城市桥梁混凝土施工裂缝预防措施

关键词：城市桥梁 施工 混凝土 裂缝处理

　　随着现代桥梁工程施工工艺的飞速发展，各种管理手段的不断完善与加强，桥梁工程的内在施工质量已经有了很大的提高，外观质量已成为反映施工企业技术水平的最重要的一面，如何提高砼的外观质量减少裂缝亦成为建设单位、监理部门及施工企业要解决的重点问题。城市混凝土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。就其产生的原因，大致可划分如下几种：

　　一、桥梁混凝土裂缝常见种类

　　1 干缩裂缝

　　干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后的7 d左右。水泥浆中水分的蒸发会产生干缩，且这种收缩是不可逆的。干缩裂缝的产生主要是由于混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果，混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部变化较小，变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。相对湿度越低，水泥浆体干缩越大，干缩裂缝越易产生。

　　2 塑性收缩裂缝

　　塑性收缩是指混凝土在凝结之前，表面因失水较快而产生的收缩。塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端窄且长短不一，互不连贯状态。较短的裂缝一般长20cm～30cm，较长的裂缝可达2 m～3m，宽1 mm～5 mm。其产生的主要原因为：混凝土在终凝前几乎没有强度或强度很小，或者混凝土刚刚终凝而强度很小时，受高温或较大风力的影响，混凝土表面失水过快，造成毛细管中产生较大的负压而使混凝土体积急剧收缩，而此时混凝土的强度又无法抵抗其本身收缩，因此产生龟裂。影响混凝土塑性收缩开裂的主要因素有水灰比、混凝土的凝结时间、环境温度、风速、相对湿度等。

　　3 沉陷裂缝

　　沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致；或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致，特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。此类裂缝多为深进或贯穿性裂缝，其走向与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30o～45o角方向发展，较大的沉陷裂缝，往往有一定的错位，裂缝宽度往往与沉降量成正比关系。裂缝宽度受温度变化的影响较小。地基变形稳定之后，沉陷裂缝也基本趋于稳定。

　　4 温度裂缝

　　温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇筑后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热(当水泥用量在350 kg／m3～550 kg／m3，混凝土将释放出17500 kg／m3～27500 kg／m3的热量，从而使混凝土内部温度升达70℃左右甚至更高)。由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升，而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差，较大的温差造成内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力(实践证明当混凝土本身温差达到25℃ ～26℃时，混凝土内便会产生大致在10 MPa左右的拉应力)。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。在混凝土的施工中当温差变化较大，或者是混凝土受到寒潮的袭击等，会导致混凝土表面温度急剧下降，而产生收缩，表面收缩的混凝土受内部混凝土的约束，将产生很大的拉应力而产生裂缝，这种裂缝通常只在混凝土表面较浅的范围内产生。

　　5 龟裂缝

　　龟裂缝，即砼表面形状不规则的微细裂纹。它的产生一般是由于相对湿度低、模板的渗透性低、砼中水泥用量过大等原因造成的。侵害性裂缝是由于有害的化学反应、混凝土中的钢筋生锈等原因造成的。如混凝土骨料中的活性硅与水泥、外加剂、地下水中的碱发生膨化反应、硫酸盐与水泥水化时产生的铝酸钙反应、由于钢筋保护层不足导致氯离子侵蚀使钢筋锈蚀产生氧化铁和氢氧化物等都会因体积膨胀而使砼产生很高的局部拉应力，最终导致砼裂缝。

　　二、桥梁混凝土裂缝的施工防治措施

　　1 材料的控制

　　施工工艺是保证混凝土构件质量的关键、除施工的施工操作应严格按照施工技术规范的有关规定进行，对原材料(钢筋、水泥、砂、碎石、水等)都应进行严格的抽样检验。对混凝土配合比应进行对比试验，在高温下或雨后施工对砂、碎石应进行含水量实验，及时调整施工配合比，确保混凝土的施工质量。

　　2 温度的控制

　　改善骨料级配，采用干硬性混凝土、加添加剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；拌和混凝土时用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；规定合理的拆模时问，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度变化；施工中长期暴露的混凝土浇筑体表面或薄壁结构，在寒冷季节采用保温等措施。

　　三、 桥梁混凝土裂缝处理方法

　　1 表面修补法

　　表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和对结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。

　　通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

　　2 灌浆、嵌缝封堵法

　　灌浆法主要适用于对结构整体性有影响或有防渗要求的混凝土裂缝的修补，它是利用压力设备将胶结材料压入混凝土的裂缝中，胶结材料硬化后与混凝土形成一个整体，从而起到封堵加固的目的。常用的胶结材料有水泥浆、环氧树脂、甲基丙烯酸酯、聚氨酯等化学材料。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或剐性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆。

　　3 结构加固法

　　当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采取加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

　　4 混凝土置换法

　　混凝土置换法是处理严重损坏混凝土的一种有效方法，此方法是先将损坏的混凝土剔除，然后再置换入新的混凝土或其他材料。常用的置换材料有普通混凝土或水泥砂浆、聚合物或改性聚合物混凝土或砂浆。

　　四、 结束语

　　综上所述，混凝土桥梁发生裂缝的主要原因有以上几种，如何采取一定的设计和施工措施来克服和控制大的裂缝产生，是每一个工程技术人员应该遵循的原则。因此，严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理，是保证结构安全耐用的前提和基础。在运营管理过程中，进一步加强巡查和管理，及时发现和处理问题。

　　参考文献

　　[1]北京市市政工程局．市政工程施工手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，2004．

　　[2]GB 50010．2006，混凝土结构设计规范[S]．

　　[3]GB 50204—2006，混凝土结构工程施工质量验收规范[S]．