混凝土桥梁施工裂缝的成因及防治对策分析

陈玉浩

【摘要】文章结合工程实例，探讨混凝土桥梁施工裂缝的成因，并分析了相关防治对策。

【关键词】混凝土桥梁；施工裂缝；裂缝成因；防治对策

一、引言

混凝土桥梁作为公路桥梁的重要组成部分，其施工建设的规模也逐渐增加。在混凝土桥梁施工过程中，裂缝问题普遍存在，由于裂缝问题造成的安全隐患也受到广泛关注。

二、工程概述

某大桥钻孔桩46根，共计616.5m，其中C30水下混凝土484.2m3；承台共计5个，其中C30混凝土598.3m3；墩身3个，共计C35混凝土329.4m3，其中墩身垫石C40有7.2m3；桥台2个，C35混凝土651.6m3，桥台垫石C50有2.2m3；32.6m简支梁4跨，共计C50混凝土1242.4m3，沿线地形、地质条件复杂，岩性变化大，山高坡陡谷深，各级水文地质条件差异较大，雨量充沛。

三、混凝土桥梁施工裂缝的成因及防治对策

1.混凝土桥梁施工裂缝形成原因

（1）基础变形引起的裂缝。在桥梁使用过程中，一般跨度大、宽度小的桥梁会出现竖向基础不均匀沉降或水平方向位移，即便变化很小也会对结构产生较大的附加应力，一旦超出桥梁结构的承载能力，就会出现裂缝，甚至破坏。

（2）混凝土自身收缩引起的裂缝。由混凝土自身收缩形成的裂缝是比较常见的一种裂缝，一般包括：塑性收缩；缩水收缩；自生收缩；碳化收缩。前两种发生更为普遍。裂缝产生的原因是混凝土通常在浇筑5h左右后，水泥水化反应激烈，逐渐形成分水链，水分急剧蒸发导致骨料下沉，混凝土硬化尚未完成，此时发生塑性收缩；骨料在下沉过程中由于受到钢筋的阻挡，会形成沿着钢筋布置方向的收缩裂缝；在混凝土初步硬化完成后，表层的水分会逐渐蒸发，温度逐渐降低，混凝土体积逐渐减小，形成缩水收缩；混凝土内外收缩不均匀，表面收缩过大，会受到内部混凝土的约束，表面混凝土承受拉力，当超过抗拉强度值后，会产生收缩裂缝。

（3）温度变化引起的裂缝

当混凝土结构外部环境和内部温度发生变化时，将发生变形，由于其约束，结构内部将产生应力，当应力超过其抗压强度时将产生裂缝。

（4）施工工艺质量引起的裂缝

在对道路桥梁进行施工时，施工工艺质量也是产生混凝土裂缝的一个非常主要的原因。在道路桥梁施工的混凝土结构中，施工方法不正确，会使钢筋混凝土在各个方向上都出现裂缝，且其裂缝的宽度还会受到钢筋的不同走向以及不同因素的影响。例如道路桥梁混凝土的保护层超过了一定的厚度时，在该种情况下就会导致桥梁各个方向的钢筋保护层厚度不均，因此就会促使整个桥梁的构件混凝土构造不均匀， 那么就会导致构件表面出现裂缝。 如果在对混凝土进行振捣时， 振捣的工艺操作不合格， 那么就会出现荷载裂缝。 再加上混凝土本身流动性比较差，在硬化前如果不对其进行充足的搅拌和沉实， 那么在混凝土硬化之后就会因为沉实得不够均匀， 从而引起裂缝。

2.混凝土桥梁施工裂缝防治对策

（1）优化配合比

无论是泵送混凝土还是小落度混凝土都应当在传统浇注配合比的基础上，对混凝土的配合比进行优化，提高混凝土的性能。在浇注过程中应当选择抗裂性更高的配合比进行浇注，尽量减低坍落度，减少混凝土中的泥沙含量，减低水灰比，增加骨料粒径的含量。选择掺合料和外加剂上应当尽量选用对水化热较小的品种，例如：复合矿渣磨细粉，提高混凝土的抗裂性，在设计过程中还应当加入适当的膨胀剂。

（2）提高养护工艺

实际操作经验证明，养护对混凝土的收缩会产生较大的影响，对浇注完成的混凝土进行14天养护要养护3日天的混凝土的收缩下降大约18%左右。依据施工规范对混凝土进行养护，能够使混凝土表面的湿度和温度都处于一个相对合适的状态，浇注完成不久的混凝土依然处于硬化、凝结过程，养护可以有效的避免混凝土表面因失水过多而形成裂缝。同时因为混凝土整个散热过程需要较长时间，这样就会使混凝土的松弛特性得到合理的发挥，混凝土因为温差而产生的拉力将会小于混凝土所能承受的拉力，从而有效的避免了贯穿裂缝的形成。除此之外，在潮湿的环境下可以使水泥水化更加完全和充分，从而使混凝土的抗拉强度能够得到进一步的提高，提高混凝土在使用中的抗裂缝能力。由此可见，在浇注混凝土的过程中利用合理的养护工艺对混凝土裂缝的控制意义重大。很多混凝土桥梁在建设过程中都依照相关规范对混凝土进行养护，并且委派专人对养护方法进行合理的改善，利用喷雾器在混凝土表面进行不间断的喷洒，这样既不会影响施工，又起到了养护的效果，通过实际使用可以发现采用该施工方法的混凝土很少出现裂缝，因此是一种值得推广的养护方法。

（3）在构造设计上对桥梁裂缝采取防裂措施

1）设计合理的结构形式，可以减少工程数量，减低水化热。如可根据悬索桥锚碇受力特点，设计挖空非关键受力部分混凝土体积，利用土方压重方案，来减少混凝土结构体积。

2）充分利用混凝土在基坑有侧限条件，在混凝土中掺加微膨胀剂，使其在基坑约束下形成一定的预压力，补偿混凝土内部温度，收缩产生的拉应力，从而有效的避免混凝土裂缝的产生。

3）大体积混凝土体积庞大，施工周期一般较长，依据结构受力情况可合理地确定混凝土评定验收龄期，打破正常标准28d的评定验收龄期，改为60d或更多天，评定验收龄期充分考虑混凝土的后期强度，从而减低设计标号，达到减少混凝土水泥用量减低水化热的目的。

4）由于边界存在约束才会产生温度应力，采用改善边界约束的构造设计，如遇有约束强的岩石类地基、较厚的混凝土垫层等时，可在接触面上设滑动层来减少温度应力，在外约束的接触面上全部设滑动层，则可大大减弱外约束。

5）还应重视合理有益作用，可采取增配构造钢筋，配筋应尽可能采用小直径、小间距，全截面含筋率控制在0.3%～0.5%之间，在混凝土表面增设金属扩张网等有效措施，有效地提高混凝土抗裂性能。

（4）由于荷载导致道路桥梁出现裂缝时，如果不对其进行处理将会降低道路桥梁的耐久性，并且在外界因素的影响下，还会影响道路桥梁的整体强度。针对该种情况，首先需要对其结构进行加固，加固的方法有锚固补充法、预应力法， 可以采用压水或是压气的方式测试处理效果，从而保证道路桥梁修补后的效果。

四、结束语

混凝土桥梁容易由温度应力、自身收缩、基础变形、外部荷载等问题发生裂缝。结合裂缝形成的具体原因，采用合理的防治对策，做好裂縫修复工作，确保混凝土桥梁结构安全，保障行车安全。

参考文献：

[1]马春江.桥梁工程施工裂缝的成因及防治对策分析[J].黑龙江交通科技，2014，（4）：125-125，127.