李銳

摘要：經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅速發(fā)展推動(dòng)了公路橋梁建設(shè)。然而，在公路橋梁施工中，由于多方面因素的影響，混凝土常常會(huì)出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，給工程建設(shè)帶了嚴(yán)重的不利影響，必須采取相應(yīng)的策略防治。

關(guān)鍵詞：公路橋梁; 混凝土裂縫; 原因; 處理措施

中圖分類號(hào)：YU997文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

一、公路橋梁施工混凝土裂縫的成因分析

1、由溫度變化引起的混凝土裂縫

溫度變化是混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因。同其它物體一樣，混凝土也有熱脹冷縮的性質(zhì)。在公路橋梁施工過程中，混凝土外部結(jié)構(gòu)或者內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度發(fā)生變化的時(shí)候，都會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生變形。特別是大體積混凝土澆筑時(shí)，對(duì)水化計(jì)算不準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)混凝土降溫及保溫工作不到位，引起混凝土溫度過高或內(nèi)外溫差過大，產(chǎn)生裂縫。當(dāng)結(jié)構(gòu)變形受到相應(yīng)的約束的時(shí)候，在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。混凝土的抗拉強(qiáng)度是有限的，如果產(chǎn)生的應(yīng)力超過結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度，就會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，由溫度引起的裂縫即是人們常說的溫度裂縫。

2、由荷載變化引起的混凝土裂縫

公路橋梁往往會(huì)受到來自多方面的荷載，包括動(dòng)力荷載、靜力荷載、次應(yīng)力等等，當(dāng)荷載超過公路橋梁的承受能力，或者頻繁受到荷載的影響，久而久之，便會(huì)出現(xiàn)裂縫。根據(jù)引起裂縫的荷載種類的不同，又可以將荷載分為彎曲裂縫、扭曲裂縫、剪切裂縫、局部應(yīng)力裂縫，并且種類不同的荷載，其表現(xiàn)出的特點(diǎn)也不盡相同。由荷載變化引起的裂縫多發(fā)生在受拉地方、剪應(yīng)力較大地方、振動(dòng)嚴(yán)重地方。

3、由凍脹原因引起的混凝土裂縫

如果氣溫在零度以下，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水往往會(huì)出現(xiàn)冰凍現(xiàn)象，當(dāng)處于游離狀態(tài)的水轉(zhuǎn)化成為固態(tài)冰的時(shí)候，體積會(huì)發(fā)生膨脹，這時(shí)候，在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部就會(huì)出現(xiàn)膨脹應(yīng)力。同時(shí)，在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部還會(huì)出現(xiàn)滲透壓情況，使膨脹應(yīng)力繼續(xù)增大，降低了混凝土的強(qiáng)度，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。尤其是在混凝土的初凝階段，冰凍往往會(huì)造成更為嚴(yán)重的后果。所以，為了避免凍脹導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，在溫度較低情況下進(jìn)行施工的時(shí)候，必須采取相應(yīng)的保溫措施，保證混凝土結(jié)構(gòu)表面的溫度不低于五攝氏度。

4、由材料質(zhì)量引起的混凝土裂縫

混凝土主要由水泥、骨料、砂等組成，如果所使用的材料質(zhì)量不合格，將會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。例如，砂石的粒徑不符合要求，過大或者過小，配率不良，材料出現(xiàn)較大的空隙率，都會(huì)加大水泥和水的用量，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度帶來不利影響，增大混凝土結(jié)構(gòu)的收縮性。同時(shí)，在所使用的砂石當(dāng)中，如果礦物質(zhì)的含量過高，往往會(huì)降低水泥和骨料的粘結(jié)力，使混凝土的強(qiáng)度得以降低。如果砂石當(dāng)中的泥含量較高，往往會(huì)增加水泥和水的使用量，這樣會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度、抗凍性、抗?jié)B性。如果砂石中有機(jī)質(zhì)或者輕物質(zhì)的含量過大，往往會(huì)使得水泥硬化的過程延長，降低了混凝土的強(qiáng)度，容易導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

5、設(shè)計(jì)原因

由于個(gè)別設(shè)計(jì)單位專業(yè)設(shè)計(jì)能力不強(qiáng)，沒有充分考慮自然環(huán)境等因素以及缺乏設(shè)計(jì)的規(guī)范性，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。比如由于個(gè)別設(shè)計(jì)單位對(duì)工程實(shí)際情況了解不深、掌握不透，導(dǎo)致設(shè)計(jì)出現(xiàn)漏洞，未對(duì)鋼筋張拉力進(jìn)行充分考慮和合理設(shè)計(jì)，導(dǎo)致鋼筋受力不符合實(shí)際需要，極易造成“反拱”而導(dǎo)致混凝土裂縫。

