨墊板、錨墊板砼不密實或砼強度未達到設計或規(guī)范規(guī)定的張拉強度時進行張拉等原因造成的；普通鋼筋砼連續(xù)箱梁拆架過程中產生的裂縫是由于落架順序不當或落架時間過長引起的，因為一聯箱梁落架不可能在瞬間完成，有一個從簡支梁到連續(xù)梁的受力體系以接近設計受力體系的方式進行轉換，那么連續(xù)梁的負彎矩區(qū)在簡支過程中梁底是肯定要產生橫向裂縫的。

2.2 非結構性裂縫的形成原因

2.2.1 塑性裂縫

塑性裂縫，即混凝土在可塑狀態(tài)下出現的裂縫，分為沉降裂縫和收縮裂縫兩種形式。沉降裂縫產生的原因一是由于砼在塑性狀態(tài)下其基礎、支架等有不均勻沉降，使局部地方的砼變形受約束導致裂縫；二是由于重力作用使砼中較重顆粒下沉，而使水泥漿上浮，當這種下沉受到鋼筋、模板拉桿約束時就會產生裂縫。收縮裂縫產生的主要原因是由于砼快速干燥，混凝土內水份的蒸發(fā)速率大于其泌水速率，在固體顆粒水面形成彎月形產生毛細管張力，砼自體收縮所產生的拉應力大于砼本身的抗拉強度而導致裂縫。

2.2.2 溫差裂縫

溫差裂縫，即由于混凝土自體的溫度變化及混凝土自體溫度與環(huán)境溫度的差異使混凝土自體收縮不均而產生的裂縫。由于早期混凝土構件被模板等材料隔離，水泥水化所產生的熱量無法及時散發(fā)到空氣中，故在初始24小時內混凝土溫度將升高，過幾天后隨著熱量的散發(fā)混凝土將變冷，此時混凝土會產生收縮，這種收縮受結構內部鋼筋及外部模板等約束會使混凝土開裂；當砼冬季施工時，由于砼散熱快，其內部溫度較高，而表面溫度受環(huán)境影響變得較低，表面砼的收縮率大于砼內部的收縮率，從而使表面砼產生裂縫。

2.2.3 長期干縮裂縫

長期干縮裂縫，即混凝土長期暴露于不飽和的空氣中由于物理的、化學的失水使砼體積縮小，當縮小受到約束時產生的裂縫。通常來講，干縮產生的砼應變速率非常慢，而且砼徐變產生的松弛可抵消部分干縮應變。但砼設計的體積與表面積的比值、分布鋼筋的布置、砼的配合比及砼所處環(huán)境的溫度、濕度等都會導致干縮裂縫。

2.2.4 龜裂縫

龜裂縫，即砼表面形狀不規(guī)則的微細裂紋。它的產生一般是由于相對濕度低、模板的滲透性低、砼中水泥用量過大等原因造成的。侵害性裂縫是由于有害的化學反應、混凝土中的鋼筋生銹等原因造成的。如混凝土骨料中的活性硅與水泥、外加劑、地下水中的堿發(fā)生膨化反應、硫酸鹽與水泥水化時產生的鋁酸鈣反應、由于鋼筋保護層不足導致氯離子侵蝕使鋼筋銹蝕產生氧化鐵和氫氧化物等都會因。體積膨脹而使砼產生很高的局部拉應力，最終導致砼裂縫。

3 橋梁混凝土裂縫的施工防治措施

3.1 材料的控制

施工工藝是保證混凝土構件質量的關鍵、除施工的施工操作應嚴格按照施工技術規(guī)范的有關規(guī)定進行，對原材料(鋼筋、水泥、砂、碎石、水等)都應進行嚴格的抽樣檢驗。對混凝土配合比應進行對比試驗，在高溫下或雨后施工對砂、碎石應進行含水量實驗，及時調整施工配合比，確保混凝土的施工質量。

3.2 溫度的控制

3.2.1 改善骨料級配，采用干硬性混凝土、加添加劑等措施以減少混凝土中的水泥用量；拌和混凝土時用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度；熱天澆筑混凝土時減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；在混凝土中埋設水管，通入冷水降溫；規(guī)定合理的拆模時問，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度變化；施工中長期暴露的混凝土澆筑體表面或薄壁結構，在寒冷季節(jié)采用保溫等措施。

3.2.2 合理地分縫分塊，避免基礎過大起伏；合理地安排施工工序，避免過大的高差和側面長期暴露。另外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，防止表面干縮。特別是保證混凝土的質量對防止裂縫十分重要。應特別注意避免產生貫穿裂縫，出現后要恢復其結構的整體性是十分困難的。因此施工中應以預防其貫穿性裂縫的發(fā)生為主。

3.3 防止施工工藝質量低劣引發(fā)的裂縫在混凝土結構澆筑、構件制作、起模、運輸、拼裝及吊裝過程中，若施工工藝不合理，施工質量低劣，容易產生各種裂縫，裂縫的寬度因產生的原因而異。比較常見的有：(1)混凝土振搗過快，混凝土流動性較低，在硬化前因混凝土沉實不足，硬化后沉實過大，容易澆筑數小時后發(fā)生裂縫，既塑性收縮裂縫。(2)混凝土應嚴格按配合比計量投料，拌和時間不應小于1～2min，使和易性好，不離析，不析水，運輸時間短，澆注時分層澆注，分層厚度不應大于30cm。振搗時應讓振搗棒插入前層5～l0cm，振搗時間為lmin左右，直至排出氣泡為止。(3)混凝土保護層過厚或上層鋼筋被踩壓變位，使承受負彎矩的受力鋼筋保護層加厚，導致構件的有效高度減少，形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。(4)混凝土運輸是混凝土施工過程中的一道工序，運輸工具保證不滲露，不析水避免日曬雨淋，在運輸過程中，混凝土不能離析，運輸時間不應大于30min，在高溫下運輸應及時檢測混凝土坍落度，以確保由于蒸發(fā)而造成的水分損失，并及時調整坍落度。(5)混凝土分層或分段澆筑時，接頭部位處理不當，易在新舊混凝土和施工縫之間出現裂縫。(6)施工模板剛度不足，在澆筑混凝土時，由于側向壓力的作用，使得模板變形，產生與模板變形一致的裂縫。(7)施工時拆模過早，混凝土強度不足，使構件在自重或施工荷載作用下，產生裂縫。(8)施工前對支架壓實不足，或支架剛度不足，澆筑混凝土后支架不均勻下沉，導致混凝土出現裂縫。以上問題在施工中應加以注意，可以避免裂縫的發(fā)生。

4 結束語

砼外觀質量的可能還存在其它缺陷，本文所分析的缺陷僅從施工裂縫而引起的，預防產生混凝土施工裂縫的措施也不一定完善，僅僅是作者在施工、管理工作中的一點心得。在橋梁施工過程中，只要嚴格控制好材料質量，施工工藝，以及現場的施工管理，根據現場條件，材料特點，氣溫等多種因素，采取合理的措施，就能有效的控制裂縫的產生，確保工程質量。

[1]周國鈞，等.混凝土工程裂縫調查及外強加固技術規(guī)程[M].北京：地震出版社，1992.

[2]北京市市政工程局.市政工程施工手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，1994.