公路橋梁混凝土裂縫的產生原因與防治措施

沈應祥

(重慶海特建設工程有限公司西寧分公司)

1 公路橋梁混凝土裂縫產生原因

1.1 溫度裂縫

溫度裂縫是公路橋梁工程混凝土裂縫的主要產生原因之一。混凝土與其他物質一樣具有熱脹冷縮的性質，當混凝土受外部外部環境或內部因素的影響產生溫度變化時，若受到外部結構的約束，就會在混凝土內部產生影響的應力，當內部用力大于混凝土構件的抗拉強度時，就產生了溫度裂縫。

1.2 荷載變化引發的裂縫

若混凝土受到不當的靜力荷載、動力荷載或次應力頻繁荷載時，會造成混凝土表面裂縫。這種裂縫通常包括以下幾種:彎曲裂縫、扭曲裂縫、剪切裂縫、局部應力裂縫。以上各種荷載裂縫的產生原因與表現形式、產生部位均有所差異，通常發生在橋梁受拉力、剪應力較大以及振動較為顯著的部位，對公路橋梁穩定性與耐久性有著較大的危害。

1.3 凍脹裂縫

當氣溫低于零度時，混凝土內部水分會產生凝結現象，當游離態的水變成固態的水時，其體積會產生膨脹，膨脹幅度大約在10%左右，水的膨脹會造成膨脹應力，對混凝土構件產生不利的影響。此外，混凝土內部凝膠孔中的水分會因凝固而產生轉移與重新排列，進而造成滲透壓，滲透壓作用下混凝土內部膨脹應力會進一步增大，造成混凝土強度下降并產生裂縫。凍脹裂縫通常發生在混凝土初凝階段，通常會對混凝土構件的穩定性、安全性與外觀質量造成嚴重的影響，會使混凝土凝固后的強度減少30% ～50%，因而在環境溫度較低時，公路橋梁施工中應格外注意混凝土構件的保溫工作。

1.4 施工材料因素引發的裂縫

公路橋梁混凝土施工的主要材料包括水泥、粗骨料、細骨料、水、外加劑等等。若混合料原材料質量不合格，會嚴重影響混凝土機構的施工質量。例如，若所選砂石粒徑太大或太小、配率不良、會導致混凝土材料空隙率過大進而導致水泥和攪拌水的用量增加，進而使混凝土凝固過程中水化熱增大，從而降低混凝土結構強度，造成裂縫的產生;如果混凝土材料中砂石中云母等礦物質的含量超標，會直接減弱水泥和骨料物質的粘結力，并降低混凝土的強度;如果所采用的砂石中泥的含量偏高，會使拌合過程中水的用量增加，直接影響混凝土的強度、抗滲性、抗凍性;如果混凝土材料中的有機質含量偏高，會造成混凝土硬化時間延長，影響混凝土強度，引發早期裂縫。

2 公路橋梁混凝土裂縫防治措施

2.1 溫度裂縫的防治

(1)通過降低拌合水溫度、使用冰水拌合等措施降低混凝土的澆注溫度，減少混凝土內外溫差，進而避免溫度裂縫的產生。(2)在炎熱的夏季進行混凝土施工時，混凝土應分層澆注，并應嚴格控制混凝土的澆注厚度，減小澆注厚度以促進混凝土結構散熱。(3)安裝循環水管，通過水循環帶走混凝土內部熱量，以降低混凝土構件內部溫度，減少混凝土內外溫差，以減少溫度裂縫的產生。(4)嚴格控制混凝土入模溫度，對于體積較大的混凝土構件澆注，應盡量避免在炎熱的夏季施工，如必須在夏季施工，應采取一定的遮擋措施，避免混凝土因遭受暴曬而溫度升高，此外，采用冰水進行拌合也是降低混凝土入模溫度的重要途徑之一。(5)嚴格控制混凝土拆模時間，若拆模時遇到氣溫驟降的情況，應對混凝土采取有效的保溫措施，以避免混凝土內外溫差急劇增大而引發的溫度裂縫，此外，應結合混凝土內外溫差情況靈活調整拆模時間，以避免早期裂縫的產生。

2.2 荷載引起的裂縫的防治

公路橋梁建設過程中，各種動、靜荷載是不確定的，為了做好裂縫的防治應采用概率統計的方式，結合數值計算模型，找出混凝土構件荷載的上限和下限。施工過程中應加強施工現場管理，嚴禁違規堆放機械設備和材料等，避免因荷載超標造成混凝土裂縫。此外，做好交通管制，禁止車輛在混凝土構件尚未達到設計強度前通行，也是避免混凝土早期裂縫的重要途徑。

2.3 強化早期養護

(1)防止混凝土因內外溫差而產生溫度梯度。(2)應保證混凝土在施工期間的溫度不小于其在正常使用期間的穩定溫度。(3)避免因混凝土結構溫度過低而造成內部水分凝固的現象。

2.4 強化施工材料質量控制

近年來，公路橋梁建設單位面臨的時常競爭日趨激烈，如何節約成本成為每個工程施工中十分關心的問題，有些工程為追求經濟效益采用價格低、質量不過關的原材料，對混凝土結構施工質量造成極大的威脅。為避免這一問題，施工單位應嚴把材料質量關，采購前對供貨廠商的從業資質與生產、供貨能力進行嚴格審查，確保原材料質量過關，并對進場的鋼筋、混凝土原材料進行嚴格驗收，對混凝土配合比進行試驗檢，從而有效保證混凝土構件施工質量。

3 結 語

綜上所述，由于受原材料質量、配合比科學性、施工操作規范性、養護工作全面性等多方面因素影響，公路橋梁混凝土裂縫的產生幾乎是不可完全避免的，但強化對混凝土裂縫類型及產生原因的研究，并采取科學的應對措施，就能有效減輕混凝土裂縫的危害程度和減小混凝土裂縫的數量。因此，在公路橋梁施工過程中，應結合工程設計要求、施工條件、氣候環境等通過嚴格控制材料質量、優化配合比、規范施工和全面養護等途徑減少各類混凝土裂縫的產生，從而有效保證公路橋梁工程施工質量。

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