橋梁施工過程中裂縫的形成原因及控制措施

孟凡林

摘要：對橋梁施工中裂縫的形成原因進(jìn)行了總結(jié)，并提出了相應(yīng)的控制措施，從而更好的減少橋梁施工中裂縫的產(chǎn)生，提高橋梁工程的施工質(zhì)量，延長使用壽命。

關(guān)鍵詞：橋梁工程;施工;裂縫;原因;措施

一、 裂縫對橋梁工程的影響

橋梁工程都是使用周期較長的工程，在完成工程建設(shè)以后，需要對工程進(jìn)行定期檢修和維護(hù)，從而使工程的使用壽命延長，滿足使用年限要求。但隨著橋梁工程被使用的時間逐漸增加，工程本身的結(jié)構(gòu)會受到外界因素影響發(fā)生變化，裂縫也會隨之產(chǎn)生。事實上，大部分橋梁工程所產(chǎn)生的裂縫問題都是在工程設(shè)計階段或施工階段就埋藏下的隱患。因為設(shè)計不合理或者是施工不到位，導(dǎo)致工程本身無法達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)受外界環(huán)境干擾后，產(chǎn)生裂縫問題。橋梁工程當(dāng)中的裂縫會對工程的使用性能產(chǎn)生影響，尤其是在陰雨天氣，過量的雨水會直接滲入到橋梁的主體結(jié)構(gòu)當(dāng)中，從而對橋梁材料產(chǎn)生腐蝕，擴(kuò)大裂縫范圍。除此之外，橋梁出現(xiàn)裂縫以后，受到季節(jié)變換干擾，溫度發(fā)生強(qiáng)烈反差也會進(jìn)一步擴(kuò)展裂縫長度或?qū)挾龋瑢蛄褐黧w造成更加嚴(yán)重的破壞。長期處于該種情況，橋梁的穩(wěn)定性受到影響，其使用壽命縮短，能夠承受的載荷重量也會下降。

二、橋梁大體積混凝土裂縫出現(xiàn)的原因

（一）水泥水化熱的影響

大體積混凝土澆筑完畢后，由于水泥水化熱作用所放出的熱量使混凝土內(nèi)部溫度逐漸升高，可達(dá)70℃左右，由于混凝土內(nèi)部和表面散熱條件不同，大體積混凝土內(nèi)部溫度不易散出，從而由中心向外形成溫度梯度，內(nèi)外溫差變形不同，產(chǎn)生溫度應(yīng)力，使混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力。一旦拉應(yīng)力超過混凝土極限抗拉強(qiáng)度，混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫。

（二）荷載作用產(chǎn)生的裂縫

裂縫主要有直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫兩種。直接應(yīng)力裂縫是指荷載引起的直接應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫，主要是由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計計算不合理、結(jié)構(gòu)實際受力與設(shè)計假設(shè)不符、施工過程中擅自更改結(jié)構(gòu)的施工順序、施工荷載超出預(yù)期等所引起。次應(yīng)力裂縫是指由外荷載引起的次生應(yīng)力下所產(chǎn)生的裂縫，由于橋梁結(jié)構(gòu)中經(jīng)常需要開洞、鑿槽等，設(shè)計計算難以用準(zhǔn)確的圖示進(jìn)行模擬計算，設(shè)計外荷載與實際外荷載有差異，從而導(dǎo)致次應(yīng)力裂縫的出現(xiàn)。

（三）其他因素的影響

溫度降低在0℃以下時，混凝土飽和之后會出現(xiàn)冰凍現(xiàn)象，將混凝土中流離的水分凝結(jié)成冰，混凝土中膨脹力加大，在構(gòu)件表面出現(xiàn)沿主筋和箍筋方向?qū)捳煌牧芽p。沉降裂縫主要是由于地基產(chǎn)生不均勻沉降導(dǎo)致模板支撐不穩(wěn)，模板支撐底部松動，混凝土澆筑振搗過程中，塊狀材料下沉，泥漿類材料上浮等所引起。

三、橋梁施工中混凝土裂縫預(yù)防措施

（一）加強(qiáng)材料控制

加強(qiáng)橋梁施工過程中材料質(zhì)量的控制，是控制我國橋梁施工混凝土裂縫形成的合理措施之一。混凝土主體工程施工中要慎用早強(qiáng)水泥，大量建筑工程施工實踐經(jīng)驗分析表明，混凝土主體結(jié)構(gòu)早期施工強(qiáng)度越來越高，影響混凝土的長期使用性能，且在施工早期容易產(chǎn)生較大裂縫。建筑施工中不能采用的過期水泥必須嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量控制，禁止施工使用已經(jīng)過期或者已經(jīng)潮濕的水泥，避免因其導(dǎo)致建筑工程質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。因此在進(jìn)行磨砂和石骨料選擇時，應(yīng)盡量選擇骨料級別匹配良好的優(yōu)質(zhì)砂石復(fù)合材料，從而有效減少骨料孔隙率，有效實現(xiàn)對鋼筋混凝土膨脹收縮的自動控制，進(jìn)一步提高鋼筋混凝土在正常使用期間的整體抗裂力和性能。針對鋼筋施工處理過程中經(jīng)常采用的鋼筋外加劑和其他拌筋混合水，要對其中氯化物等各種化學(xué)雜質(zhì)的含量進(jìn)行嚴(yán)格控制，若鋼筋外加劑和鋼筋拌合水中同時存在大量氯化物或者雜質(zhì)等，則會導(dǎo)致部分鋼筋在使用期間遭受嚴(yán)重的酸腐蝕。