6、養(yǎng)護(hù)不到位

由于在混凝土養(yǎng)護(hù)過程中，一些施工企業(yè)不能夠按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，對(duì)于防止混凝土裂縫的措施和技術(shù)應(yīng)用不足，而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)不同程度的裂縫問題。特別是在冬季，由于混凝土要添加一些添加劑，在添加劑的影響下，混凝土?xí)霈F(xiàn)內(nèi)部溫度遠(yuǎn)高于外界溫度的問題，最高時(shí)內(nèi)部溫度會(huì)達(dá)到70攝氏度左右，因而會(huì)造成混凝土出現(xiàn)裂縫。

7、施工不規(guī)范

施工不規(guī)范是造成混凝土裂縫的重要原因。由于混凝土在攪拌、運(yùn)輸以及澆筑過程中，對(duì)施工質(zhì)量要求和控制不夠嚴(yán)格和到位，極易造成混凝土裂縫。比如施工現(xiàn)場(chǎng)澆筑混凝土?xí)r，插入不當(dāng)、漏振、過振或振搗棒抽撤過快，均會(huì)影響混凝土的密實(shí)性和均勻性，誘導(dǎo)裂縫的產(chǎn)生。高空澆筑混凝土，風(fēng)速過大、烈日暴曬，混凝土收縮值大。對(duì)大體積混凝土工程，缺少兩次抹面，易產(chǎn)生表面收縮裂縫。過早拆除模板就會(huì)導(dǎo)致漏漿及混凝土強(qiáng)度不足，進(jìn)而造成混凝土裂縫。梁板施工時(shí)現(xiàn)場(chǎng)預(yù)應(yīng)力張拉不當(dāng)（超張、偏心），引起張拉裂縫；混凝土分段或分層澆筑時(shí)接頭部位處理不好，易在新舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫；混凝土施工完成后現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)措施不到位，早期脫水，引起收縮裂縫。由于鋼筋表面污染、支撐下沉、混凝土遭到外力破壞等都能夠引進(jìn)混凝土裂縫。

8、其他原因

施工作業(yè)時(shí)氣候環(huán)境變化的影響，會(huì)導(dǎo)致混凝土散失水分過快或混凝土溫度變化過快使收縮過大，引起表面混凝土干縮裂縫。橋梁完工后由于外在環(huán)境發(fā)生變化也會(huì)造成裂縫。如構(gòu)筑物基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻沉降；周圍環(huán)境影響（酸、堿、鹽對(duì)構(gòu)筑物的侵蝕），引起裂縫；意外事件（火災(zāi)、輕微地震、外力沖撞）引起裂縫。

二、混凝土裂縫的防治措施

1、優(yōu)選材料

1.1 水 泥

在選用水泥品種時(shí)應(yīng)兼顧水泥水化熱和收縮作用，應(yīng)盡量選用低水化熱、低收縮的水泥，由于水泥礦物內(nèi)發(fā)熱速率最快且發(fā)熱量最大的是鋁酸三鈣，并且水泥越細(xì)則其發(fā)熱速率越快，但其不影響最終發(fā)熱量，因此在選用水泥時(shí)應(yīng)盡量選用礦渣硅酸鹽水泥和火山灰水泥，同時(shí)應(yīng)充分利用其后期強(qiáng)度以減少水泥用量，由于橋梁混凝固尤其是大體積混凝土施工工期較長，施工后不可能在28d內(nèi)施加荷載，因此可將混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的齡期適當(dāng)延長，即充分利用其后期強(qiáng)度。

1.2 骨 料

橋梁混凝土所采用的粗骨料應(yīng)采用連續(xù)級(jí)配、粒徑良好、低彈性模量的骨料，細(xì)骨料應(yīng)控制其細(xì)度模數(shù)在2.7～3.1范圍內(nèi)，且應(yīng)控制其含泥量最低，砂率最佳值為0.33，以免因砂率過高形成粗骨料多、細(xì)骨料少而增加收縮，宜導(dǎo)致開裂，同時(shí)應(yīng)盡量降低砂石的吸水率以利于降低收縮。

