淺述高速公路橋梁施工混凝土裂縫的成因及預防

中交路橋北方工程有限公司 北京市 101100

摘要：經濟水平的迅猛提升有力的推動了各項事業(yè)的快速發(fā)展，近年來，我國公路橋梁建設事業(yè)取得了長足的進步，橋梁建設數量以及公路建設里程都在不斷增多和延長，為社會經濟的不斷發(fā)展奠定了堅實的基礎。然由各類因素的影響，公路橋梁在施工中也凸顯出各類問題，文章就高速公路橋梁施工中混凝土裂縫問題進行了較為深入的探討。

關鍵詞：路橋工程；混凝土裂縫；原因；預防措施

引言

隨著經濟的不斷發(fā)展，我國路橋工程建設取得了豐碩的成果，在路橋工程建設中，混凝土工程占據著重要的比重，其施工質量關乎整個路橋工程的質量安全以及使用壽命，因此，研究路橋工程中的混凝土裂縫的成因及其預防措施對于整個工程建設有著及其重要的意義，十分必要。

一、高速公路橋梁混凝土施工裂縫原因分析

高速公路橋梁施工裂縫產生的原因很多，綜合分析，主要體現在以下幾個方面：

（一）溫度原因

在一般情況下，混凝土具有熱脹冷縮的特點，水泥出現的水化放熱、陽光照射、周圍溫度的變化、大氣溫度的變化、濕度等因素均會對混凝土膨脹收縮的現象造成影響，在此過程中混凝土會產生出一定的應力，當應力超出混凝土所能承載的強度后，其表面就會產生裂縫?；炷亮芽p問題不同于其他建筑的裂縫，因為混凝土裂縫受多半是由于溫度產生的，其受溫度影響嚴重，裂縫會隨著溫度的升高或降低而出現縮攏或者擴張?；炷翝仓瓿珊?，水泥熱量不易散發(fā)，進而引起其內部溫度升高，若混凝土表面與內部溫差達到極限，就可能會出現裂縫的現象，在澆筑后，沒有對混凝土表面覆蓋塑料薄膜或麻袋，保障其濕度以及內外溫差，未全面了解混凝土在強度發(fā)展過程中內部的溫度分布情況，根據溫度梯度的變化情況，控制混凝土的內外溫差、降溫速率，進而出現裂縫現象。在混凝土逐漸凝固的過程中，其表層的水分蒸發(fā)很快，其內部也會產生劇烈的水化反應，這些足以使混凝土的內部結構發(fā)生巨大變化，進而使其出現裂縫。

（二）荷載原因

橋梁混凝土受到動荷載，靜荷載以及次應力的作用時，會產生荷載裂縫。荷載裂縫包括兩種主要形式：直接應力裂縫和次應力裂縫。橋梁混凝土在受到向外荷載后產生次應力導致橋梁混凝土產生的裂縫被稱作次應力裂縫，如在設計內力時出現的錯誤，或者運輸車輛的違規(guī)運行等；橋梁混凝土在受到向外荷載后產生直接應力導致橋梁混凝土產生的裂縫被稱作直接應力裂縫。如橋下過往船舶與公路橋梁的橋墩發(fā)生激烈碰撞，或者受到洪水，地震等自然災害的影響。

（三）施工原因

在高速公路橋梁施工中，產生混凝土裂縫問題的常見的原因是混凝土自身的熱脹冷縮現象，收縮會導致混凝土體積發(fā)生變形，主要包括縮水收縮、塑性收縮、自生收縮以及炭化收縮。在混凝土澆筑5小時后，其水泥成分的內部會發(fā)生水化反應，使水分析出，在水泥中形成分水鏈，由于水分過快蒸發(fā)，混凝土中的骨料會出現下沉情況，若混凝土此時還沒有完全硬化，則發(fā)生塑性收縮。一般情況下，混凝土骨料在下沉過程中會受到一些阻攔，因此會沿著鋼筋的布置方向產生收縮裂縫。在混凝土硬化后，其表面水分蒸發(fā)，因此內部溫度就會逐漸下降，混凝土體積就會減小，進而出現縮水收縮現象。若混凝土內外部收縮力度不均衡，外部則受到內力的制約，致使表面承受來自內部的拉力，當拉力超過混凝土表面的承受極限時，會產生收縮裂縫的現象。

