橋梁工程混凝土裂縫的成因及其解決對策分析

唐 力

(廣西桂通工程咨詢有限公司，廣西 南寧 530028)

0 引言

隨著各地經濟的發展，橋梁工程在我國的交通建設中處于不斷增加的態勢。從以往的橋梁工程建設實施來看，最為常見的就是混凝土裂縫問題。裂縫的出現一方面會嚴重影響橋梁的使用質量，另一方面還會對人民生命及財產的安全產生威脅，帶來一些不良的社會影響。為此，在橋梁的施工中，必須要通過技術的提升和施工材料的質量控制等一系列措施來強化混凝土施工質量，加強橋梁施工的過程監管，盡可能避免裂縫問題出現，提升橋梁工程實施的安全性和投入使用后的壽命。

1 橋梁工程實施中的常見混凝土裂縫成因

從裂縫的發生成因來分析，主要存在結構和非結構性兩種類型。結構性裂縫的產生，一方面是設計不合理導致的，另一方面是在施工中直接引起的結構裂縫。而非結構性裂縫出現的原因則是多方面的，常見的有材料塑性問題、溫差因素、混凝土保養不當或者受到外界條件的干擾等導致的。以下將主要針對這兩種裂縫進行詳細的成因分析。

1.1 結構性裂縫的成因分析

(1)一般情況下，設計中的結構性裂縫主要是設計中所選用的結構形式在受到實際荷載力作用的影響下，必然產生的一種裂縫問題。比如非預應力部分的預制梁板，非預應力的連續橋梁澆筑等。在施工中，雖然已經針對此類裂縫問題做好了對應的預拱設置，但是一旦受到荷載力作用，還是不可避免地在預拱消失后，梁底的抗拉區混凝土發生開裂現象。非預應力下的連續澆灌使得梁頂負彎區產生裂縫問題。這種結構性的裂縫問題只要其裂縫寬度不超過設計范圍，或者在0.2 mm以下，技術上認為這類裂縫是相對安全和正常的，但只要裂縫超出了正常范圍，就必須要對其進行認真的成因分析和進一步的安全補救措施實施。

(2)橋梁施工中的結構裂縫主要是在施工中導致的結構裂縫。常見的有預應力張拉導致的結構裂縫；普通的鋼筋混凝土連續箱梁拆除過程中導致的結構裂縫等。預應力中的裂縫出現一般是因為錨墊板位置與實際的設計位置之間存在偏差導致的。錨墊板的后螺旋筋沒做好錨墊板的牢固固定支撐，錨墊板所處位置的混凝土密實度不夠，混凝土的強度與實際的設計強度之間存在偏差等導致張拉強度問題。另外由于連續箱梁的落架處理不可能瞬間完成，連續的負彎矩區或者梁底正彎矩區在支架拆除過程中就可能會出現橫向裂縫，這一過程中也會由于落架不當或者時間過長而出現混凝土裂縫問題。

1.2 非結構性的成因分析

1.2.1 塑性及收縮裂縫

混凝土處于可塑狀態下產生的一些裂縫，主要是沉降裂縫和收縮裂縫兩種形式。沉降裂縫發生的原因，是具有可塑狀態的混凝土，其基礎部分和支架部分均有不均勻的沉降，從而導致局部混凝土因其發生了變形約束從而發生裂縫。另一方面還會存在外力的作用導致混凝土中顆粒分離，較重顆粒下沉，水泥上浮，這就導致混凝土因鋼筋及模板拉桿作用產生裂縫。收縮裂縫的出現主要是因為混凝土施工結束后，受到環境及溫度的影響，內部水分蒸發速度高于及泌水速度，從而形成一些作用力大于混凝土自身的抗拉能力而導致裂縫。

1.2.2 溫差裂縫

溫差裂縫主要是混凝土內部外的溫度差異，及混凝土體表溫度與環境溫度之間的差異而引起的混凝土自身伸縮性裂縫。初期的混凝土材料因被模板隔離，24 h內其內部熱量隨著溫度的升高而增加，而后幾個小時內隨著熱量的散發而出現混凝土的收縮，這種熱脹冷縮必然會使得混凝土發生一定的開裂。另外，在冬季進行混凝土施工時，混凝土表面上收縮速度快，而內部溫度較高，也就是其外部表面收縮率大于其內部收縮率，這時也會使得混凝土表面出現干縮裂縫。

1.2.3 長期的干縮裂縫

當橋梁施工中的混凝土長期暴露在空氣中時，其物理及化學結構上的一些變化使得混凝土的體積發生改變，從而出現的一些裂縫。一般情況下，這種長期因素導致的干縮裂縫，其裂縫速率是非常小的。鋼筋混凝土結構的一些松動也能夠對這部分的應變進行抵消。通常情況下，混凝土設計的體積與實際的表面積比值之間、鋼筋布置及混凝土配合比例、環境溫度及濕度等方面都會導致干縮裂縫的出現。

