混凝土橋梁裂縫的成因及處理辦法

劉 爽

（遼寧星盛市政工程監理有限公司，遼寧 沈陽110000）

0 前言

混凝土因其取材廣泛、價格低廉，抗壓強度高、可澆筑成各種形狀，并且耐火性好、不易風化、養護費用低，成為當今世界建筑結構中使用最廣泛的建筑材料。但混凝土最主要的缺點是：抗拉能力差，容易開裂?；炷亮芽p不可避免，但它的有害程度可以控制，有些裂縫在使用荷載或外界物理、化學因素的聯合作用下，不斷產生和發展，引發混凝土碳化、保護層剝落、鋼筋腐蝕，使混凝土的強度和剛度受到削弱，耐久性降低，危害結構的正常使用，必須加以控制。

1 裂縫類型及成因

混凝土結構裂縫的成因復雜、繁多，有時多種因素互相影響，但每一條裂縫均有其產生的一種或幾種主要因素。混凝土橋梁裂縫的種類，就其產生的原因，大致可劃分如下幾種：

1.1 荷載引起的裂縫

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。

（1）直接應力裂縫是指外荷載引起的直接應力產生的裂縫。

（2）次應力裂縫是指由外荷載引起的次生應力產生的裂縫。

1.2 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，則在結構內將產生應力，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活載應力。溫度裂縫區別其他裂縫最主要因素是裂縫將隨溫度變化而擴張或合攏。引起溫度變化主要因素如下：

（1）年溫差。

（2）日照。

（3）驟然降溫。

（4）水化熱。

1.3 收縮引起的裂縫

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、強度等級及用量、骨料品種、水灰比、外摻劑、養護方法、外界環境、振搗方式及時間。

1.4 基礎變形引起的裂縫

由于基礎豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結構中產生附加應力，超出混凝土結構的抗拉能力，導致結構開裂?；A不均勻沉降的主要原因有：

（1）地質勘察精度不夠、試驗資料不準。

（2）地基地質差異太大。

（3）結構荷載差異太大。

（4）結構基礎類型差別太大。

（5）地基凍脹。

（6）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。

1.5 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（當然保護層亦不能太厚，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，沿海地區或其它存在腐蝕性強的空氣、地下水地區尤其應慎重。

1.6 凍脹引起的裂縫

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。

1.7 施工材料質量引起的裂縫

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

1.8 施工工藝質量引起的裂縫

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，容易產生縱向的、橫向等各種裂縫，特別是細長薄壁結構更容易出現裂縫。裂縫出現的部位和走向、裂縫寬度因產生原因而異，比較典型且常見的如下幾種。

（1）施工時模板剛度不足，在澆筑混凝土時產生與模板變形一致的裂縫；施工時拆模過早，混凝土強度不足，使得構件在自重或施工荷載作用下產生裂縫；施工前對支架基礎壓實不足或支架剛度不夠，澆筑混凝土后支架不均勻下沉，導致混凝土出現裂縫。

（2）裝配式結構，在構件運輸、堆放時，支撐墊木不在一條垂直線上，或懸臂過長，或運輸過程中劇烈顛撞，吊裝時吊點位置不當而引起結構裂縫。安裝順序不正確，導致結構產生裂縫。

（3）混凝土振搗不密實、不均勻、出現蜂窩、麻面、空洞，導致鋼筋銹蝕或形成其他荷載裂縫的起源點；混凝土澆筑過快，混凝土流動性較低在硬化前因混凝土振搗不足，硬化后沉實過大，容易在澆筑數小時后發生裂縫，即縮性收縮裂縫?；炷脸跗陴B護時急劇干燥，使得混凝土與大氣接觸的表面上出現不規則的收縮裂縫。

2 混凝土裂縫的處理建議

2.1 是表面處理法

包括表面涂抹和表面貼補法，表面涂抹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在活動的裂縫。表面貼寂（木工膜或其它防水片）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。

2.2 是填充法

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用取開V型槽，然后作填充處理。

2.3 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。

2.4 結構補強法

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

2.5 混凝土裂縫處理效果的檢查

包括修補材料試驗；鉆芯取樣試驗；壓水試驗；壓氣試驗等。

3 結論

一座橋梁從建成到使用，涉及到設計、施工、監理、運營管理等各方面，某一方面管理不慎都可能使混凝土橋梁出現裂縫。由上述可知，設計疏漏、施工低劣、監理不力，均可能使混凝土橋梁出現裂縫。因此，嚴格按照國家有關規范、技術標準進行設計、施工和監理，是保證結構安全耐用的前提和基礎。在運營管理過程中，進一步加強巡查和管理，及時發現和處理問題，也是相當重要的環節。

［1］公路工程質量通病防治指南[M].北京：人民交通出版社,2002,1.

［2］李健,涂征宇.公路中小橋梁病害及處理方法[J].中外公路,2004(2).