桥面铺装裂缝预防与对策

姚 毅（福建交建集团工程检测有限公司，福建 厦门361000）

混凝土桥面铺装桥面板裂缝是经常出现的质量通病，困扰着桥梁工程技术人员，是工程施工中普遍面临的难题。桥面板铺装时，面对经过试验人员检测、如坍落度等合格的混凝土，在浇筑成型前，是很难保证在施工后，是否不会出现裂缝。混凝土裂缝产生的原因很多，有变形引起的裂缝，如温度变化、收缩、膨胀等原因引起的裂缝；有外载作用引起的裂缝；有养护环境不当和化学作用引起的裂缝等。然而，依照施工流程，桥面混凝土铺装施工工艺流程如下：原材料试验混凝土配合比设计→清洗桥面→绑扎桥面钢筋网→检查几何尺寸→检查保护层厚度→焊接角铁确定标高→焊接桥面连续钢筋→浇筑混凝土→滚杠提浆→整平→拉毛→覆盖养生［1］。从桥面板的施工工艺流程可以看出，桥面混凝土产生裂缝可以从以下几个方面查找原因并加于预防。

1 原材料试验混凝土配合比设计

1）水泥：目前桥面铺装一般设计为C50防水混凝土。在配合比设计中［2］，考虑到施工工艺，为满足运输车倾倒时最小以及施工必须的坍落度，如采用52.5水泥，不掺外掺料，用量都要达到400kg。对于相对较薄的铺装层，水泥用量多，增大水化热，意味着体积收缩时，容易出现干缩开裂。混凝土收缩裂缝的特点是大部分属表面裂缝，裂缝宽度较细，且纵横交错，成龟裂状，形状没有任何规律。因此，设计合理的配合比，降低水泥用量是首要。

2）粗、细集料：表现为石子的级配和砂的含泥量较大等原因。粗、细集料的级配和粒径不好，必然要加大混凝土的胶凝材料总量和用水量，从而增加混凝土的收缩而开裂。良好的石子级配能使孔隙小，水泥用量少，不易离析及和易性好，粗骨料粒径最大不大于20mm，并采取双级配、曲线中值为宜。砂石中如果含泥量较大，不仅将造成水泥和拌和水用量加大，而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。含泥量的增大与增少，目前对混凝土强度的影响有较多的研究定论；而对含泥量多少对混凝土桥面裂缝产生多大的影响，没有较多的讨论。同样的水灰比，砂率不变，含泥量增大势必影响混凝土的工作性，降低混凝土材料之间的粘结应力及强度，从而增加了混凝土裂缝因素；含泥量应控制在规范规定的范围内。还有一种较特殊情况，属于膨胀裂缝。混凝土施工完一周至10天左右，桥面逐渐出现了裂缝，这就是化学作用引起的碱—集料反应。其预防措施有，一、当水泥中碱含量大于0.6%时，需对骨料进行碱—骨料反应试验，二、如必须采用的骨料是活碱性的，就必须选用低碱水泥，三如无低碱水泥，则应掺入足够的活性混合材料如粉煤灰、矿渣等，以缓解破坏作用，四、碱—骨料反应的必要条件是水分，干燥状态下则不会发生反应［3］。混凝土的渗透性对碱—骨料反应有很大影响，应保证混凝土密实性和避免表面积水。

3）用水量及外加剂：混凝土配合比不合理主要是指用水量过大，塌落度偏大，提浆抹面后，混凝土面层易泌水，出现水纹瓜印，并且影响混凝土的初期强度，导致早期强度增长不能抵抗内部水化热，干缩变形产生的应力，造成裂缝。高强度的标号设计，为了要降低水灰比，降低用水量，目前都是使用外加剂手段来实现。合理的混凝土施工配合比，考虑到运输距离和季节温度变化时、施工必要的塌落度，应选择适宜的用水量，通过外加剂来调整塌落度。外加剂目前都使用高效减水型，在选取最佳掺量范围内，要注意减水的效果以及与原材料的相溶性。采用含碱的外加剂，可能对碱骨料反应有影响。

