淺議橋梁施工中產(chǎn)生裂縫的原因及防治措施

賈孝秋 朱葉軍

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，橋梁工程的施工日益增多，施工中遇到的問(wèn)題也不斷增加，也面臨著各種挑戰(zhàn)，其中混凝土裂縫一直困擾著施工人員。文章通過(guò)工程實(shí)例，結(jié)合自己的施工經(jīng)驗(yàn)，從混凝土橋梁的設(shè)計(jì)、施工和原材料等方面進(jìn)行分析，探討了橋梁施工裂縫產(chǎn)生的原因并提出了幾點(diǎn)防治措施。

關(guān)鍵詞：橋梁施工 裂縫原因 防治措施

橋梁混凝土施工一般屬于大體積混凝土施工，由于水化熱造成內(nèi)外溫差太大，裂縫很容易產(chǎn)生。橋梁裂縫的出現(xiàn)不僅影響了施工質(zhì)量，甚至可能會(huì)造成橋梁垮塌，危害人民生命安全。施工工作人員要從施工工藝和管理兩方面不斷提高混凝土的施工質(zhì)量，減少橋梁裂縫的產(chǎn)生。

1 工程實(shí)例

該橋新建于某城市城郊結(jié)合處一條河流處，全橋長(zhǎng)800m，其中正橋長(zhǎng)560m，采用混凝土箱型梁先簡(jiǎn)支后連續(xù)結(jié)構(gòu)，橋面寬18m，為四車道，兩邊為寬2.25m的人行道，橋身為三聯(lián)連續(xù)橋梁。在橋梁的一段施工完成后，箱梁底部跨中出現(xiàn)不同程度的施工裂縫，現(xiàn)根據(jù)相關(guān)資料并結(jié)合工程實(shí)際總結(jié)了裂縫產(chǎn)生的原因，并提出改進(jìn)措施來(lái)防止以后橋梁工程施工中出現(xiàn)裂縫。

2 橋梁施工裂縫產(chǎn)生的原因

裂縫是固體材料中某種不連續(xù)現(xiàn)象的外在表現(xiàn)，橋梁結(jié)構(gòu)的裂縫是因結(jié)構(gòu)材料的理論力學(xué)特性和荷載作用，使結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生的應(yīng)力超過(guò)了材料自身的抗力而宏觀表現(xiàn)為裂縫。裂縫的控制主要從施工方面入手。

2.1設(shè)計(jì)方面

有的橋梁施工產(chǎn)生的裂縫是由于設(shè)計(jì)時(shí)所采用的結(jié)構(gòu)形式在荷載作用下必然會(huì)產(chǎn)生裂縫，這種裂縫被稱為設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)性裂縫，施工過(guò)程中可通過(guò)設(shè)置預(yù)拱來(lái)抵抗裂縫，但隨著時(shí)間的推移，等預(yù)拱消失后橋梁底的混凝土在荷載作用下仍會(huì)開(kāi)裂，但這種裂縫是正常的，裂縫寬度一般小于0.20mm或設(shè)計(jì)的具體要求，不會(huì)影響橋梁的具體使用。若橋梁出現(xiàn)的裂縫超過(guò)了允許范圍，我們需要對(duì)裂縫的成因及安全性作進(jìn)一步分析，鑒定是否影響橋梁的正常使用。

2.2施工方面

施工裂縫是由于施工工藝或材料選擇等方面造成的裂縫。預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的張拉裂縫一般是由于錨墊板位置不對(duì)，錨墊板處混凝土不密實(shí)或混凝土尚未達(dá)到設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度就進(jìn)行張拉等原因?；炷吝B續(xù)箱梁裂縫產(chǎn)生的原因是拆架過(guò)程中由于落架順序不當(dāng)或落架時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起，箱梁有一個(gè)從簡(jiǎn)支梁到連續(xù)梁轉(zhuǎn)換的過(guò)程，簡(jiǎn)支梁端不能抵抗連續(xù)梁中的負(fù)彎矩，必然會(huì)產(chǎn)生裂縫。

混凝土橋面因橋梁基礎(chǔ)或支架的不均勻沉降，會(huì)使混凝土產(chǎn)生應(yīng)力變形導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生?；炷猎跐仓?h左右后，水化反應(yīng)激烈，水分急劇蒸發(fā)及在重力作用使粗骨料下沉，水泥漿上浮，這種下沉受到鋼筋、模板拉桿約束會(huì)產(chǎn)生裂縫?；炷琉B(yǎng)護(hù)過(guò)程中要注意經(jīng)常灑水濕潤(rùn)，但冬季不宜灑水，防止混凝土凍脹?；炷帘砻孢^(guò)于干燥會(huì)使其自身收縮較大，產(chǎn)生的應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

在施工過(guò)程中，混凝土受水化熱和當(dāng)?shù)販夭畹挠绊?，混凝土產(chǎn)生溫度應(yīng)力，將發(fā)生收縮和膨脹，使裂縫產(chǎn)生。溫度裂縫在橋梁工程中也是比較常見(jiàn)的，一般出現(xiàn)在配筋薄弱之處，溫度裂縫的產(chǎn)生與混凝土內(nèi)外溫差有關(guān)，橋梁上嚴(yán)重?fù)p害的裂縫多發(fā)生在氣候條件差，晝夜間溫度變化大的工程中。橋梁工程多建在自然環(huán)境下，施工中橋梁構(gòu)件保護(hù)層比較薄部位，密實(shí)性差和防腐措施簡(jiǎn)單，導(dǎo)致鋼筋銹蝕、體積膨脹，施工完成后會(huì)使混凝土出現(xiàn)裂縫，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)最終造成混凝土保護(hù)層剝落和鋼筋破壞，影響橋梁的使用年限。

