桥梁施工裂缝成因分析

邓敬源

【摘 要】文章结合某桥梁工程实例，通过对桥梁施工中常见裂缝进行分类及针对地基形变、荷载、温度变化、钢筋锈蚀等裂缝成因分析，采用桩基础施工技术、墩柱、台身施工技术及钢筋焊接施工技术加强施工质量控制，处理及防范施工裂缝，延长桥梁使用寿命。

【关键词】桥梁施工；裂缝；成因；措施

【中图分类号】U445.4 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2018）09-0129-03

随着交通需求量不断增长，政府加大了对道路桥梁工程的建設力度。长期以来，诸多道路桥梁施工采用的技术不成熟，质量控制不到位，导致桥梁结构经常出现裂缝与质量病害，不仅影响了人们正常出行，也缩短了桥梁结构的使用寿命。对此，控制施工裂缝与防范施工质量病害是桥梁道路工程施工质量控制的关键环节。

1 工程概述

本工程为全长达226.57 m的某大型立交桥，桥跨自东向西布置，主要由预应力混凝土空心板梁、一联预应力混凝土“T”构、预应力混凝土空心板梁几部分组成，规格分别为1×20 m+（40 m+60 m+40 m）+3×20 m。按照工程设计要求，本桥梁两侧人行道与行车道分别宽1.0 m与15 m，桥面总宽度为18 m。另外，本桥梁上部结构主跨、挂梁分别采用预应力混凝土“T”构（60 m）和装配式钢筋混凝土“T”形简支梁（20 m）布设，主跨横截面形式为分离双箱单室式。该桥建成通车后，通过承载力、裂缝及外力损伤检测，发现大桥存在结构性裂缝，需大修或加固施工处理。

2 桥梁施工裂缝类型

该桥梁工程裂缝按缝宽分为微观与宏观两种。宏观裂缝通过肉眼可观察，一般当其宽度<0.3 m或0.2 m时，宏观裂缝不会对桥梁结构产生较大危害，但需对该类裂缝事先加以控制，以防病害继续蔓延与恶化。微观裂缝在桥梁结构中经常存在，由于此类裂缝宽度一般<0.05 mm，故其无法用肉眼观察。对于此类微观裂缝而言，只要其结构荷载保持在设计标准值以下，则认定其不会对整个桥梁结构产生危害。表1数据所示为桥梁中容易产生裂缝的区域及各个结构裂缝最大允许值[1]。

3 桥梁施工裂缝表现及成因

本案例桥梁工程施工裂缝具体表现及成因见表2。

3.1 因桥梁结构地基形变产生结构性裂缝

本桥梁地基垂直方向不均匀沉降或基础水平方向位移，致使整个桥梁结构中产生的应力不断增大。当其超过桥梁混凝土结构抗拉力时，就会在桥梁中产生结构性裂缝。

3.2 受运动、静止荷载及次应力多重作用产生直接荷载裂缝

混凝土结构的桥梁工程在次应力和运动及静止作用下，会产生次应力裂缝及直接荷载裂缝。另外，在桥梁工程施工中，不了解桥梁结构预测受力特点及不加限制将材料、施工工具等堆放于构筑物中，或施工时忽视施工设计，随意更改施工流程，也会改变桥梁整个结构受力状态[2]。

3.3 因混凝土温度徐变产生水化热裂缝

混凝土具有热胀冷缩的特点，因此在桥梁混凝土结构施工中，内部会产生很大的水化热。当外部与混凝土结构内部温差较大时，就会导致混凝土结构徐变。若施工处理技术工艺不科学，则会形成温度应力，一旦其超过混凝土自身的抗拉强度，则会导致桥梁混凝土结构产生裂缝。

3.4 因钢筋锈蚀产生保护层剥离裂缝

若桥梁钢筋混凝土结构保护层不足或混凝土质量不高，二氧化碳等酸性气体就会对桥梁钢筋产生侵蚀作用，从而会降低分布于钢筋周围混凝土的碱度。与此同时，还会破坏钢筋表面包裹的氧化膜，最终使钢筋生锈。通常钢筋锈蚀后其体积会变为原来的2～4倍，由此会形成很大的膨胀应力，致使钢筋混凝土保护层剥离或开裂。此外，桥梁混凝土结构钢筋锈蚀也会减小钢筋的有效承载面积，降低整个桥梁钢筋混凝土结构的总体承载力，从而产生裂缝[3]。

