基于橋梁混凝土裂縫的施工控制技術探究

高友彬

(福建省同源建設工程有限公司，福建 福州 364200)

0 引言

如意路位于平潭綜合實驗區金井灣片區內，道路東起壇西大道，西至金井三路，道路途徑北厝路、金井三路、金井五路、金井二路、天大山東路、如意縱二路、如意縱一路等24 條規劃道路。本工程在樁號K2+411 設置1 座橋梁跨越50m寬的3#規劃排洪渠；上部結構采用預應力混凝土簡支空心板橋，跨徑3×20=60m。雙幅橋布置，單幅橋橋寬20.75m。為了有效控制橋梁混凝土裂縫的產生，分析其具體施工控制措施。

1 橋梁混凝土裂縫的成因分析

1.1 荷載所造成的裂縫

第一，直接應力裂縫分析。造成直接應力裂縫最主要的原因在于橋梁結構設計不夠科學合理，實際受力情況和模擬受力情況有較大差異，從而造成橋梁安全系數不足。另外，在施工過程中沒有嚴格遵照施工設計圖紙來實施，對于施工中材料的堆放、運輸以及安裝控制不夠。

第二，次應力裂縫分析。造成次應力裂縫最主要的原因在于外部載荷引發的次生應力而造成的裂縫。例如在橋梁結構中所進行的開洞施工，常常只按照以往經驗設置受力鋼筋的數量和模式。由于受力構件挖孔之后會在孔周邊產生非常大的應力集中，從而產生次應力而引發裂縫。

1.2 溫度變化引發的裂縫

一旦混凝土內外部存在較大的溫度變化就會引發混凝土的變形，會在結構內部產生較大應力。造成溫度裂縫的主要原因包括日照、溫度驟降、水化熱等等。日照主要就是指橋體主梁和面板等受到陽光強烈照射之后溫度遠超其他位置，造成局部應力較大而引發裂縫；溫度驟降就是指混凝土施工完成后受到冷空氣或者雨雪影響而造成橋體外表面溫度突然下降，內外溫差較大而引發的裂縫；水化熱就是指完成較大體積混凝土澆筑后，水泥水化釋放出大量的熱量，造成混凝土內部溫度較高，內外溫差較大引發的裂縫。

1.3 鋼筋銹蝕引發的裂縫

此種裂縫主要是因為混凝土保護層厚度不足或者鋼筋質量較差，從而造成鋼筋表面氧化膜的破損，使得鋼筋的表面受到侵蝕。因為結構內部鋼筋受到銹蝕造成結構體積發生較大變化，對于周邊混凝土產生膨脹應力，一旦應力超限就會順著鋼筋縱向產生裂縫。

1.4 沉降所引發的裂縫

完成橋梁的基礎施工之后，受到整體結構的影響，容易出現水平方向或者豎直方向的不均勻沉降，從而造成混凝土結構應力。一旦應力超出混凝土的抗壓能力就會出現裂縫。

1.5 施工引發的裂縫

混凝土施工過程中施工裂縫是最為常見并且很難避免的裂縫，很多因素都會造成此種裂縫的產生，例如施工技術人員水平不足、施工過程中疏忽大意等都會引發混凝土裂縫。特別是對于復雜橋梁工程來說，施工中存在著很多交叉工藝，并且很多工序需要通過大型機械設備來實現，若是施工中沒有嚴格遵照技術標準進行操作就會改變道路橋梁的結構，降低其承載力，從而產生裂縫。

1.6 養護不當引發的裂縫

橋梁工程都是在室外進行的，剛剛完成的混凝土始終處在外部環境影響下。若是受到天氣影響在混凝土沒有達到相應強度情況下水份已經流失，就會造成混凝土的硬化，從而造成較嚴重的收縮，影響到混凝土質量。此種情況下需要對混凝土實施必要的養護，可以利用澆水的方式來減少混凝土水份的流失，確保混凝土達到相應強度時保持相應濕度。另外，在養護不當的情況下混凝土的很多位置存在受力不均的情況，從而產生不規則的裂縫。

