混凝土橋梁施工裂縫成因分析及預防措施

周毅

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摘要：混凝土裂縫是橋梁施工以及后期養護中常見的問題，本文擬據筆者多年的施工經驗談談裂縫產生的原因，以及有效的預防和控制措施，最大力度的預防和控制裂縫，保障民生安全。

關鍵詞：橋梁裂縫種類；形成原因；預防措施；裂縫處理

裂縫是鋼筋混凝土橋梁的重大病害之一，從橋梁養護管理角度出發，必須認真分析其產生的原因，從設計、施工、養護各環節入手，盡量減少裂縫的產生，若出現裂縫的寬度和數量超過《規定》允許的限度，應及時采取補救措施，減輕橋梁病害。

一、鋼筋混凝土裂縫的原因分析

鋼筋混凝土裂縫形成的原因較多，也比較復雜。常規裂縫機理有：干縮裂縫、地基下沉裂縫、應力集中裂縫、荷載引起的裂縫、鋼筋銹蝕引起的裂縫等。造成裂縫的因素有時不是單一原因造成的，現結合多年的施工質量管理經驗，主要從以下幾方面分析裂縫形成的原因。

1、混凝土原材料方面：

（1）水泥凝結時間或膨脹不正常，如水泥安定性不穩定，水泥中含有生石灰或氧化鎂，這些成分和水化合后產生體積膨脹，導致混凝土產生裂縫。

（2）骨料中含泥量過大，則隨著混凝土的干燥，會導致不規則的網狀裂縫。

（3）堿—骨料反應：玄武巖、輝綠巖等堿性骨料可能與堿性很強的水泥起化學反應，生成有膨脹能力的堿—硅凝膠而引起混凝土膨脹破壞，產生裂縫。

（4）水泥水化熱，大體積混凝土澆筑后1～2周出現等距離規則的直線裂縫，有表面的也有貫通的。

（5）混凝土的硬化、干縮、澆筑兩三個月逐漸出現及發展，在窗口及梁柱端角出現斜裂紋，在細長梁、樓板、墻等處出現等距離垂直裂紋。

（6）接槎處理不好，從混凝土內部裂縫，潮濕地方比較多。

2、施工質量方面

（1）混凝土施工過分振搗，模板干燥。混凝土振搗后，粗骨料下沉擠出水分和空氣，造成表面砂漿層，它比下面混凝土有較大的干縮性，待水分蒸發后，易形成凝縮裂縫。

（2）混凝土振搗后過分抹平壓光會使混凝土的細骨料過多的浮到表面，形成含水量很大的水泥砂漿層，水泥漿中的氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳反應生成碳酸鈣，引起混凝土表面碳化收縮。

（3）由于施工工藝不當引起，致使支座處負彎矩筋下陷，造成保護層過大。固定支座變成塑性鉸支座，使板上部沿梁支座處產生裂縫。施工中混凝土強度未達到規定強度，過早拆模，或者在混凝土未達到終凝前就上荷載，造成混凝土表面的彈性變形及支座處的負彎矩，致使混凝土在強度低或無強度時，承受彎、拉、壓應力，導致樓板產生內傷或斷裂。

（4）后澆帶施工不慎造成露面裂縫。為了解決混凝土收縮變形或溫度應力，規范要求采用后澆帶施工法，有些后澆帶施工不能完全按規范要求施工，如板的后澆帶未獨立設置支撐系統，大梁兩邊的樓板不均勻沉降都可能造成樓板的裂縫。

（5）露面墊層內鋪設的安裝水管、電線套管鋪設不當，如水管、電線套管鋪設不夠牢靠、集中鋪設、上下交疊鋪設致使水管、電線套管上皮在墊層厚度1/3以內，保護層不足都可能造成板面沿管線長度方向產生裂縫。

（6）目前在主體結構的施工過程中，普遍存在著質量與工期的較大矛盾。一般主體結構的樓層施工速度平均5-7天左右一層，最快甚至不足5天一層。因此當樓層混凝土澆筑完畢不足24小時的養護時間，就忙著進行鋼筋綁扎、材料吊運等施工活動，這就給大開間部位的房間樓板容易產生裂縫。