（四）鋼筋銹蝕

一般情況下，公路橋梁的主要結構均長時間暴露在外部環(huán)境中，加之其所處環(huán)境的影響以及防腐設施的缺乏，使高速公路橋梁的自身保護功能低于一般的建筑，在其施工中經常受到外界條件的腐蝕，在不同程度上影響了公路橋梁內部的鋼筋結構，因此鋼筋的體積會出現膨脹現象，進而使混凝土發(fā)生不同程度上的裂縫現象。如果不及時修護，其裂縫會隨著時間的推移越來越大，影響越來越嚴重，最后出現保護層剝落以及鋼筋斷裂的情況。

二、高速公路橋梁施工中的混凝土裂縫控制

（一）施工預防措施

當溫度在25-30℃時的高溫環(huán)境下進行混凝土澆注施工必須充分重視高氣溫，高蒸發(fā)的特殊條件下，對混凝土的質量的影響。在施工過程中除嚴格按照國家有關技術標準和公路橋梁施工技術規(guī)范外，還應根據現場的實際情況及混凝土拌合物特征條件，采取行之有效的措施。

水泥強度愈高，則水泥石強度愈高，其力愈強，進而混凝土強度愈高。在其強度相當的情況下，水泥石強度隨水灰比增大而降低。水泥的水灰比愈大，則混凝土孔隙愈多，混凝土強度愈低；反之，混凝土強度愈高。因此，在施工過程中應對混凝土的配比方案進行最優(yōu)設計，設計的過程中應對高溫導致混凝土塌落的現象予以充分考慮，對混凝土的配合比結合實際情況進行調整，為防止混凝土下降，可在拌合時加入適量的減水劑。當前橋梁建筑工程所選用的混凝土，多摻有硅酸鹽水泥，硅酸鹽水泥的水化熱高，加之混凝土蒸發(fā)收縮的現象，其凝固會相對較快，因此混凝土表面極易出現裂縫，解決這一問題應該在混凝土出現劇烈的收縮時對其中添加適量緩凝劑。

一般情況下，混凝土都是選擇30℃以下的水進行拌合，在施工場地溫度較高時，為了防止?jié)仓隃囟冗^高情況，在拌合混凝土過程中可以加入適當的冰塊，進而降低其溫度?；蜻x擇在氣溫較低的時刻進行拌合，由此避免烈日高溫。砂石以及碎石在混凝土配比中的比例為80%左右，在拌合混凝土前應對用作選料的砂石、碎石進行降溫。

在施工的過程中時，應加強對混凝土變形數據的監(jiān)測，有效提高其抗裂性能。施工時，保證混凝土的質量滿足高速公路橋梁施工的技術要求；一經發(fā)現裂縫，及時對其進行調查，根據調查數據結果進行研究和分析，進而采取相應措施對其裂縫展開修補工作。

（二）裂縫補修措施

在路橋工程施工中，由于各類因素的綜合影響，裂縫或多或少都會出現，對于已經出現的裂縫，應當及時的采取補救措施，防止裂縫的進一步擴大，主要采取表面補修、灌漿法以及嵌縫法三個方式來進行。

1.表面補修

表面補修是對混凝土表面進行修補，即在混凝土裂縫的表面涂一層保護膜。在施工過程中，先將混凝裂縫內的雜物清除，并用水沖洗干凈。排除積水后，在裂縫處用樹脂進行填充，對適當部位進行涂抹。

2.灌漿法

灌漿法是用真空壓力裝置將漿質料壓進裂縫，一段時間后，裂縫中的漿質料會逐漸強化、硬化，使混凝土與其成為一個整體，此種方法能長期有效的避免裂縫現象再次發(fā)生，其整體的密封性良好。

3.嵌縫法

嵌縫法是在混凝土產生的裂縫處開槽，然后向其中添置一些止水材料，這樣補修既能封堵裂縫，又能確?；炷恋谋砻嫫秸４朔椒ㄔ谘a修裂縫方面十分有效。

結束語

綜上所述，裂縫是高速公路橋梁工程常見的問題，會對橋梁安全性構成威脅，影響橋梁的使用功能，降低橋梁的使用壽命，在橋梁施工過程中，要嚴格按照施工要求進行施工，做好裂縫防范及修補措施，避免裂縫的產生，把裂縫產生的危害降到最低，保障工程建設的質量。

參考文獻：

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[3]樊飛.橋梁工程施工中混凝土裂縫產生的原因及對策[J].山西建筑，2013，34：186-187

作者簡介：

霍智，男，1984年04月，?？?，助理工程師.

徐亮，男，1986年02月，?？?，助理工程師.