公路橋梁墩身混凝土的開裂與防治

郎緒才 王志宏

摘 要：在公路橋梁的工程建設中，混凝土是主要施工材料之一，一旦混凝土構件發生開裂會對其結構性能產生嚴重的影響，并進而造成工程整體施工質量的降低。而公路橋梁的墩身結構目前主要采用的都是混凝土結構，因此施工單位必須高度重視混凝土開裂問題，對造成混凝土裂縫的各種因素進行全面深入的分析，并采取有效的防治措施，以保障公路橋梁墩身的穩定性和安全性。

關鍵詞：公路橋梁；墩身；混凝土；開裂；防治

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.063

隨著我國經濟的飛速發展，公路橋梁等基礎設施工程的建設規模也在不斷的擴大。而在公路橋梁的施工中，其墩身結構目前廣泛的使用混凝土作為建筑材料。但是混凝土在施工過程中會由于諸多因素的干擾而產生開裂現象，不僅影響了橋梁墩身結構的穩定性，而且還造成了橋梁工程整體施工質量的下降。因此施工單位必須高度重視混凝土的開裂問題，全面分析造成開裂問題的各種相關因素，并采取有效的預防和治理措施，以保證橋梁墩身的結構性能，從而為人民群眾的生命財產安全提供可靠的保障，并推動我國公路橋梁施工建設質量和水平的整體提高。

1 造成墩身混凝土發生開裂問題的主要因素分析

1.1 混凝土構件的體積發生變化

水泥混凝土發生體積變化是公路橋梁工程建筑中的重要指標性性能參數。這主要是由于水泥在發生水化時，其中的無水熟料成為了水化物，因此其固相體積在水化后要大于水化前的體積，然而與水化前的水泥-水這一體系整體的體積相比，其體積卻是減小了的。水化時水泥漿的總體積會不斷的發生縮小，這種現象就是化學減縮。由于水泥混凝土不斷發生失水收縮現象，一旦其環境濕度和溫度產生改變時，混凝土中所含的水分就會進一步喪失，并加劇水泥混凝土的收縮程度。當水泥混凝土中的失水收縮達到了0.3mm/m-0.6mm/m時，就已經明顯超過了正常化學作用所引起的收縮。另外，水泥混凝土還存在碳化收縮問題。碳化收縮的主要介質是碳酸，一旦含有碳酸成分的水遇到混凝土時，就會使其產生碳化收縮現象。

1.2 墩身混凝土的施工沒有達到技術要求

在施工過程中如果使用了過多的水泥，混凝土強度過大，就會使混凝土產生更大的收縮變形，加之對混凝土構件的養護不到位，就造成混凝土失水現象加劇，混凝土的收縮變形會更加明顯，從而使使橋梁墩身各部分的應力不均勻，就有可能造成墩身開裂問題。另外在施工時沒有充分考慮環境的溫度和天氣等客觀因素，在晝夜溫差比較大的條件下進行施工，或者氣象條件突然改變，以及施工過程中過早拆模、混凝土內外部存在明顯的溫差等因素都會造成墩身混凝土產生開裂問題。

1.3 墩身的設計結構不科學

一些橋梁墩身的厚度以及高度設計不合理，而橋梁墩身由于需要長期暴露在自然環境中，因此會受到環境濕度和溫度等因素的影響，墩身混凝土往往會在溫度應力的作用下產生開裂。

此外，在設計時如果為了保證墩身結構的穩固性，隨意提高墩身混凝土結構的強度等級，也會造成墩身產生開裂問題，這主要是由于提高混凝土的強度就需要增加水泥的用量，這會在客觀上加大混凝土的干縮變形的機率，并造成墩身混凝土發生開裂。因此在設計中必須在保證墩身結構安全的基礎上，科學的選擇混凝土的強度等級，合理控制水泥用量，才能有效避免橋梁墩身發生開裂現象。

2 防治墩身混凝土發生開裂現象的有效對策

2.1 預防混凝土發生開裂問題的方法

在設計混凝土的配比時就應采取相應的控制方法，對水泥以及水的用量進行合理的控制。另外在施工過程中要嚴格控制混凝土的溫度，并采取有效的排水措施，以減少濕度對混凝土構件的影響。同時可以在混凝土中適當增加鋼筋的使用量，以提高混凝土的抗裂能力。

2.2 對混凝土發生開裂問題進行有效治理的有效措施

（1）采用表面涂抹的治理方法。可以采用聚氨酯以及環氧樹脂等防水材料涂抹在混凝土構件的表面。在施工時應首先對混凝土表面進行清理，并保持其表面干燥，而后才能進行涂抹施工。

（2）采用玻璃纖維布的治理方法。目前比較常用的抗裂措施是玻璃纖維布與環氧樹脂材料配合使用的方法。首先要對環氧樹脂材料進行適配性檢驗，在檢驗合格后才能用于施工。在施工過程中要保證混凝土表面清潔干燥，在涂抹環氧樹脂底料時要保證均勻度。如果混凝土表面存在不平整的部分時應事先應膩子等材料對其加以修補填平，在填平部分固化后再粘貼1到3層的玻璃纖維布。

（3）采用充填的治理方法。充填施工時應先用鋼釬或者風鎬等設備將裂縫擴大為V型或T型槽，在對其進行清理后可以使用速凝堵水劑進行涂抹，并要進行分層抹壓，以保證填充效果。

（4）采用灌漿的治理方法。首先應根據開裂的實際情況來選擇相應的灌漿施工材料。目前比較常用的灌漿材料包括聚氰酯累材料、氰凝或兵凝材料、環氧樹脂類材料以及甲基丙烯酸甲酯材料等。其中甲基丙烯酸才的粘度比較低，具有很好的可灌性和擴散性，在開裂治理和補強施工中具有良好的效果。在灌漿施工時可以采取兩種施工方法，可以通過低壓灌漿設備在混凝土的裂縫中灌入環氧樹脂等灌漿材料，對裂縫加以密封，采用這種方法完成修補后不會有明顯的痕跡留下。

3 總結

隨著我國經濟建設的快速發展，公路橋梁等基礎設施的建設規模也隨之增加。在橋梁工程的施工過程中，墩身是重要的組成部分，而其在結構施工中目前廣泛采用的是混凝土結構。但是墩身混凝土在施工時會由于材料性能以及環境溫度等各種因素的干擾下產生開裂問題，對工程的施工質量會產生嚴重的影響，同時也制約了社會經濟活動的正常開展。因此施工單位要全面分析混凝土發生開裂問題的原因，并對混凝土加強檢測，對混凝土的施工過程要加強質量管控措施，同時在完成澆筑作業后要對混凝土構件進行妥善的養護，從而有效防治開裂問題的發生，確保橋梁工程的施工質量。

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