橋梁混凝土裂縫的施工控制技術

趙永信

（濉溪縣水務局，安徽 淮北 235000）

1 裂縫的類型及產生的原因

1.1 從受力的角度劃分

可將裂縫分為結構型裂縫和非結構型裂縫。結構型裂縫主要是由受力引起的，如各種結構在主要荷載作用下，抗拉、抗震強度不足，預應力結構在張拉，溫度收縮引起的次應力，連續基礎不均勻沉降以及溫度應力等。這類裂縫基本上是不允許出現的。非結構型裂縫是非受力因素引起的，如施工不當、氣候影響等，對這類裂縫，則視承載力的類型和結構的形式，對結構的寬度有所限制，裂縫超過0.15mm 者必須處理。

1.2 從裂縫的成因劃分

可將裂縫為溫度引起的裂縫、收縮引起的裂縫、鋼筋銹蝕引起的裂縫、沉降引起的裂縫、凍脹引起的裂縫、施工材料質量引起的裂縫及施工裂縫等。

溫度變化引起的裂縫混凝土具有熱脹冷縮性質，當外部環境或結構內部溫度發生變化時，混凝土將發生變形，一旦變形受阻，則會在結構內產生拉應力，當拉應力超過混凝土抗拉強度時，即產生溫度裂縫。在某些大跨徑橋梁中。溫度應力可以達到甚至超過活載應力。

收縮引起的裂縫。收縮裂縫是混凝土因收縮而發生的體積變化，它主要包括塑性收縮裂縫和干縮裂縫。塑性收縮裂縫主要發生在初凝開始，進行養護之前。此時水泥水化反應劇烈，會出現泌水和水分急劇蒸發，混凝土失水收縮。收縮時，表層受到深層混凝土以及模板、鋼筋的制約，使由軟變硬中的塑態混凝土產生拉應力，從而形成微裂縫。而干縮裂縫則多發生在混凝土硬化前后。此時混凝土表層水分散發快，內部散發慢，因此產生表面收縮大、內部收縮小的不均勻收縮。表面收縮變形受到內部混凝土的約束。致使表面混凝土承受拉力，當表面混凝土受到拉應力超過其抗拉強度時，就會產生收縮裂縫。

沉降引起的裂縫。由于基礎產生豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結構中產生附加應力，當其超過混凝土結構的抗拉強度時，結構開裂。

鋼筋銹蝕引起的裂縫。由于混凝土質量較差或保護層厚度不足，混凝土保護層受二氧化碳侵蝕碳化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或由于氯化物介入。鋼筋中鐵離子含量較高，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞。鋼筋中鐵離子與浸入到混凝土中的氧氣和水分發生銹蝕反應，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約2～4倍，從而對周圍混凝土產生膨脹應力，導致保護層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產生裂縫，并有銹跡滲到混凝土表面。由于銹蝕，使得鋼筋有效斷面面積減小，鋼筋與混凝土握裹力削弱，結構承載力下降，并將誘發其他形式的裂縫，加劇鋼筋銹蝕，導致結構破壞。

凍脹引起的裂縫。混凝土構件是非勻質密實構件，其內部存在各種空隙，當處于吸水飽和狀態的混凝土溫度低于0度時，內部水分凍結，體積膨脹9%,使混凝土因膨脹而產生拉應力導致裂縫出現。冬季施工時，對預應力孔道灌漿后若不采取保溫措施，也可能發生沿管道方向的凍脹裂縫。溫度低于0度和混凝土吸水飽和，是發生凍脹破壞的必要條件。另外，當混凝土中骨料空隙多，吸水性強，骨料中含泥土等雜質過多；混凝土水灰比偏大、振搗不密實；養護不足使混凝土早期受凍等，均可能導致混凝土凍脹裂縫。

施工材料質量引起的裂縫。由于施工中配置混凝土所用材料不合格，可能導致結構出現裂縫。因此，在材料選擇時應做到：優選材質，提高混凝土的抗拉性能；應用微膨脹外加劑，改善混凝土的收縮性能；選用有效的緩凝高效堿水劑和粉煤灰.，提高大體積混凝土的和易性，減少水化、配合比設計時最大限度地增加粗骨料用量，減小水泥用量。