1.3 粉煤灰

在混凝土內(nèi)摻加粉煤灰可減少水泥用量即水泥水化熱量，并可改善混凝土和易性，利于增加其密實(shí)度，提高抗?jié)B能力，并可降低混凝土的最終收縮值，混凝土內(nèi)的粉煤灰主要起物理填充作用并可增強(qiáng)粉末效應(yīng)，因此可增強(qiáng)密實(shí)度及減少沁水和離析現(xiàn)象，同時(shí)其尚可延緩水化熱峰值出現(xiàn)時(shí)間及降低溫度峰值。

1.4外加劑

在混凝土內(nèi)摻加適量減水劑可改善混凝土的和易性，并可降低水灰比以減少水泥用量；摻加緩凝劑可延緩混凝土放熱峰值出現(xiàn)時(shí)間而利于減少裂縫出現(xiàn)的概率；摻加膨脹劑來代替水泥并使混凝土產(chǎn)生適度膨脹，適度膨脹可抵消混凝土內(nèi)部分拉應(yīng)力而減少裂縫生成的可能性。

2、施工控制

2.1降低水灰比 適當(dāng)降低混凝土水灰比可在一定程度上降低混凝土坍落度，當(dāng)前市場(chǎng)上采用的混凝土坍落度超過規(guī)范要求，因此可適當(dāng)降低水灰比以減少振搗過程中混凝土表面產(chǎn)生的浮漿；

2.2拌和 拌和過程中應(yīng)確保劑量準(zhǔn)確，并應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土的出倉坍落度，同時(shí)應(yīng)嚴(yán)控混凝土的出機(jī)溫度和入模溫度；

2.3通水冷卻 澆筑前則預(yù)先埋設(shè)好冷卻水管，澆筑完畢初期則通水對(duì)混凝土進(jìn)行循環(huán)冷卻以降低溫度峰值，但應(yīng)控制通水時(shí)間以免溫降幅度過大而產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力引起裂縫的生成；

2.4澆筑、振搗 混凝土澆筑應(yīng)盡量采用分段、分層澆筑，并應(yīng)控制上下層混凝土澆筑的時(shí)間間隔以保證緊密結(jié)合，澆筑時(shí)間應(yīng)盡量避開太陽輻射較強(qiáng)的時(shí)段，澆筑后的混凝土振搗效果應(yīng)保證密實(shí)、均勻一致，最終以表面泛漿為宜，澆筑完畢后應(yīng)及時(shí)將表面壓實(shí)、抹平以防表面裂縫生成；

2.5砂漿層處理 澆筑后的混凝土受初凝時(shí)間、氣候及溫度等條件影響而宜在某些部位出現(xiàn)一定厚度的水泥砂漿層，對(duì)該砂漿層處理可采取灑干凈石子，之后用木抹子搓平使石子與砂漿層形成細(xì)石混凝土，并對(duì)其進(jìn)行二次抹壓以消除裂縫，即在混凝土初凝和終凝時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行二次抹壓以減少收縮和裂縫的生成。

3、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)

澆筑后的混凝土養(yǎng)護(hù)不當(dāng)也是裂縫成因之一，尤其是摻加緩凝劑的混凝土養(yǎng)護(hù)更為重要，混凝土澆筑并終凝完成后應(yīng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，一般可采取覆蓋麻袋或草袋后灑水的措施，而對(duì)于分多次澆筑的箱梁等構(gòu)件，因在頂板未澆筑前而對(duì)腹板及底板養(yǎng)護(hù)則只能采取直接淋水，若在高溫季節(jié)施工則淋水的時(shí)間間隔控制尤為重要；寒冷季節(jié)施工則應(yīng)采取保溫措施以防混凝土發(fā)生凍害，良好的保溫可防止表面裂縫生成并可延長散熱時(shí)間，利于混凝土強(qiáng)度和材料松弛特性的發(fā)揮，濕養(yǎng)則可保持在水泥硬化階段提供濕潤條件防止混凝土表面因脫水而生成干縮裂縫。

4、細(xì)化前期工作，改善設(shè)計(jì)方法

建筑工程項(xiàng)目前期的地質(zhì)勘查、鉆探勘測(cè)以及圖紙?jiān)O(shè)計(jì)是整個(gè)建筑工程項(xiàng)目的基石。地質(zhì)勘查單位應(yīng)秉著認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度向設(shè)計(jì)單位和建設(shè)單位提供勘察報(bào)告和勘測(cè)數(shù)據(jù)，做到一絲不茍。設(shè)計(jì)單位則應(yīng)在建筑工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該汲取經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，認(rèn)真分析以往工程項(xiàng)目建設(shè)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)情況，不再拘泥于書面上的設(shè)計(jì)規(guī)范，而是結(jié)合實(shí)際在保證工程結(jié)構(gòu)安全的同時(shí)減少混凝土樓板裂縫出現(xiàn)概率。

