路橋施工中混凝土裂縫原因分析與解決措施

李業桂

（廣州協安建設工程有限公司，廣東 廣州 510075）

1 路橋施工中混凝土裂縫成因

混凝土裂縫是路橋工程施工中最常見的質量問題之一，裂縫的出現不僅會導致橋梁結構的安全性和穩定性下降，如果處理不及時，裂縫會進一步擴展，導致橋梁的使用壽命縮短。橋梁混凝土裂縫成因較多，其中較具典型性和代表性的原因包括以下方面。

1.1 荷載

橋梁混凝土結構在荷載的作用下會產生裂縫，這里的荷載包括靜荷載、動荷載及次應力等。荷載的不同引起的裂縫具有不同的特征，橋梁中的荷載裂縫在以下區域出現幾率較高：受剪區、受拉區、振動區等。施工過程中，引起荷載裂縫的原因包括：在混凝土結構上堆放大量的施工機具和材料，使結構承受的荷載超限；施工人員對預制結構的受力特點不清楚，在其上進行運輸和安裝；未嚴格按照圖紙要求進行施工，隨意改變施工順序和結構的受力模式。中心受壓是荷載裂縫中最常見的類型，具體是指沿混凝土構件出現平行于受力方向的裂縫，其特點是裂縫長度較短，且非常密集，在墩柱中此類裂縫的出現幾率較高。

1.2 溫度

混凝土是一種較為特殊的工程材料，它是多種材料按照一定比例配制而成的混合料，熱脹冷縮是混凝土的基本性質。由于路橋施工是在室外進行，當環境溫度發生變化時，可能會導致混凝土出現變形，如果變形受到約束，混凝土構件內部便會產生一定應力，若是這部分應力超出混凝土的極限抗拉強度，就會在混凝土表面形成溫度裂縫。混凝土構件內部與表面的溫差過大是造成溫度裂縫的主要原因之一，在對橋梁混凝土結構進行澆筑的過程中，水泥在初期階段會產生大量的水化熱，混凝土構件內部的溫度在水化熱作用下會急劇升高。而混凝土構件表面因散熱條件良好，所以熱量并不會聚集，從而導致內外溫差過大，在大體積混凝土中這種情況更加明顯。除水泥水化熱之外，陽光直射、溫度驟降等情況也容易引起混凝土的溫度裂縫。

1.3 收縮

在路橋施工中，收縮裂縫較為常見，引起此類列裂縫的原因主要是2方面：一方面是塑性收縮；另一方面是干縮。通常情況下，混凝土澆筑完畢后的4～5h，水泥會發生較激烈的水化反應，由此會產生蒸發及泌水等現象，因水分大量散失，混凝土會出現快速收縮，而骨料則會在自重作用下下沉，由于此時混凝土尚未完全硬化，從而會形成塑性收縮，混凝土構件表面則會出現裂縫，T梁、箱梁腹板等位置塑性裂縫發生幾率較高。干縮裂縫是指混凝土在固結硬化過程中，表面收縮大于內部收縮，致使表面需承受一定的拉力，當拉力超過混凝土極限抗拉強度時便會形成裂縫。

1.4 沉降

在路橋施工中，地基基礎會出現不均勻沉降，處于基礎上部的混凝土結構在沉降作用下會產生附加應力，當這部分應力超出混凝土極限抗拉強度時，便會形成裂縫。橋梁薄弱部位沉降裂縫的發生幾率相對較高，如梁體受彎最大的跨中、剪力較大的支座附近、荷載較為集中的部位等。

1.5 施工質量

在路橋工程中，混凝土的施工質量是引起裂縫的重要原因之一，如果混凝土澆筑時，選用工藝不合理或未按規程要求進行操作，都可能引起結構裂縫。如混凝土振搗密實度不達標、澆筑速度過快、混凝土坍落度過低、養護不及時、水灰比過大、拆模過早、骨料質量不合格、質控措施不到位等。