施工質(zhì)量問(wèn)題造成的裂縫也很重要，由于所選用混凝土配合比、外加劑不符合規(guī)范要求，因攪拌、運(yùn)輸使混凝土出現(xiàn)離析，和易性降低；在澆筑過(guò)程中振搗不密實(shí)、不均勻，澆筑不連續(xù)，施工縫留設(shè)位置問(wèn)題等都容易使混凝土在后期產(chǎn)生裂縫，這些問(wèn)題我們應(yīng)在施工過(guò)程中引起注意，按圖施工、按規(guī)范施工和加強(qiáng)施工管理，這些裂縫是可以避免的。

3 橋梁施工裂縫的防治措施

3.1嚴(yán)格控制所用原材料

混凝土主要由水泥、砂、骨料及外加劑拌合而成，若所選材料質(zhì)量不合格容易導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)裂縫。要保證水泥的出廠強(qiáng)度，注意其儲(chǔ)存條件，不得受潮和過(guò)期，要控制水泥中堿性氧化物，可能導(dǎo)致堿骨料反應(yīng)，容易導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。要注意施工中所選用的砂石的粒徑不能太小、孔隙率不宜太大等，否則會(huì)增加拌合水的用量，不僅影響混凝土的后期強(qiáng)度，而且產(chǎn)生的收縮應(yīng)力變大。

3.2提高橋梁施工質(zhì)量

要加強(qiáng)施工人員的責(zé)任感，完善施工的全流程操作，減少施工過(guò)程中的各種不規(guī)范操作。操作人員對(duì)原材料進(jìn)行嚴(yán)格的抽樣檢驗(yàn)，及時(shí)調(diào)整施工配合比保證混凝土振搗密實(shí)及其和易性，切實(shí)杜絕混凝土在硬化前產(chǎn)生沉實(shí)，要嚴(yán)格控制混凝土的配合比及計(jì)量投料，拌合時(shí)間不應(yīng)小于2分鐘，在出料前要保證混凝土的和易性，不能出現(xiàn)離析和泌水現(xiàn)象。澆筑時(shí)分層澆筑，分層厚度不大于30厘米，振搗應(yīng)讓振搗棒插入前層5—10厘米，振搗時(shí)間約為1分鐘左右，直至排出氣泡為止?；炷猎谶\(yùn)輸過(guò)程中不滲漏，不離析，運(yùn)輸時(shí)間控制在30分鐘以內(nèi)。若在高溫環(huán)境中運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)后要檢測(cè)混凝土坍落度，以確保蒸發(fā)造成水分損失，澆筑時(shí)控制鋼筋的保護(hù)層厚度，施工模板要具有足夠剛度，等混凝土達(dá)到規(guī)范強(qiáng)度后方可拆模。

合理安排施工工序，澆筑過(guò)程中避免產(chǎn)生過(guò)大高差和側(cè)面長(zhǎng)期暴露。改善、提高混凝土的力學(xué)性能，提高抗裂能力，避免因混凝土表面干縮出現(xiàn)貫穿裂縫。防止塑性沉降裂縫的措施主要有，在混凝土中加入減水劑，確?；炷恋谋Ｗo(hù)層厚度，混凝土表面進(jìn)行二次抹灰；加強(qiáng)混凝土早期養(yǎng)護(hù)以降低水分蒸發(fā)，混凝土養(yǎng)護(hù)期采取表面覆蓋麻袋澆水濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)方法。通過(guò)合理安排混凝土施工澆筑順序及速度來(lái)降低內(nèi)外溫差，防止干縮裂縫主要是設(shè)計(jì)部門(mén)增設(shè)足夠的分布鋼筋，減小混凝土水灰比，減少水泥用量，澆筑振搗要密實(shí)，表面泌水及浮漿要及時(shí)進(jìn)行清除。

3.3對(duì)出現(xiàn)的裂縫處理方法

可以采用表面修補(bǔ)的方法處理對(duì)結(jié)構(gòu)承載力沒(méi)影響的表面輕微裂縫，在裂縫表面粘貼玻璃纖維并涂抹水泥砂漿，防止裂縫繼續(xù)開(kāi)裂。對(duì)于有防滲要求的部位可采用灌漿法，將膠結(jié)材料壓入混凝土裂縫中，使混凝土形成一個(gè)整體。對(duì)于一些影響結(jié)構(gòu)承載能力的裂縫，通常要進(jìn)行加固處理，具體操作可以由加固公司完成，對(duì)于局部嚴(yán)重部位可進(jìn)行剔除并置換新的混凝土，隨著科技的進(jìn)步現(xiàn)在也可以采用電化學(xué)防護(hù)法鈍化鋼筋達(dá)到防腐的目的，減小裂縫對(duì)橋梁的質(zhì)量影響。

4 小結(jié)

在橋梁施工過(guò)程中出現(xiàn)的裂縫不僅影響橋梁外觀質(zhì)量，也會(huì)減少橋梁的使用年限。在以后施工過(guò)程中要從材料選擇、施工工藝和施工管理等各個(gè)方面入手，避免出現(xiàn)危害較大的裂縫，對(duì)出現(xiàn)的裂縫要認(rèn)真分析其原因并采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，創(chuàng)造出符合現(xiàn)代化建設(shè)需要的優(yōu)秀橋梁作品。

參考資料：

［1］《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTG/T F50－2011）

［2］韓素芳、富文權(quán).混凝土工程裂縫預(yù)防與控制［M］.中國(guó)鐵道出版社.2007.5

［3］劉月波.橋梁工程施工質(zhì)量通?。跰］.中國(guó)建材工業(yè)出版社.2009.7