公路橋梁鋼筋混凝土施工裂縫防治技術的探討

摘要：對混凝土裂縫的防治是公路橋梁施工質量控制的重要工作之一。由于公路橋梁為露天工程，施工過程中難以避免溫度的變化，加之混凝土自身性質問題，裂縫是難以完全避免的。而只要在施工中采取合理的溫度控制措施、施工控制措施，并對施工中發現的裂縫進行及時修補，就能有效減少裂縫的產生，并有效控制混凝土裂縫的深度和規模，進而保障公路橋梁工程施工質量，提升公路橋梁工程的服務性能并延長其使用壽命。本文探討了公路橋梁鋼筋混凝土施工裂縫防治技術。

關鍵詞：公路橋梁；鋼筋混凝土；施工裂縫；防治技術

公路橋梁施工建設在經濟發展、運輸量不斷增加的背景下發展迅速，公路橋梁施工過程中鋼筋混凝土的裂縫問題已經越來越多地影響到公路橋梁的正常使用。加強對鋼筋混凝土裂縫的防治措施已經成為我國交通運輸事業進一步發展的關鍵。加強裂縫防治技術，需要區別對待不同原因導致的裂縫，特別要重視防止裂縫出現的預防措施。

一、公路橋梁鋼筋混凝土施工裂縫的分類

根據結構承載力的影響，我們將公路橋梁施工過程中出現的裂縫分為兩種：一種是結構性裂縫，另一種是非結構性裂縫。兩種裂縫因歸屬原因不同而會產生不同的結果。

結構性裂縫是指由于外界荷載過大或橋梁的結構承載力過低而造成橋梁發生結構性裂縫。由其含義可知，造成橋梁出現結構裂縫的主要原因是由于橋梁的剛性、延性以及強度等不足。所謂非結構裂縫指的是橋梁因外界環境變化而產生的非荷載結構變形或者混凝土因不能滿足自身而發生的變形。相對結構性裂縫而言，非結構性裂縫不會對橋梁結構的整體或局部承載力產生影響，可一旦超過某一限度，會對橋梁的耐久性及美觀性造成影響，甚至削弱結構承載力。

二、公路橋梁工程鋼筋混凝土結構常見裂縫與成因分析

1、荷載裂縫

混凝土橋梁在靜、動荷載及次應力下產生的裂縫稱荷載裂縫，主要有直接應力裂縫、次應力裂縫兩種。直接應力裂縫是指外荷載引起的直接應力產生的裂縫；次應力裂縫是指由外倚載引起的次生應產生裂縫。

2、收縮裂縫

在實際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮（干縮）是發生混凝土體積變形的主要原因，另外還有自生收縮和炭化收縮。研究表明，影響混凝土收縮裂縫的主要因素有：水泥品種、標號及用量，骨料品種，水灰質量比，外摻劑，養護方法，外界環境，振搗方式及時間。

3、溫度裂縫

混凝土具有熱脹冷縮性質，當外部環境或內部溫度發生變化，混凝土將發生變形，若變形遭到約束，則在結構內產生應力，當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出荷載應力。溫度裂縫的主要特性是將隨溫度變化而擴張或合攏。引起溫度變化的主要因素有：年溫差、日照、驟然降溫、水化熱、蒸汽養護或冬季施工措施不當等。

4、凍脹裂縫

大氣氣溫低于零度時，吸水飽和的混凝土出現冰凍，游離的水轉變成冰，體積膨脹9%，因而混凝土產生膨脹應力；同時混凝土凝膠孔中的過冷水（結冰溫度在-78℃以下）在微觀結構中遷移和重分布引起滲透壓，使混凝土中膨脹力加大，混凝土強度降低，并導致裂縫出現。尤其是混凝土初凝時受凍最嚴重，成齡后混凝土強度損失可達30%～50%。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。

5、施工材料質量不合格引起的裂縫

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成，配置混凝土所采用的材料質量不合格，可能導致結構出現裂縫。