2 解決路橋施工中混凝土裂縫的有效途徑

2.1 采取有效的預防措施

在路橋施工中，可針對不同類型的裂縫采用不同的措施進行預防，由此能夠降低裂縫的出現幾率。

2.1.1 預防荷載裂縫的有效方法

1）選用合理的混凝土結構形式，若是留設水平施工縫，則應按照溫度裂縫的控制規定進行分塊，并采取相應的連接方式，當橋梁上部結構采用整體澆筑的形式對梁板進行施工時，可設置橫向受力鋼筋。

2）對混凝土結構中的鋼筋進行合理布設，鋼筋間距可控制在10cm以內，并在結構邊緣、變截面等位置處加強分布筋，同時可在結構表面設置鋼筋網片。

3）施工過程中，應當對混凝土結構上的機具及材料堆放進行限制，不得集中堆放，保證堆放的機具和材料重量不超過允許范圍。

2.1.2 預防溫度裂縫的措施

1）在水泥選用上應以低熱的礦渣硅酸鹽水泥作為首選，并借助混凝土的后期強度，減少水泥用量。隨著水泥用量的減少，使混凝土溫度降低。

2）在拌制混凝土時可摻入適量的粉煤灰和外加劑，從而減少水泥用量，降低水化熱，提高混凝土的抗裂性能。

3）對混凝土的出倉和入模溫度進行控制，并降低砂石骨料溫度，可在砂石堆場設置遮陽棚，如果環境溫度過高，則可適當向骨料進行噴霧降溫，或是在使用前用冷水進行沖洗。

4）優化改進振搗及養護工藝，混凝土終凝前可進行二次振搗密實，這樣能夠使其中的水分有效排出，從而提高黏結力和抗拉強度，抗裂性能也會隨之進一步提升。同時應當嚴格按照規范要求，對混凝土進行養護，大體積混凝土的養護時間不得少于14d。

2.1.3 預防收縮裂縫的措施

1）要確保混凝土的攪拌時間適當，不宜過長或過短，以免影響拌合物的均勻性；在進行混凝土澆筑過程中，下料速度不宜過快，以免造成堆積或振搗不充分的情況。

2）在夏季進行混凝土施工時，為避免水分散失過快，應當在澆筑完畢后進行及時覆蓋。

3）對單方用水量進行嚴格控制，用水量越大越容易引起干縮裂縫，可通過合理的水灰比，預防干縮裂縫的產生。

4）可在混凝土拌制時加入適量膨脹劑，這樣能夠起到收縮補償的作用，可以避免收縮裂縫的產生。需要注意的是，膨脹劑的摻入量應當適中，以免對混凝土的強度造成影響。

2.1.4 預防沉降裂縫的措施

1）橋梁的基礎形式應當以樁基礎為主，這樣可防止不均勻沉降現象的產生。在基礎施工時，可對基底進行夯實處理，如果基底土體承載力不足，可進行換填，若是基底存在凍土，則必須全部挖除。

2）基礎施工中，應當加強橫向連接，適當提高橋面鋪裝層的整體剛度，在上部結構設計時，將基礎不均勻沉降作為靜荷載加以考慮。

2.2 裂縫修復技術

2.2.1 修補流程

在路橋施工中，如果發現混凝土裂縫，可以按照以下流程對裂縫進行修補：檢查混凝土結構—分析裂縫原因—判斷修補的必要性—選擇修補方法—實施修補。

2.2.2 修補方法選擇

1）填縫 這是較為常用的一種修補方法，工藝較簡單，具體操作時，只需將結構裂縫清理干凈，然后將預先拌制好的修補材料，用勾縫刀和抹子填入縫隙，由此便可使裂縫得以修復。

2）表面粘貼 對于一些寬度較大的裂縫，可通過表面粘貼的方法進行修補，具體做法是將相應的材料用黏結膠粘貼在裂縫部位的混凝土表面，以此對裂縫進行封閉，從而達到修復的目的。

3）噴漿 這是一種通過噴射水泥漿液對裂縫進行封閉的修補方法，可按照裂縫出現的部位，采用相應的噴漿方法，如掛網噴漿等。

3 結語

在路橋施工中，混凝土裂縫是最常見的質量問題，為減少并避免裂縫的產生，應當對裂縫的成因進行分析，并采取合理可行的措施加以預防。同時對于已出現的裂縫，應選用相應的方法進行及時修復，以免裂縫進一步擴大，影響結構穩定性。