4）掺合料：使用粉煤灰或矿粉，其目的能改善混凝土的工作性、降低水化热及降低经济成本，按掺量要求，不大于15%。但是，粉煤灰或矿粉由于内比表面积和烧失量对水泥混凝土的干缩收缩影响很大。尤其现在公路市政工程（除高速公路施工外）较多采用商品混凝土，在外掺料的掺量上都大于15%以上，而且达不到一级粉煤灰标准，不能起到代替水泥作用，质量也不稳定。对于掺合料的掺量，应当按照《桥规》上要求［4］，条件环境下最少水泥用量和最小水胶比。而粉煤灰或矿粉的掺量，往往又是造成桥面裂缝的主要原因。初期出现的细小不规则收缩干裂裂缝，在浇筑完工后，随着时间的发展，变的伸长加宽，基本需要重新翻工；取消了配合比中粉煤灰或矿粉的掺量，反而往往解决了裂缝出现的现象。建议不掺或少掺。

2 清洗桥面

表现为T梁顶面未按施工规范进行全面凿毛或凿毛深度不够，清洗不干净，还附着油渍和砂尘土，以及浇筑时，振动器移动太快，造成局部未完全振捣密实，导致桥面铺装与梁顶面施工缝结合不实。这些部位也会导致裂缝产生或者造成脱空，在荷载作用下进一步造成碎裂，降低建筑结构的整体性和刚度；足够的凿毛和桥面清洗，混凝土粘结越牢，铺装层使用寿命越长。

3 绑扎桥面钢筋网，检查几何尺寸，检查保护层厚度

具体反映在浇筑前检查钢筋网绑扎、钢筋网保护层厚度、垫块支撑均符合要求，但混凝土一经浇筑，就会出现钢筋网的上保护层厚度过大，造成收缩裂缝。钢筋网的设计大多采用Φ8~12mm的钢筋，间距10~15cm,，桥面板厚度10~12cm，理想的钢筋网应铺装在桥面厚度的中间。但在施工时，钢筋网避免不了混凝土在倾倒时的冲力与施工人员在上面踩踏，使钢筋网容易变形压弯、移位，间距变大，垫块滑移脱离，成型后混凝土中的钢筋网下沉紧贴在梁板上，致使起不到预防裂缝的作用；或者钢筋网上浮，保护层较薄，甚至露筋，如有锈蚀的钢筋更容易造成混凝土的膨胀开裂。施工前，对绑扎牢固的钢筋网，应选择几个点用铆钉嵌入梁体固定网片或者设置定位钢筋；钢筋间距除绑扎外可采取点焊方法，加强经施工人员踩踏后的不变形；垫块摆放位置准确，加大密度。总之，桥面铺设钢筋网，是为了抵抗混凝土的温差收缩应力，预防较薄的混凝土层易出现的变形开裂。

4 焊接角铁确定标高、焊接桥面连续钢筋

T梁经过张拉后，桥面起拱，致使桥面不平整。焊接角铁在于调整桥面纵横坡造成不均匀的标高，通过找平，确定钢筋网的安装铺设，确保钢筋网在保护层因上下厚度过大或过小而造成的裂缝，从而起到承受荷载作用力下桥面受力能均匀分布。荷载裂缝是施工中潜伏的隐性危害，而且施工中往往不于重视。因为T梁经张拉封锚后吊装到橡胶支座平台上，钢硬性的铺装层下的T梁通过钢绞线张力实际上可视为一个弹性物体。施工时，重型车辆、起重吊机在桥面频繁行驶，能使混凝土在早期自缩产生的内部细小裂纹，因上述原因上下振动，沉降不均，进而部分隐性裂纹在几天后形成裂缝，越变越长，变宽，甚至贯穿板面，特点是1-2m就发生一道。另一原因，施工过程中过分强调进度，容易造成铺装层和梁板间的连续筋没有完全立直，弯曲，使其两层之间存在“冷缝”现象，在同时受力情况下，变形不一致，造成铺装开裂。因此，施工时，应严格控制重型设备在桥面上频繁行驶，尤其是在混凝土浇筑和混凝土初凝及初期强度增长时期。

5 浇筑混凝土

1）浇筑混凝土是铺装层桥面施工工艺中重要一环。混凝土目前都采用商混车输送，在浇筑倒料时，车辆应当慢行，移动料斗，不使混凝土过于集中一处或者采用二层逐次顺序浇筑。操作人员在摊铺时尽量减少人数在钢筋网上踩踏，避免钢筋网变型，移位，确保钢筋网在浇筑过程中在铺装层中间。

