公路桥梁施工中裂缝的成因及防治对策

张学民

（秦皇岛路桥建设开发有限公司，河北 秦皇岛 066000）

混凝土是公路桥梁工程中主要的施工材料，其裂缝问题严重影响着施工质量，混凝土在公路桥梁施工过程中的裂缝现象主要表现为收缩裂缝、温度裂缝、沉降裂缝、变形裂缝和结构裂缝等，每一种裂缝问题的发生，都会存在着各种各样的引发原因。但是它们最终形成的危害是一样的，在混凝土初凝时，裂缝现象时有发生，有的裂缝可能显现在混凝土表面，其长度、深度一旦延伸，就会产生较为严重的质量问题，它的影响是多方面的，例如，公路桥梁工程外形的美观、使用性能、耐久性等，因此，施工单位对混凝土结构裂缝问题要引起高度的重视。

1 公路桥梁施工中裂缝产生的原因

公路桥梁施工中混凝土裂缝有如下几种情况：温度引起的裂缝、收缩引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝、沉降引起的裂缝、冻胀引起的裂缝、施工材料质量引起的裂缝及施工裂缝等，本文按照不同类型的裂缝分析其产生的原因。

1.1 温度变化引起的裂缝

热胀冷缩是混凝土所具有的特性，如果外部环境或结构内部温度发生变化，混凝土也将随之发生变化，如果混凝土变形受阻，其拉应力会在结构内产生。混凝土抗拉强度不能承受拉应力情况下，就会产生温度裂缝，在一些大跨径桥梁中，温度应力一般能够达到或超出活载应力。

1.2 收缩引起的裂缝

混凝土因收缩发生体积变化后产生了裂缝，混凝土裂缝一般分为塑性收缩裂缝和干缩裂缝两种。塑性收缩裂缝发生原因是，在混凝土初凝开始，进行养护之前。因为水泥水化反应较强烈，泌水和水分产生了快速的蒸发，混凝土因为水分是缺失而收缩。其表面收缩变形受到内部混凝土的约束，造成表面混凝土承受拉力，当表面混凝土受到的拉应力超过其抗拉强度时，收缩裂缝就形成了。

1.3 沉降引起的裂缝

由于基础产生竖向不均匀沉降或水平方向位移，使结构中产生附加应力。当其超过混凝土结构的抗拉强度时结构就会开裂。

1.4 钢筋锈蚀引起的裂缝

由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护层受二氧化碳侵蚀碳化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入。钢筋中铁离子含量较高，均可引起钢筋表面氧化膜破坏。结构承载力下降，并将诱发其他形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。

1.5 冻胀引起的裂缝

混凝土构件是非匀质密实构件，其内部存在各种空隙，当处于吸水饱和状态的混凝土温度低于0℃时，内部水份冻结，体积膨胀9%，使混凝土因膨胀而产生拉应力导致裂缝出现。因而如需要在冬季施工应采取有效的保温措施，否则将会导致混凝土早期受冻，结构强度达不到设计要求，且产生冻胀裂缝。

2 公路桥梁施工中裂缝的防治对策

公路桥梁混凝土裂缝的防治应以预防为主，防治结合，具体可采取以下措施。

2.1 强化温度控制

一些小型公路桥梁工程施工时，多采用现场搅拌混凝土的方式，这种做法能够有效节约施工成本和缩短工期，然而公路桥梁工程为露天作业，在施工现场进行混凝土的搅拌难以对环境条件进行控制，尤其是混凝土的搅拌温度难以控制。针对这种情况，应强化对混凝土搅拌温度的实时监测，随时观察搅拌过程中温度的变化，当搅拌过程中发现混凝土内部温度过高时，要及时采取降温措施，夏季施工尤其要如此。另外，混凝土裂缝的产生还受浇筑温度、养护温度的影响，因而应强化混凝土施工的全程温度检测，一旦温度过高立即采取降温对策。此外，减小混凝土的浇筑厚度对于避免较大的温度应力效应也有着显著的效果，然而浇筑厚度影响着混凝土的结构强度，浇筑厚度的减小幅度应结合施工条件和工程设计要求、设计等级而定。另外，合理使用减水剂等外加剂，对于提升混凝土结构强度和减少裂缝的产生也有着重要的意义。

2.2 强化施工控制

规范的施工操作、合理的混凝土配合比、严格的养护和监测等对混凝土裂缝的预防有着重要的意义，强化施工控制应做到以下几点：a）严格控制混凝土配合比。根据公路桥梁设计要求、混凝土设计强度制定科学的混凝土配合比，尤其是控制好水灰比，并选择级配合格、品质优良的砂石作为混凝土集料，尤其是控制好集料的粒径，以确保混凝土具有较好的抗裂性能；b）强化混凝土的养护，强化混凝土的养护工作，避免混凝土在硬化过程中水分散失过多而产生裂缝，或因温度变化而产生裂缝，对此要强化混凝土表面的保湿工作、合理浇水，并结合环境条件对混凝土进行覆盖，避免温度下降过快或水分蒸发严重。

2.3 合理修补裂缝

当施工中发现裂缝时，要及时采取修补措施，避免混凝土裂缝进一步加深，公路桥梁混凝土裂缝的修补可采取以下三种方法：a）表面修补法，表面修补法对于混凝土表浅裂缝以及深层裂缝有着良好的修补效果，表面修补法一般通过在混凝土表面涂抹水泥浆来实现，由于这种修补方法对混凝土的承载力没有明显的影响，因而应用较为广泛；b）灌浆修补法，当施工中发现深度较深，对混凝土的结构完整性或者结构强度有着严重危害的裂缝时，表面修补法已经不能满足修补需要，无法改善混凝土结构强度，此时必须采取深层的修补措施，灌浆修补法值得是将灌浆材料压入混凝土裂缝，浆液硬化从而达到修补效果的做法，公路桥梁施工中常以环氧聚合物或者水泥浆作为灌浆材料，当裂缝程度十分严重时，还可采用甲基丙烯酸酯以及聚氨酯进行灌浆修补；c）嵌缝法，在混凝土的裂缝处开槽，向槽内填充封堵材料的修补方法叫做嵌缝法，这种做法具有良好的修补效果，而且修补后的裂缝外观平整，有利于提升公路桥梁工程外观质量；d）结构加固法，在很多桥梁工程中，有些混凝土裂缝的产生，不但影响工程外观，更会改变混凝土结构性能，削弱其结构强度，对公路桥梁的使用寿命以及使用性能产生严重的影响，结构加固法一般包括增加混凝土结构的截面面积、预应力加固、支点加固以及混凝土补强加固。

3 结语

对混凝土裂缝的防治是公路桥梁施工质量控制的重要工作之一。由于公路桥梁为露天工程，施工过程中难以避免温度的变化，加之混凝土自身性质问题，裂缝是难以完全避免的。而只要在施工中采取合理的温度控制措施、施工控制措施，并对施工中发现的裂缝进行及时修补，就能有效减少裂缝的产生，并有效控制混凝土裂缝的深度和规模，进而保障公路桥梁工程施工质量，提升公路桥梁工程的服务性能并延长其使用寿命。

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