桥梁混凝土裂缝的施工控制技术

颜建敏

摘要：本文分析了桥梁混凝土裂缝的类型及产生的原因，提出了具体的施工控制措施和处理措施，供大家参考。

关键词：桥梁；混凝土裂缝；成因；预防措施

1 前言

桥梁混凝土结构工程的裂缝是一个带有酱遍性且被工程界很为关注的问题。桥梁混凝土结构裂缝的成因复杂而繁多，甚至多种因素相互影响，但每一条裂缝均有其产生的一种或几种主要原因。以下分析了桥梁混凝土裂缝的种类，产生的原因及相应的处理措施。

2 裂缝的类型及产生的原因

2.1 从受力的角度划分

可将裂缝分为结构型裂缝和非结构型裂缝。结构型裂缝主要是由受力引起的，如各种结构在主要荷载作用下，抗拉、抗震强度不足，预应力结构在张拉，温度收缩引起的次应力，连续基础不均匀沉降以及温度应力等。这类裂缝基本上是不允许出现的。非结构型裂缝是非受力因素引起的，如施工不当、气候影响等，对这类裂缝．则视承载力的类型和结构的型式，对结构的宽度有所限制，裂缝超过0.15mm者必须处理。

2.2 从裂缝的成因划分

可将裂缝分为温度引起的裂缝、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。

温度变化引起的裂缝混凝土具有热胀冷缩性质，当外部环境或结构内部温度发生变化时．混凝土将发生变形，一旦变形受阻，则会在结构内产生拉应力，当拉应力超过混凝土抗拉强度时，即产生温度裂缝。在某些大跨径桥梁中。温度应力可以达到甚至超出活载应力。

收缩引起的裂缝。收缩裂缝是混凝土因收缩而发生的体积变化，它主要包括塑性收缩裂缝和干缩裂缝。塑性收缩裂缝主要发生在初凝开始，进行养护之前．此时水泥水化反应剧烈，会出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩。收缩时，表层受到深层混凝土以及模板、钢筋的制约，使由软变硬中的塑态混凝土产生拉应力，从而形成微裂缝。而干缩裂缝则多发生在混凝土硬化前后．此时混凝土表层水分散发快，内部散发慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩。表面收缩变形受到内部混凝土的约束．致使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，就会产生收缩裂缝。

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，结构开裂。

钢筋锈蚀引起的裂。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。钢筋中铁离子与侵入到混凝土中的氧气和水分发生锈蚀反应，其锈蚀物氢氧化铁体积比原来增长约2-4倍，从而对周围混凝土产生膨胀应力，导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。由于锈蚀，使得钢筋有效断面面积减小，钢筋与混凝土握裹力削弱．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。

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，内部水分冻结，体积膨胀9％，使混凝土因膨胀而产生拉应力导致裂缝出现。冬季施工时，对预应力孔道灌浆后若不采取保温措施，也可能发生沿管道方向的冻胀裂缝。温度低于0℃和混凝土吸水饱和，是发生冻胀破坏的必要条件。另外，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；养护不足使混凝土早期受冻等，均可能导致混凝土冻胀裂缝。

施工材料质量引起的裂缝。由于施工中配置混凝土所用材料不合格，可能导致结构出现裂缝。因此．在材料选择时应做到：优选材质，提高混凝土的抗拉性能；应用微膨胀外加剂，改善混凝土的收缩性能；选用有效的缓凝高效碱水剂和粉煤灰．提高大体积混凝土的和易性，减少水化、配合比设计时最大限度地增加粗骨料用量，减小水泥用量。

施工裂缝。施工裂缝比较普遍．上述几种裂缝中实际上都包含有施工因素，除此之外．在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装、吊装、预应力张拉、管道抽拔、现浇桥面及支座安装等过程中，若施工工艺不合理．都将导致混凝土构件开裂。

3 裂缝防治措施

混凝土裂缝一般是由于混凝土内部应力和外部荷载以及温差、干缩等多方面因素作用下形成的。对桥梁结构，一般裂缝宽度超过0．1mm．就会影响结构构件的耐久性、安全性，因而在设计和施工中宜采取可行、合理的措施对裂缝进行有效控制。这主要应把握好以下几方面内容：

设计上应尽量避免软土地基上采用超静定结构，对大型桥梁应加强钻探。防止出现软弱下卧层。在施工上要加强基础夯实，做好模板、支架及各支撑处基础和地基处理，防止产生沉降裂缝。

在桥梁结构中．墩台、台基桩等水下结构，反复冻融会导致结构疏松引起微裂缝．是比较容易出现裂缝的部位之一。在施工时，混凝土应尽可能一次浇筑．不设施工缝，同时应根据需要对构件进行冻融循环试验并做抗冻强度验算。

墩身部位容易出现不规则纵向裂缝，且在阳光直射面较多的阳面。墩身易出现网状裂纹。可采取减少水泥用量、降低混凝土的入模温度和降低水泥水化热的温度、加快浇筑混凝土的散热等方法来加以预防。

混凝土桥面、宽体桥台都容易出现温度裂缝，由于温度裂缝属于活裂缝．其裂缝宽度随环境温度的变化而变化。这类裂缝不宜修补，应以预防为主。在设计上应尽量限制连续浇筑长度，增加防收缩钢筋；在施工中要分段浇筑．并同时采取一些其他措施尽可能地减小混凝土的收缩量。

进行预应力施工时．后张法采用抽拔管道成孔时，要严格控制抽拔时间．不宜太早，否则会使管壁拉裂，导致灌浆时串孔。先张梁板施工时．要防止成孔胶囊上浮，削弱上部端面过多，在反拱作用下引起板的表面裂缝。

加强混凝土的振捣和养护，控制混凝土浇筑速度。比如在混凝土初凝前进行二次浇捣，可有效消除因塑性沉降引起的内分层，改善骨料的界面结构，提高混凝土的强度和抗裂能力。此外，因混凝土是一种水硬性材料，养护阶段又离不开水，如采用“蓄水法”养护，不仅能满足强度增长需要，而且对温度控制也十分有利。

4 混凝土裂缝的处理措施

4.1 表面处理法

包括表面涂抹和表面贴补法，表面涂抹法适用范围是浆材难以灌人的细而浅的裂缝、深度未达到钢筋表面的发丝裂缝、不漏水的裂缝、不伸缩的裂缝以及不在活动的裂缝。表面贴补(木工膜或其他防水片)法适用于大面积漏水(蜂窝麻面等或不易确定具体漏水位置、变形缝)的防渗堵漏。

4.2 填充法

用修补材料直接填充裂缝，一般用来修补较宽的裂缝(0.3mm)，作业简单，费用低。宽度小于0.3mm，深度较浅的裂缝、以及小规模裂缝的简易处理可采取开V型槽，然后作填充处理。

4.3 灌浆法

此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。

4.4 结构补强法

因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致混凝土耐久性降低、火灾造成裂缝等影响结构强度时，可采取结构补强法、锚固补强法、预应力法等处理措施。

结束语

裂缝是混凝土结构中普遍存在的一种现象。它的出现不仅会降低结构物的抗渗能力，影响结构物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响桥梁的承载能力，因此要对混凝土裂缝进行认真研究、区别对待．采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。