二、預防混凝土橋梁產生裂縫的措施

1、控制好混凝土原材料的質量和混凝土配合比的選擇水泥。

1）選擇合適的原材料，如選擇中低熱水泥、緩凝型減水劑、摻用纖維、采用低熱高性能混凝土。水泥應符合現行國家標準。選用水泥時，應以能使所配制的混凝土強度達到要求、收縮性小、和易性好和節約水泥為原則。同時應注意其特性對混凝土結構強度、耐久性和使用條件是否有不利影響；對于砂石材料應控制其級配、含泥量、針片狀含量、壓碎值指標、有害物質含量在規范允許范圍。

2）有針對性地進行混凝土配合比設計，如減少混凝土單位水泥用量、適當增加粉煤灰或磨細礦渣的摻量、適當摻加高效緩凝減水劑，可以有效降低混凝土的總水化熱和熱化熱釋放的峰值，從而減小混凝土因水化熱導致幾外溫差過大而產生的裂縫；在滿足施工要求的情況下，盡可能降低混凝土的坍落度，減少膠凝材料總量，以減少混凝土的干縮裂縫。在配制混凝土配合比時應考慮施工季節、結構形狀、模板形式、混凝土強度等級等因素對橋梁結構抗裂性能的影響。在施工中，大多施工單位往往只注重混凝土強度而忽視其變形特性和工作性，而混凝土變形特性和工作性恰好是混凝土產生裂縫的主要原因所在。

2、加強夏季高溫和冬季低溫時混凝土橋梁結構施工的保護措施。

橋梁在夏季和冬季施工中最容易出現裂縫問題，因此要積極巡查，發現小的裂縫及時處理，不留隱患；另外在夏季和冬季施工過程中也要研究制定妥善方案，確保工程的順利施工。

低溫情況下，在大平面混凝土施工時，有時晚上澆注的混凝土，到了早上混凝土表面會出現與鋼筋網片相呼應的裂縫，縫間砼面下陷。一般情況下，混凝土入模溫度越高，外界溫度越低就越明顯，但是澆注的時候又不能覆蓋。此問題可以在澆注完后先刮平，等略有強度時用抹子壓實后就迅速通蒸汽，一般溫度不超過零下20度時一天后就可以不用蒸汽而直接表面覆蓋保養，不會出問題。

3、施工過程中的控制措施

混凝土施工中采取相應的措施，如降低混凝土的澆筑溫度，無筋或少筋混凝土中埋放塊石、混凝土早期升溫階段采取散熱降溫措施、混凝土降溫階段采取保溫措施、合理設置施工縫、采取二次抹面、加強混凝土養護等措施；進行混凝土溫度應力計算，對薄弱部位采取加強措施。

4、混凝土原材料方面

（1）盡量不使用或少使用高早強水泥，不使用民辦小廠生產的水泥，水泥投入使用前認真對水泥標號及安定性進行實驗。對于大體積混凝土應采用水化熱的礦渣水泥、粉煤灰水泥，以降低水化熱。

（2）采取嚴把原材料進貨關、認真地對進場砂石骨料進行檢驗，嚴格控制砂的粒徑及含泥量。

（3）嚴格控制混凝土施工的水灰比。嚴格控制水和水泥用量，選擇級配良好的石子，減小孔隙率和砂率以減少收縮量，提高混凝土的抗裂強度。

（4）采用外加劑和摻合料：混凝土中摻有減水、塑化、引氣、緩凝作用的外加劑，不僅可以改善混凝土拌合物的工作性能，由于水灰比的降低，對提高泵送混凝土強度，減少混凝土收縮、裂縫都有積極作用。

5、施工質量

（1）對不同的混凝土構件，應有針對性的采用相應的澆筑工藝；澆筑大體積混凝土首先應制定詳細的澆筑施工方案，采取切實可行的措施；對大面積樓板混凝土澆筑應事先進行合理的分縫分塊，安排合理的澆筑順序，減少施工冷縫。

（2）混凝土樓板澆筑完畢后，混凝土終凝前分兩次抹壓，第一遍普通搓毛抹壓，第二遍時應重點對出現裂縫的部分進行拍打，使其二次液化，彌合裂縫，達到消除收縮裂縫和沉降裂縫的目的。

（3）嚴格控制板面負筋的保護層厚度：現澆板負筋一般放置在支座梁