三、橋梁混凝土裂縫的處理方法

1、表面封閉法

1.1表面封閉法是最簡單和最普通的裂縫修補(bǔ)方法，對(duì)寬度較小的裂縫通過密封來防止水汽、空氣、化學(xué)物質(zhì)的侵入。

1.2封閉前應(yīng)對(duì)裂縫表面進(jìn)行處理，用鋼絲刷等工具清除裂縫表面的灰塵、浮渣及松散層等污物，然后再用酒精等有機(jī)溶劑沿裂縫兩側(cè)擦洗并保持干凈。

1.3裂縫處理好后，先在裂縫兩側(cè)涂一層環(huán)氧樹脂，然后抹一層薄的環(huán)氧樹脂膠泥，表面刮半整，保證密閉。

2、灌漿法

2.1對(duì)于較寬裂縫應(yīng)進(jìn)行壓力灌漿處理。灌漿處理一般采用環(huán)氧樹脂進(jìn)行灌漿。

2.2對(duì)裂縫表面進(jìn)行處理，沿裂縫用鋼釬鑿成“V”型槽或“U”型槽，槽寬與槽深可根據(jù)裂縫深度和有利于封閉米確定。鑿縫時(shí)先沿裂縫打開，再向兩側(cè)加寬，鑿?fù)旰笥娩摻z刷和氣泵將混凝十碎屑、粉塵清除干凈。

2.3埋設(shè)灌漿嘴的間距可根據(jù)裂縫的深度確定，埋設(shè)時(shí)先將灌漿嘴用環(huán)氧樹脂膠泥粘貼往預(yù)定的位置上。

2.4裂縫封閉后，待密封膠泥達(dá)到一定強(qiáng)度后應(yīng)進(jìn)行壓力試漏，檢查密封效果。

2.5灌漿機(jī)具、器具在灌漿前應(yīng)進(jìn)行檢查，運(yùn)行正常方可使用。灌漿結(jié)束后立即拆除管道并用丙酮沖洗管道和設(shè)備。

2.6灌漿結(jié)束后用環(huán)氧樹脂膠泥將灌漿處抹平，最后對(duì)每一道裂縫表面刷環(huán)氧樹脂水泥漿，確保封閉嚴(yán)實(shí)，并使其顏色與橋梁混凝土盡量保持一致。

開槽法修補(bǔ)裂縫法

該法適合于修補(bǔ)較寬裂縫大于0.5mm，采用環(huán)氧樹脂：10，聚硫橡膠：3，水泥：12.5，砂：28。首先用人工將曬干篩后的砂、水泥按比例配好攪拌均勻后，將環(huán)氧樹脂聚硫橡膠也按配比拌勻。然后摻入已拌好的砂、水泥當(dāng)中，再用人工繼續(xù)攪拌。最后用少量的丙酮將已拌好的砂漿稀釋到適中稠度（約0.4斤丙酮就可以了）。及時(shí)將已拌好的改性環(huán)氧樹脂砂漿用橡膠桶裝到已鑿好洗凈吹干后的混凝土鑿槽內(nèi)進(jìn)行嵌入。從砂漿開始拌和到嵌入混凝土縫內(nèi)，一組砂漿的整個(gè)施工過程需要30分鐘左右完成。嵌入后的砂漿養(yǎng)護(hù)即砂漿嵌入縫槽內(nèi)處理好后兩小時(shí)以內(nèi)及時(shí)用毛氈、麻袋將聚硫橡膠改性環(huán)氧樹脂砂漿進(jìn)行覆蓋，待完全初凝后，開始用水養(yǎng)護(hù)。

四、結(jié)束語

總之，在道路橋梁工程施工的過程中，混凝土作為一種重要的、必不可少的施工材料，因而，我們一定要控制好混凝土的裂縫問題，對(duì)于道路橋梁施工中混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，采取合理、有效地解決應(yīng)對(duì)措施來預(yù)防混凝土裂縫的出現(xiàn)，只有這樣，才能保證道路橋梁工程的施工質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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