2 橋梁工程實施中避免混凝土裂縫的相關對策

2.1 加強混凝土質量控制

混凝土結構是否穩定的前提就是施工工藝的標準性和施工材料質量的可靠性。這就要求混凝土的施工必須嚴格按照相關的標準工藝進行，同時要做好原材料的嚴格質量監管和抽樣檢查。并根據施工需要進行混凝土的標準配置，確保各配置比例的嚴格性。遇到高溫或者雨雪天氣，要對砂石或者碎石等的含水量進行校驗，不符合要求時必須重新調整，以合適的施工配備來確保混凝土的良好質量。

2.2 合理進行溫度控制

(1)優化骨料配制。以干硬性混凝土或者外加劑來降低水泥的用量。混凝土調制中先用水進行碎石的冷卻，來降低混凝土的總體澆筑溫度。通過分層澆筑形式進行大體積混凝土的澆筑實施，提升混凝土層的散熱效果。將冷水管通入混凝土的內部，降低混凝土內部溫度。

(2)對拆模時間進行明確的規定，遇到氣溫驟降時，必須及時進行混凝土表面的保溫處理，避免混凝土表面因發生溫度變化而改變結構穩定性。

(3)要做好施工中容易長期暴露在外的混凝土結構部分的保護工作，特別是寒冷季節的表面保溫處理。

(4)進行混凝土的合理分縫和分塊，避免起伏較大。

(5)合理安全施工工序，避免混凝土的長期暴曬，改善混凝土的防裂性能和表面易干縮性，避免混凝土的貫穿式裂縫出現，保證整體的結構完整性。

2.3 合理預防非結構性裂縫

要做好非結構性裂縫的預防工作，必須做好基礎處理及支架的搭設設計，并嚴格控制施工程序，做好支架的全面預壓，降低其彈性空間。在混凝土中增加減水劑來降低其含水量，合理把控混凝土保護層的厚度和施工工序，并控制好混凝土澆筑過程的溫差，在夏季進行骨料的灑水降溫處理，冬季做好混凝土表面的覆蓋保溫處理。另外，對于混凝土裂縫的預防上，還需要設計過程中進行足夠的分布筋控制，適當減小水灰配比，增加骨料用量和粒子直徑，及時做好施工后期的養護工作。在混凝土龜裂的防治上，還要講究設計過程中的水泥用量，不應該過多，配制中的振搗作業要保證密實但不過量振動。混凝土表面分泌出的水和浮漿要及時進行清理，然后再緊跟上合理的養護處理。

3 橋梁工程混凝土裂縫的治理措施

3.1 表面修補處理方式

這種方式比較簡單可行，也是最為常見的一種修補方法。表面修補處理方式是對混凝土內部結構還相對穩定、承載力沒有發生變化的表面裂縫或深度裂縫進行修補處理，具體的施工方法就是針對裂縫的表面，進行水泥漿或者環氧膠泥的涂抹，再結合瀝青、油漆等防腐材料進行表面的修補處理。為有效做好裂縫的修補處理，還常常在裂縫的表面用玻璃纖維布來粘貼，避免裂縫的繼續加重加深。

3.2 嵌縫或者灌漿法

灌漿法主要用于混凝土的整體結構發生變化或者是具有較高的防滲要求的混凝土裂縫修補。施工中主要借助一定的壓力設備進行漿液的灌入。灌入的膠結材料與混凝土能夠融合為一個穩定的整體，從而也就起到了較好的封堵和加固效果。在當前的市場中，主要用于封堵的材料有水泥砂漿、環氧樹脂或者甲基丙烯酸醋等一些化學材料。嵌縫法是在裂縫處理中使用最為廣泛的一種，一般是沿著裂縫進行塑性或者剛性的材料注入，待材料灌注與原有的混凝土結構形成良好的吻合性，就能夠達到有效的裂縫封閉目的。經常被用來進行灌封處理的材料有聚氯乙烯膠泥、丁基橡膠及塑性油膏等。目前針對橋梁工程中的裂縫進行的這幾種修補措施都能夠達到比較理想的處理效果。

4 結語

總而言之，在橋梁工程的實施中，裂縫是比較容易出現的一個問題，其形成的原因是比較復雜的。只有做好準確的判斷才能確保混凝土施工裂縫問題得到有效解決。這就要求在橋梁施工中必須確保每個階段的施工質量管控，并做好細節性的處理。同時結合橋梁施工的環境和氣候特點，有針對性地進行施工技術措施的組織，提升橋梁施工的牢固性，有效保障工程質量。

[1]廖玉鳳.“雅典式”教學模式在橋梁工程課程課堂教學中的應用[J].高等建筑教育.2017(4)：75-78.

[2]蘇榮榮.BIM技術在橋梁工程方面的應用研究[J].自動化與儀器儀表.2017(8)：211-213.