6、施工質量不達標引起的裂縫

在混凝土結構澆筑、構件制作、起模、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中，若施工工藝不合理、施工質量低劣，容易產生縱向、橫向等各種裂縫，特別是細長薄擘結構更容易出現裂縫。

7、地基變形引起的裂縫

由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結構產生附加應力，超出混凝土結構的抗拉能力，導致結構開裂。基礎不均勻沉降的主要原因有：地質勘察精度不夠，試驗資料不準；地基地質差異太大；結構簡載差異太大；結構基礎類型差別太大；土地凍脹；橋梁基礎基于滑坡體、溶洞或活動斷層等不良地質時，可能造成不均勻沉降。

8、鋼筋銹蝕引起的裂縫

要防止鋼筋銹蝕，設計時應根據規范要求控制裂縫寬度、采用足夠的保護層厚度（當然保護層不能太厚，否則構件有效高度減小，受力時將加大裂縫寬度）；施工時應控制混凝土的水灰質量比，加強振搗，保證混凝土的密實性，防止氧氣侵入，同時嚴格控制含氯鹽的外加劑用量，沿海地區或其他存在腐蝕性強的空氣、地下水地區尤其應慎重。

三、公路橋梁鋼筋混凝土施工裂縫的防治技術

1、預防措施

預防措施公路橋梁裂縫中一般采用的主要預防措施是：鋼筋表面涂上一層防腐材料，應提前對混凝土加強養護，還要增加養護的時間，尤其是在溫度比較低冬季，要涂刷一些養護劑，增加混凝土早期的強度延長混凝土保溫養護時間，防止混凝土出現干縮現象，盡量多采用粉煤灰水泥或者中低熱的水泥。這些類型水泥的收縮量比較小，還可以減少水泥的總用量比較節約。不管是水泥還是添加劑都要選擇無堿成分或者是低堿成分的。

2、表面的養護

在施工的過程中當鋼筋混凝土鋪設完畢后，為了保證鋼筋混凝土在最終凝固前表面的濕潤狀態，可以在鋼筋混凝土表面上鋪蓋一層塑料膜或是草墊子、麻片等覆蓋物，在必要時也可以噴一些養護劑，這樣可以防止因水散發太快所導致的干裂形成的裂縫。

3、施工技術措施

當鋼筋混凝土隨著水灰比的值越大，其干縮成度就就會越來越厲害。因此在施工的過中當，一定控制好水灰比的大小，或是適當添加一些減水劑，以達到控制鋼筋混凝土干縮的目的，對鋼筋混凝土在攪拌和施工過程中的配合比例要進行嚴格的控制。

4、修補方法

第一是，表面的涂抹方法，這種方法適用于沒有達到鋼筋表面的比較淺的或者非常細小甚至不能灌入漿材或者停止活動伸縮的裂縫。第二是，嵌縫封堵方法。就是沿著裂縫的走向鑿出槽然后在槽中嵌填入聚合物，如：水泥、砂漿等來修補裂縫。第三是，填充法。這種方法主要適用于，深度比較淺但是又比較寬但是裂縫范圍卻比較少的裂縫填充方法。第四是，灌漿法。這種方法主要是將甲基丙烯酸酯、環氧樹脂、聚氨酯、水泥漿等膠結材料，利用借助產生壓力的設備壓入到混凝土產生的裂縫中，使與混凝土形成反應形成硬化狀態，慢慢變成為混凝土的一部分，修補細小裂縫和大裂縫，這種方法使用的范圍較為的廣泛。第五是，結構補強法。主要可以用于因為長時間無人處理的裂縫，所導致的混凝土耐久性下降，或是因為超荷載、火災等原因所造成的嚴重性裂縫。

綜上所述，公路橋梁施工建設在經濟發展、運輸量不斷增加的背景下發展迅速，公路橋梁施工過程中鋼筋混凝土的裂縫問題已經越來越多地影響到公路橋梁的正常使用。加強對鋼筋混凝土裂縫的防治措施已經成為我國交通運輸事業進一步發展的關鍵。加強裂縫防治技術，需要區別對待不同原因導致的裂縫，特別要重視防止裂縫出現的預防措施。

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