2 橋梁混凝土裂縫的施工控制技術

2.1 提升橋梁整體設計水平，加強施工監督力度

對于橋梁工程來說，設計質量在很大程度上影響著整個工程的質量，也是產生裂縫的重要原因之一，所以一定要對設計方案進行優化，確保工程施工質量以及效率。一方面要制定出較為明確的施工質量標準，并且進行嚴格的技術交底，降低設計以及施工錯誤的發生。另一方面要加強細節方面的有效控制，需要設計單位、施工單位、建設單位以及監理單位共同進行方案分析研究，各方認可簽字后才可以投入使用。

不斷完善工程質量監督管理機制，確保工程各環節質量的有效監督。要確保道橋工程參與方對于整個工程施工具有知情權，可以通過定期檢查的方式對施工材料、施工工藝加強監督，對于各方質量行為進行有效約束，從根本上控制施工裂縫的產生。

2.2 加強施工過程中的溫度監測，加強溫度控制

對于橋梁工程來說，施工過程中影響最大的因素就是溫度，對于溫度的有效控制是預防出現裂縫最主要的措施。混凝土完成澆筑之后會出現較嚴重的水化熱效應，所以在正式施工之前需要混凝土材料實施預降溫。另外，在保存混凝土時可以對其中的粗骨料實施遮擋，能夠有效降低粗骨料溫度上升。案例工程中的混凝土體積較大，在正式施工前可以對粗骨料實施冷處理，并且在攪拌過程中可以加入一定量冰水用于降溫。若是混凝土攪拌站和施工所在區域的距離較遠，在混凝土運輸過程中要做好混凝土罐車的遮擋。

特別是進入工程后期隨著溫度的下降，需要通過相應措施提升混凝土的整體溫度。施工過程中一定嚴格遵照標準規范進行，進行及時的振搗，防止混凝土內部出現氣孔問題。施工中要確保混凝土具有良好的濕潤度，防止混凝土溫度的驟降。通過夏季保濕控制以及冬季的覆蓋保溫，能夠非常有效的預防溫度效應造成的裂縫問題。同時，施工過程中也要加強溫度的監測，要定期對混凝土的內外溫差進行測量，以此為基礎控制好混凝土內外溫差，確保其溫度處在漸變的過程。

2.3 嚴格控制施工材料的質量

第一，混凝土原材料選擇時一定要增強質量控制，相關部門要加強材料進場檢驗，避免因為過于追求利益而采用劣質沙石等影響混凝土質量，造成安全隱患。另外，采用高水化熱水泥會在施工中產生比較大的水化熱，會在混凝土內外產生較大的溫差。所以可以采用低水化熱水泥來代替高水化熱水泥，這樣能夠最大程度上減小水化熱造成的溫差，能夠更加有效的控制施工溫度，從而減少裂縫產生。

第二，在確保混凝土原材料質量的同時，也要嚴格遵照科學合理比例實施混凝土攪拌，保證混凝土的良好質量。混凝土強度配合比可以參照表1所示進行，

2.4 加強后期的養護

工程后期的養護情況在很大程度上影響著橋梁工程的結構穩定性以及承載力，對于裂縫控制具有重要作用。首先要找到引起裂縫的原因和橋梁結構受力特點，針對不同的原因和結構受力采取相對應的修補方法。例如

第一，開槽法進行裂縫的修補。此種方法更多適合應用在較寬裂縫（>0.5mm）的修補。此種方法所用設備主要有開槽機以及灌縫機，采用針對裂縫修補的密封膠（以瀝青為主要成分，添加橡膠、添加劑等成分）進行裂縫修補。其施工工序包括：密封膠準備—開槽—清槽—灌縫—養護。

第二，低壓注漿法修補裂縫。此種方法更多應用在寬度為0.2-0.3mm 裂縫的修復方面，施工工藝流程為：施工準備→腳手架搭設→表面處理→配制并涂刷底層樹脂→配制找平材料并對不平整處修復處理→配制并涂刷浸漬樹→脂或粘貼樹脂→粘貼碳纖維片材→表面防護→腳手架拆除。

3 結束語

本文主要分析了橋梁混凝土裂縫的成因，在此基礎上提出了橋梁混凝土裂縫的施工控制技術。通過本文的介紹能夠對橋梁混凝土裂縫控制提供一定參考和幫助。