施工裂縫。施工裂縫比較普遍。上述幾種裂縫中實際上都包含有施工因素，除此之外，在混凝土結構澆筑、構件制作、起模、運輸、堆放、拼裝、吊裝、預應力張拉、管道抽拔、現澆橋面及支座安裝等過程中，若施工工藝不合理，都將導致混凝土構件開裂。

2 裂縫防治措施

混凝土裂縫一般是由于混凝土內部應力和外部荷載以及溫差、干縮等多方面因素作用下形成的。對橋梁結構，一般裂縫寬度超過0.1mm。就會影響結構構件的耐久性、安全性，因而在設計和施工中宜采取可行、合理的措施對裂縫進行有效控制。這主要應把握好以下幾方面內容：設計上應盡量避免軟土地基上采用超靜定結構對大型橋梁應加強鉆探。防止出現軟弱下臥層。對施工上要加強基礎夯實，做好模板、支架及各支撐處基礎和地基處理，防止產生沉降裂縫。

在橋梁結構中，墩臺、臺基樁等水下結構，反復凍融會導致結構疏松引起微裂縫，是比較容易出現裂縫的部位之一。在施工時，混凝土應盡可能一次澆筑，不留施工縫，同時應根據需要對構件進行凍融循環試驗并做抗凍強度驗算。

墩身部位容易出現不規則縱向裂縫，且在陽光直射面較多的陽面。墩身易出現網狀裂紋。可采取減少水泥用量、降低混凝土的入模溫度和降低水泥水化熱的溫度、加快澆筑混凝土的散熱等方法來加以預防。

混凝土橋面、寬體橋臺都容易出現溫度裂縫，由于溫度裂縫屬于活裂縫，其裂縫寬度隨環境溫度的變化而變化。這類裂縫不宜修補，應以預防為主。在設計上應盡量限制連續澆筑長度，增加防收縮鋼筋；在施工中要分段澆筑，并同時采取一些其他措施盡可能的減少混凝土的收縮量。

進行預應力施工時，后張法采用抽拔管道成孔時，要嚴格控制抽拔時間，不宜太早，否則會使管壁拉裂，導致灌漿時串孔。先張梁板施工時，要防止成孔膠囊上浮，削弱上部端面過多，在反拱作用下引起板的表面裂縫。

加強混凝土的振搗和養護，控制混凝土澆筑速度。比如在混凝土初凝前進行二次澆搗，可有效因塑性沉降引起的內分層，改善骨料的界面結構，提高混凝土的強度和抗裂能力。此外，因混凝土是一種水硬性材料，養護階段又離不開水，如采用"蓄水法"養護，不僅能滿足強度增長需要，而且對溫度控制也十分有利。

3 混凝土裂縫的處理措施

3.1 表面處理法

包括表面涂抹和表面貼補法，表面涂抹法適用范圍是漿材難以灌入的細而淺的裂縫、深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫、不漏水的裂縫、不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補（木工膜或其他防水片）法適用于大面積漏水（蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫）的防滲堵漏。

3.2 填充法

用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫（0.3mm），作業簡單，費用低。寬度小于0.3mm，深度較淺的裂縫以及小規模裂縫的簡易處理可采取開v 型槽，然后作填充處理。

3.3 灌漿法

此法應用范圍廣，從細微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。

3.4 結構補強法

因超荷載產生的裂縫，裂縫長時間不處理導致混凝土耐久性降低、火災造成裂縫等影響結構強度時，可采取結構補強法、錨固補強法、預應力法等處理措施。

4 結束語

裂縫是混凝土結構中普遍存在的一種現象。它的出現不僅會降低結構物的抗滲能力，影響結構物的使用功能，而且會引起鋼筋的銹蝕，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影響橋梁的承載能力，因此，要對混凝土裂縫進行認真研究，區別對待。采用合理的方法進行處理，并在施工中采取各種有效的預防裂縫的出現和發展，保證建筑物和構件安全、穩定地工作。

[1]李斌.淺析混凝土結構及其外觀質量控制[J].企業科技與發展.2008,(04):89-90.