桥梁混凝土施工裂缝控制

摘 要：在桥梁混凝土施工过程中，总是有一些因素影响着混凝土的施工质量，产生裂缝。本文根据笔者多年的路桥施工经验，对混凝土裂缝的产生原因进行分析，并提出预防措施，保障工程质量。

关键词：桥梁工程；混凝土裂缝；防治措施

中图分类号：TU37文献标识码： A 文章编号：

一、裂缝产生的原因及防治措施

施工前应详细了解设计意图，并做好施工技术交底工作，加强施工管理。施工时，不加限制的堆放施工机具、材料；不了解预制结构的受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装；不按设计图纸施工，擅自更改结构施工顺序，改变结构受力模式。

外界温度影响。桥面板、主梁或桥墩侧面受太阳爆晒后，温度明显应力较大，出现裂缝。同样当然大雨、冷空气侵袭、日落等可导致结构外表面温度突然下降，但因内部温度变化相对较慢而产生温度裂缝。

在日照和骤然降温内力计算时可采用设计规范或参考实桥资料进行，混凝土模量不考虑折减。同时在施工时应根据气候情况选择合适的拆模时间，并做好覆盖等养护工作，减小外界温度变化对混凝土表面温度的影响。

水泥水化热影响。大体积混凝土浇筑之后，由于水泥水化放热，致使内部温度很高，内外温差太大，致使混凝土表面出现裂缝。

施工中应根据实际情况，尽量选择水化热低的水泥，限制水泥单位用量，降低骨料温度，降低温凝土内外温差，必要时可采用循环冷却系统进行内部散热，或采用薄层连续浇筑以加快散热。

二、各种裂缝产生的原因

（一）收缩引起的裂缝

在工程施工中，混凝土的收缩裂缝是最常见的。

1、在施工过程中，混凝土浇筑后4-5小时左右，此时水泥水化反应激烈，分子链逐渐形成，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，因此时混凝土尚未硬化，称为塑性收缩。塑性收缩产生的量级很大，可达1%左右。在骨料下沉过程中若受到钢筋阻挡，便形成沿钢筋方向的裂缝。在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交界处，因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。

为减小混凝土塑性收缩，施工时应控制水灰比，掺外加剂要选用保水性较好的，同时避免过长时间搅拌。浇筑时下料不宜太快，振捣要密实，切忌过振或漏振。竖向变截面处宜分层浇筑。

2、混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，混凝土逐步降低，混凝土体积缩小，称为干缩。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，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，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。如配筋率较大的构件，钢筋对混凝土收缩的约束比较明显，混凝土表面容易出现龟裂裂纹。

混凝土浇筑完成后，应做好养护工作，采取覆盖、洒水保湿等养护方式。良好的养护可加速混凝土的水化反应，获得较高的混凝土强度，减少干缩裂缝的发生。养护时保持湿度越高、气温越低、养护时间越长，则混凝土收缩越小。

地基基础变形引起的裂缝。

由于地基竖向不均匀沉降或水平方向位移，使桥梁混凝土结构中产生附加应力，当超出混凝土结构的抗拉能力时，导致结构开裂。

施工前应认真查看地质资料，并与现场实际情况比较，若相差较大，应上报监理及设计进行方案的变更或对地基进行加固处理。

（二）钢筋锈蚀引起的裂缝

由于桥梁结构混凝土质量较差或保护层厚度不足，混凝土保护受二氧化碳侵蚀炭化至钢筋表面，使钢筋周围混凝土碱度降低，或由于氯化物介入，钢筋周围氯化物离子含量较高，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化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，沿钢筋产生纵向裂缝，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，并将诱发其它形式的裂缝，加剧钢筋锈蚀，导致结构破坏。

