公路橋梁混凝土施工裂縫與控制

中交一公局海威工程建設有限公司萬利高速萬利六分部 404024

摘要：引起公路橋梁混凝土裂縫的原因多種多樣。為了便于鑒別工程中發生的裂縫，根據裂縫產生的原因，將常見裂縫分為荷載引起的裂縫、溫度應力引起的裂縫、地基基礎變形引起的裂縫、原材料引起的裂縫、凍脹引起的裂縫、施工不當引起的裂縫等幾大類。從嚴監管每一施工環節，客觀分析施工條件和環境，綜合考慮多方面因素，提出了支模控制、集料控制、攪拌控制、溫度控制以及養護控制幾個方面提出混凝土裂縫防控措施，才能達到預防混凝土施工裂縫之目地，才能使混凝土施工裂縫得到控制。

關鍵詞：公路橋梁；混凝土裂縫；成因；防控措施；處理技術

1概述

我國經濟的快速發展，在很大程度上帶動了交通運輸行業的快速發展。國內各省份之間的聯系越來越密切，不管是省份之間頻繁的物質交流還是旅游資源的共享都急需交通運輸業的迅猛發展。在此背景下，我國的公路橋梁建設已經進入了一個嶄新的發展時期。與過去相比，現在的公路橋梁建設要求不僅在等級上不斷提高，對公路建設的技術要求也更加嚴格。混凝土結構因為廣泛的材料來源、低廉的價格、較高的抗壓強度、耐火性能好、不易風化以及養護費用低等優點被廣泛應用在公路橋梁建造中[1，2]。

2混凝土裂縫成因分析

2.1荷載引起的裂縫

載荷變化引起裂縫的產生一般是指的混凝土橋梁受到的靜力載荷、動力載荷以及受到的次應力頻繁發生變化而造成裂縫的現象。由于載荷變化而引起的裂縫種類可以分為：彎曲裂縫、扭曲裂縫、剪切裂縫以及局部應力裂縫。這些荷載裂縫由于荷載種類的不同而表現出不同特點。此類裂縫多發生在橋梁受拉地方、剪應力較大的地方以及橋梁振動嚴重的地方。

2.2溫度應力引起的裂縫

表面溫度裂縫多由于溫差較大引起的。混凝土澆筑初期，水泥在水化過程中產生大量水化熱，使混凝土的溫度迅速上升。但由于混凝土表面散熱條件較好，熱量可以向大氣中散發，因此溫度上升較少；而混凝上內部由于散熱條件較差，熱量散發慢，水泥散發的熱量不易散失，導致溫度上升較多。水泥水化熱引起的溫度變化與混凝土的品質有關，如水泥和粉煤灰的用量，單位體積水泥水化放熱量，并隨混凝土的齡期按指數關系增長，一般在3-5天達到最高溫度。隨著齡期的增長，彈性模量的增高，對混凝土內部降溫收縮的約束也愈來愈大，以至產生了很大的拉應力，當混凝土抗拉強度不足以抵抗這種拉應力時，便開始出現溫度裂縫。在冬季施工時，過早除掉保溫層，或受寒潮襲擊，都會導致混凝土因早期強度低而產生裂縫。此外當預制構件采用蒸汽養護時，由于降溫過快或構件急于出池，急速揭蓋，均使混凝土表面收縮，產生裂縫。深層貫穿裂縫多由于結構降溫差值大，受外界的約束而引起。如現澆橋臺混凝土或大體積剛性擴大基礎，澆筑在堅硬的地基上，未采取隔離等放松約束措施或收縮縫間距過大。在混凝土澆筑時，溫度很高，加上水泥水化熱的溫度升高很大，使溫度更高。當混凝土冷卻收縮時，全部或部分受到地基或其他外部結構的約束，在混凝土內部出現很大拉應力，進而產生降溫收縮裂縫，這類裂縫有時成貫穿狀。

2.3地基變形引起的裂縫

地質勘察精度不夠、試驗資料不準；地基地質差異太大，地基土由于不同壓縮性引起不均勻沉降；在地質條件基本一致情況下，各部分基礎荷載差異太大時，有可能引起不均勻沉降；在原有橋梁基礎附近新建橋梁時，如分期修建的高速公路左右半幅橋梁，新建橋梁荷載或基礎處理時引起地基土重新固結，均可能對原有橋梁基礎造成較大沉降；因此地基的冰凍或融化均可造成不均勻沉降；橋梁建成以后，大多數天然地基和人工地基浸水后，尤其是素填土、黃土、膨脹土等特殊地基土，土體強度遇水下降，壓縮變形加大；在軟土地基中，因人工抽水或干旱季節導致地下水位下降，地基土層重新固結下沉。

3混凝土裂縫防控措施

3.1支模控制裂縫措施

支模是混凝土施工中的第一道程序，應該嚴格施工要求。為有效預防混凝土裂縫發生，模板最好選用鋼模板支架，有利于散熱，同時支模一定要穩定，確保不發生移動、位移和滑動等問題，要充分考慮相鄰混凝土施工的整體性，盡可能的減少相鄰結構澆筑混凝土的時間間隔，越短越好，不宜太長，避免相互的約束性[3]。