浇筑桥面是需要“看天”施工的，主要是温度环境变化对混凝土成型的影响。混凝土具有热胀冷缩的性能，而且抗折强度低于抗压强度，当铺装层因温度变化产生内外拉伸变形收缩不同时，在混凝土初凝阶段，很容易出现曲翘进而开裂。

2）夏季施工时，最好能避开正午一天温度最高时间，尤其大多桥梁是建造在江上或峡谷空旷间，风速大，加上温度高，能使铺装层表面失水较快，缩短初凝时间，如不能快速成型，便会形成前后混凝土收缩不同，导致还没二次抹面前便产生干缩裂缝。有经验的班组常常采用傍晚或夜间来施工，这时温差变化不大。夏季施工除撑握好天气情况，也常会遇上不期而至的雷雨，在覆盖好已浇筑完的板面，以防水泥浆的流失，还应做好接缝的处理。

3）冬季施工时，按规范要求［4］,温度要在5°C以上，选择白天施工是比较好的，反而是对夜晚温度下降要做好混凝土的防冻措施。温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻胀破坏的必要条件。当混凝土中骨料空隙多、吸水性强；骨料中含泥土等杂质过多；混凝土水灰比偏大、振捣不密实；养护不力使混凝土早期受冻等，均可能导致混凝土冻胀裂缝。常出现桥面板产生纵向的开裂。

4）春秋季是比较好的施工时期，但早晚温差大，空气干燥，面层的失水也比较快，容易出现收缩裂缝。施工后对铺装面的及时养护是关键，养护方法因材而施，主要是能起到保湿作用。

5）混凝土的浇筑主要是振捣方式和时间。机械振捣方式比手工捣固方式混凝土收缩性要小，时间应根据机械性能决定，一般以5~15s/次为宜，时间太短，振捣不密实或漏振，水泥浆上不来，内部空隙多，强度不足或不均匀；振捣时间太长，造成分层，水泥浆都浮于上面，形成粗集料下沉，面层水泥浆太厚，容易发生收缩开裂。振捣时的时间撑握是施工质量的重要手段，特别要注意一点，施工时振动捧不能长时间靠在钢筋网上振捣，容易造成对前面已振捣完的混凝土，在接近初凝时，钢筋网因振动使周围的混凝土不能产生自动粘结，形成人为的裂缝出现。

6 滚杠提浆、整平

混凝土经摊铺振捣后，在滚杠提浆时应当初见有点砂浆就行，遍次太多容易出现泌水现象；通过补平摊铺时局部出现的凹凸，用人工来整平收浆反而更好。必须强调是二次抹面，经过二次抹面能把一些因泌水浮浆出现的瓜纹、温度和气候造成的面层收缩裂缝重新抹除掉，消除裂缝的发展，是一道必要的施工工序。

7 拉毛、覆盖养生

主要问题是拉毛及覆盖养生时间的掌握，因天气温度情况变化的不同，混凝土初凝时间也会不一，当临近初凝，及时的用拉毛器拉毛，拉毛和压槽深度应为1~2mm,能消除一些表面裂缝的发展，并全面覆盖养生，整个过程要快而不乱。混凝土的初期强度增长对抵抗收缩产生的裂缝应力非常关键，及时的养护能够避免温度变化、干缩收缩等裂缝的产生，并且对超重车辆应严禁止通行，以免振动过大，造成不必要的荷载裂缝。覆盖养生要根据不同的地区季节气候，环境温湿度情况来决定。有条件的最好在7d内始终处于全湿养生状态，对强度增长有益。

8 结语

桥面铺装是桥梁工程的“衣裳”，是桥梁施工最后一道工序,其施工质量不仅直接影响桥梁的总体质量和外观，而且还关系到桥梁主体结构的受力和营运期间通行车辆对桥梁产生的荷载和冲击作用。桥面铺装归纳起来是材料、施工、环境三个施工方面，却是一环扣一环，每一道施工环节的疏忽大意都可能产生裂缝。根据当地的实际情况，加强管理，认真施工，严格把控，桥面混凝土的裂缝是完全可以防止的。

［1］《福建省高速公路施工标准化管理指南（桥梁）》［M］北京.人民交通出版社2010.72-74

［2］《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011［S］北京.中国建筑工业出版社2011

［3］黄诗福等箸.建设工程质量检测工作手册（2012年修订版）［Z］50-51

［4］《公路桥涵施工技术规范》JTG/TF50—2011［S］北京.人民交通出版社2011.32-33.242-243