（二）加強(qiáng)載荷控制

由于載荷作用也會產(chǎn)生裂縫，施工人員應(yīng)加強(qiáng)防護(hù)手段的應(yīng)用力度，在整個施工環(huán)節(jié)加強(qiáng)控制載荷，從根本上防止裂縫的產(chǎn)生。在施工時應(yīng)嚴(yán)格按照載荷的具體參數(shù)進(jìn)行工序安排，保證混凝土的載荷強(qiáng)度符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。此外施工時還應(yīng)避免橋梁承受的載荷量過大，妥善放置過重的材料和工具，減輕橋梁承受的壓力，從而減少裂縫的產(chǎn)生。

（三）加強(qiáng)溫度控制

水泥溫差產(chǎn)生的主要原因是水泥水化熱效應(yīng)，應(yīng)盡量降低水泥水化熱來減小水泥溫差。減少使用早期生產(chǎn)水化熱低的水泥;避免選用水化后含熱低、凝結(jié)作用時間長的復(fù)合水泥、低熱量的礦渣硅酸鹽復(fù)合水泥、粉煤灰礦渣硅酸鹽復(fù)合水泥或其他低粘度標(biāo)號的水泥等;盡量不選用粒徑大的粗細(xì)骨料和干凈的中粗水泥砂。摻加適量的粉煤灰等水泥外加劑也有利于降低水泥水化熱，但由于水泥粉煤灰的振搗比重小于大型水泥，混凝土在振搗時使用比重小的水泥粉煤灰容易懸浮于大型混凝土的基層表面，從而產(chǎn)生塑性和收縮性裂縫;通過摻合適量的水泥減水劑可以改善大型混凝土的振搗效果，降低混泥水灰比，提高大型混凝土放熱強(qiáng)度，同時減少大型水泥的使用量;通過摻入適量的水泥緩凝劑，可以有效延緩大型混凝土兩種放熱量和峰值共同出現(xiàn)的最長時間。

溫度是影響裂縫形成的重要因素，在施工時采用有效的措施對溫度進(jìn)行控制，可適當(dāng)調(diào)節(jié)混凝土內(nèi)外的溫差，避免由于溫度原因產(chǎn)生裂縫。橋梁工程的實施過程應(yīng)盡量選擇在春秋季節(jié)，此時段雨水天氣較少，因此可有效降低混凝土的外部溫度，防止裂縫出現(xiàn)。在溫度較高的季節(jié)施工，則需在澆筑混凝土后，對橋梁表面定期灑水或覆蓋防曬膜，從而達(dá)到降低表面溫度的目的。若選擇在溫度較低的時段施工，則應(yīng)使用一定的保溫手段，具體可應(yīng)用塑料膜或者草墊將混凝土表面覆蓋住，從而降低混凝土自身的內(nèi)外溫差，防止混凝土產(chǎn)生裂縫。

（四）加強(qiáng)施工措施

科學(xué)配比和良好的原料質(zhì)量是保證混凝土質(zhì)量及強(qiáng)度指標(biāo)的重要因素。在制作混凝土混合物質(zhì)時，需對水泥、砂石等原料按照科學(xué)的比例進(jìn)行混合配置，精確控制各類原料的使用量。施工人員還應(yīng)在質(zhì)量方面加強(qiáng)管控力度，購買環(huán)節(jié)嚴(yán)格審核原料質(zhì)量，同時科學(xué)安排原料的擺放位置，避免由于放置方法不當(dāng)而影響混凝土的強(qiáng)度指標(biāo)。此外還需進(jìn)一步規(guī)范施工流程，盡量縮短材料的放置和運輸時間，防止混合料出現(xiàn)離析現(xiàn)象，導(dǎo)致材料分布不均，同時在運輸后期還需加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，避免水分快速流失。在實施規(guī)模較大的工程項目時，為了提高散熱效率，需結(jié)合設(shè)計要求對混凝土進(jìn)行分層澆筑。無法一次完成澆筑的構(gòu)件需控制好兩次澆筑的間隙，通常在第一次混凝土澆筑完畢后、初凝前實施二次澆筑，以此保證兩次澆筑的連續(xù)性。

三、總結(jié)

綜上所述，針對橋梁混凝土的施工裂縫控制是保證橋梁基礎(chǔ)施工質(zhì)量的關(guān)鍵，也是工程質(zhì)量控制當(dāng)中非常重要的問題。從整個橋梁混凝土裂縫形成的原因來看，不同的工程項目原因可能不盡相同，但是從目前的裂縫控制技術(shù)來看，橋梁混凝土裂縫的控制主要可以從三個方面著手，分別是溫度控制、混凝土澆筑時間控制、材料質(zhì)量控制等，在施工的過程中借助于合理方法有效降低橋梁混凝土內(nèi)外溫差，減小混凝土裂縫的產(chǎn)生。

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