3.2集料控制裂縫措施

砂石、水泥都是混凝土的原材料，其質量是否符合要求，都會直接影響混凝土的施工質量，要預防混凝土施工裂縫的發生，就必需嚴把原材料質量關。在混凝土工程施工中，原材料應選用當地材質優良，產地知名的水泥和集料，嚴格控制砂的粒徑（中、粗、細砂），并根據不同工程要求，按規范規定合理采用，同時要從嚴監控砂石的含泥量，確保砂石料質量檢驗滿足混凝土工程施工要求，以達到預防因集料不合格，而引起混凝土的施工裂縫。

3.3攪拌控制裂縫措施

進料的配合比、水灰比能否滿足混凝土工程施工要求，也同樣影響混凝土施工裂縫的發生，因此，進料前對砂石、水泥做到抽樣檢測，并根據檢測結果及時調整配合比，同時，要嚴格把握混凝土的攪拌時間（規范規定2min），常規施工攪拌時間不宜過短，也不宜過長，否則會使碎石摩損，破壞材料的結構，改變混凝土的配合比。運料地點和時間要規范選定，運料與等待的時間一般在15min～20min左右即可。

3.4溫度控制裂縫的措施

溫度應力是引起混凝土施工裂縫的最直接的原因，要預防混凝土施工裂縫就必須嚴格控制混凝土施工溫度，要達到控制混凝土施工溫度應力要求，就必須采取以下措施，首先將入模溫度控制在30℃～36℃之內，混凝土內溫控制在50℃內。二是熱天澆筑混凝土時要減少混凝土澆筑的厚度，充分利用澆筑層面散熱，氣溫下降時注意表面保濕。三是采用冷水冷卻碎石（卵石），以達到降低混凝土澆筑溫度之目的。四是可在混凝土的骨料中加塑化劑等，以改善水泥用量。五是在澆注混凝土的過程中，可采用邊澆筑，邊降溫的方法，即在澆注混凝土的同時，在鋼模上噴冷水降溫，以防混凝土內部溫度過高，而引起混凝土施工裂縫。其次，施工的時段及環境也應有相對的選擇，施工時段最好采用早、晚施工，環境可根據當天的環境對應確定，同時應采用正確的合理的分塊和分縫。

4混凝土裂縫處理技術

4.1表面修補法

表面修補法是一種簡單、常見的修補方法，它主要適用于穩定和對結構承載能力沒有影響的表面裂縫以及深進裂縫的處理。通常的處理措施是在裂縫的表面涂抹水泥漿、環氧膠泥或在混凝土表面涂刷油漆、瀝青等防腐材料，在防護的同時為了防止混凝土受各種作用的影響繼續開裂，通常可以采用在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布等措施。

4.2灌漿嵌縫封堵法

灌漿法主要適用于對結構整體性有影響或有防滲要求的混凝土裂縫的修補，它是利用壓力設備將膠結材料壓入混凝土的裂縫中，膠結材料硬化后與混凝土形成一個整體，從而起到封堵加固的目的。常用的膠結材料有水泥漿、環氧樹脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化學材料。嵌縫法是裂縫封堵中最常用的一種方法，它通常是沿裂縫鑿槽，在槽中嵌填塑性或剛性止水材料，以達到封閉裂縫的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯膠泥、塑料油膏、丁基橡膠等等；常用的剛性止水材料為聚合物水泥砂漿[4]。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。

4.3結構加固法

因超荷載產生的裂縫、裂縫長時間不處理導致的混凝土耐久性降低、火災造成裂縫，當裂縫影響到混凝土結構的性能時，就要考慮采取加固法對混凝土結構進行處理。結構加固中常用的主要有以下幾種方法：加大混凝土結構的截面面積，在構件的角部外包型鋼、采用預應力法加固、粘貼鋼板加固、增設支點加固以及噴射混凝土補強加固。

5結語

要使混凝土施工不產生裂縫，就必須結合工程現狀，施工環境，認真分析施工條件，嚴把材料質量關，規范支模、配料、運料、攪拌、振搗、拆模等施工環節，控制混凝土入料溫度，按要求及時養護，進而達到提高混凝土施工技術之目的，有效控制混凝土施工裂縫發生，確保混凝土施工滿足工程質量要求，使混凝土施工達到峻工驗收時的優良工程。

參考文獻：

[1]吳國雄，易志堅，何兆益.水泥混凝土路面開裂過程研究[J].公路，2001，10：141-143.

[2]劉虎躍.水泥混凝土路面裂縫原因分析與處治研究[D].長沙理工大學，2010.

[3]劉松平.鋼筋混凝土橋梁裂縫成因分析與加固措施研究[D].浙江大學，2012.

[4]劉勇剛，彭曉光.混凝土橋梁施工裂縫產生的原因及防治措施[J].交通科技，2009，S1：21-22.