4 桥梁施工裂缝防治施工

通过分析该工程桥梁常见4种施工裂缝及成因后，综合采用如下施工对策进行裂缝防治，有效控制了裂缝，从源头上防止了不同种类的施工裂缝产生，减少了施工病害，取得了明显的施工效益。

4.1 桥梁桩基础施工

（1）护筒埋设。施工时采用4～8 mm的钢板制作护筒，并在护筒上侧开1～2个溢浆孔。护筒内径要大于钻头直径100 mm；埋设护筒时，应保证桩位与护筒中心偏差≤50 mm，并保证其高度满足钻孔内泥浆面高度；在砂土中深度应>1.5 m，在黏性土中深度应>1 m。

（2）冲击成孔。冲击成孔作业前，要将足够的水与黏土加入护筒内，边冲击成孔边加黏土造浆进行护壁。在冲击成孔作业时，为了防止斜孔与桩位偏移，应使护筒中心与冲击钻相对应，偏差≤20 mm为宜。随后进行小程度密集冲击成孔，锤高度通常保持在0.4 ～0.6 m范围内即可。在此基础上，添加泥浆护壁，密实挤压孔壁。

4.2 桥梁墩柱、台身施工

（1）桥梁墩柱与台身施工前，应编制专项模板支架结构验算书与施工技术方案，上报施工监理审批。

（2）采用整体模板加强桥梁墩身线性控制，尽可能避免接缝。接缝施工时要垫橡胶条或海绵条紧固密封，安装每节模板后，应对模板平面尺寸、中心和顶面标高进行检测。

（3）砼浇筑施工时，要随时观测与记录位移情况，对桥梁墩身斜度或竖直度严格控制，一旦出现技术或质量偏差，应及时纠偏以防胀模。分层浇筑与砼振捣施工时，要每30 cm一层，连续振捣过程中，应使振捣棒深入下层5 cm。

（4）采用刚模进行桥梁支座垫石作业时，应事先测量放样。浇筑成型后，还要逐个复测，对支座垫层顶部标高平整度进行合理控制与检查，不合格时应返工处理。

4.3 桥梁钢筋焊接施工

（1）焊接每批钢筋前，应结合实际焊接施工条件确定焊接参数并选择合适的焊接技术工艺进行试焊。与此同时，要对焊接接头力学性能、外观质量进行测验与观察。试焊质量达标后正式进行焊接作业，正式焊接作业过程中，要防范严寒及雨水、大风等。

（2）采用闪光对焊、电渣压力焊、气压焊或电弧焊等方式焊接钢筋接头。

（3）电弧焊宜采用双面焊缝，当双面焊无法施焊时，应使用单面焊缝。双面焊缝和单面焊缝中的电弧焊接接头的焊缝长度分别应>5 d和10 d。与此同时，钢筋弯曲处与电弧焊接处的距离应>10 d[4]。

5 结语

综上所言，若桥梁工程施工时采用的技术方法不科学或施工质量控制不到位、施工后期养护管理不当，会导致桥梁产生结构性裂缝，缩短使用寿命，加速结构劣化与病害问题恶化。本文通过对某桥梁各个构件裂缝宽度允许值进行分析，在此基础上，结合桥梁结构经常出现的横向与纵向裂缝，针对地基形变、荷载、温度变化、钢筋锈蚀引起的桥梁裂缝，最终通过埋设护筒、冲击成孔等桩基础施工技术和墩身线形控制、砼浇筑、支座垫石施工等墩柱、台身施工技术及钢筋焊接施工技术进行裂缝处置，使该大桥的横向与纵向裂缝得到有效控制，提高了施工效益，减少了裂缝等施工病害，延长了桥梁使用寿命。

参 考 文 献

[1]寇笔锋.桥梁施工技术及裂缝成因研究[J].中国高新技术企业，2017，33（5）：149-150.

[2]陈思源.浅谈桥梁施工裂缝问题成因及应对措施[J].绿色环保建材，2017，10（5）：87.

[3]洪建云，秦平.桥梁施工技术及裂缝成因[J].交通世界，2017，36（18）：116-117.

[4]刘军，蒋姗.桥梁施工技术、裂缝成因问题分析和解决对策[J].交通世界，2017，37（24）：102-103.

[责任编辑：陈泽琦]