要防止钢筋锈蚀，设计时应根据规范要求控制裂缝宽度，采用足够的保护层厚度（当然保护层亦不能太厚，否则构件有效高度减小，受力时将加大裂缝宽度）；施工时应控制好混凝土的水灰比，加强振捣，保证混凝土的密实性，防止氧化侵入，同时严格控制含氯盐的外加剂用量，沿海地区或其它存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应慎重。（三）冻胀引起裂缝

大气气温低于零度时，吸水饱和的混凝土出现冰冻，游离的水转变成冰，体积膨胀9%，因而混凝土产生膨胀应力；同时混凝土凝胶孔中的过冷水（结冰温度在-7度以下）在微观结构中迁移和重分布引起渗透压；使混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，并导致裂缝出现。尤其是混凝土出凝时受冻最严重，成龄后混凝土强度损失可达30%-50%。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。

温度低于零度和混凝土吸水饱和是发生冻帐破坏的必要条件。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，养护不利使混凝土早期受冻等，均可能导致混凝土冻胀裂缝。冬季施工时，采用电气加热法、暖棚法、地下蓄热法、蒸气加热法养护，以及在混凝土拌和水中掺入防冻剂（但氯盐不宜使用），可保证混凝土在低温或负温条件下硬化，防止冻胀开裂。

（四）混凝土原材料质量引起的裂缝

配制混凝土所采用的材料质量直接影响混凝土的质量,若原材料不合格,可能导致结构出现裂缝.

1、水泥

水泥安全性不合格,水泥中游离的氧化钙含量超标,氧化钙在凝结过程中水化很慢,在水泥混凝土凝结后仍然继续起水化作用,可破坏已硬化的水泥石,使混凝土抗拉强度下降.

水泥出厂时强度不足,水泥受潮或过期,可能使混凝土强度不足,从而导致混凝土开裂。

当水泥含碱量较高(例如超过0.6%),同时又使用含碱活性的骨料,可能导致碱骨料反应。

2、砂、石骨料

砂石的粒径太小、级配不良、空隙率大将导致水泥和拌和水用量加大，影响混凝土的强度，使混凝土收缩加大，如果使用超过规定的特细砂，后果更严重。砂石中云母的含量较高将削弱水泥与骨料的粘结力，降低混凝土强度。砂石中含泥量高，不仅将造成水泥和拌和用水量加大，而且还降低混凝土强度和抗冻性、抗渗性。砂石中有机质和轻物质过多，将延缓水泥的硬化过程，降低混凝土强度，特别是早期强度。砂石中硫化物可与水泥中的铝酸二钙发生化学反应，体积膨胀2.5倍。

碱骨料反应，此反应裂缝的形状及分布与钢筋限制有关，当限制力小时，常出现地图状裂缝，并在缝中有白色或透明的侵出物；当限制力强时，则出现顺筋裂缝。

在工程实践中必须对骨料进行碱活性检验，采用对工程无害的材料，同时使用含碱量低的水泥品种。

3、拌和水及外加剂

拌和水或外加剂氯化物等杂质含量较高时，对钢筋锈蚀有较高的影响。采用海水或含碱泉水拌制混凝土，或采用含碱的外加剂，可能会造成碱集料反应。

所以施工中对混凝土原材料的质量应严格控制，不合格的材料坚决不能使用。

（五）施工工艺质量引起的裂缝

在砼结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装过程中，若施工工艺不合理，施工质量低劣、容易发生纵向的、横向的、斜向的、竖向的、水平的、表面的、深进的和贯穿的各种裂缝，特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位和走向、裂缝宽度因产生的原因而民，比较典型常见的有：

1、砼保护层过厚，或乱踩已绑扎的上层钢筋，使承受负弯矩的受力筋保护层加厚，导致构件的有效高度减小，形成与受力钢筋垂直方向的裂缝。

2、砼振捣不密实、不均匀，出现蜂窝、麻面、空洞，导致钢筋锈蚀或其它荷载裂缝的起源点。

3、砼浇筑过快，砼流动性较低，在硬化前因砼沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇筑数小时后发裂缝。

4、砼搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，引起砼坍落实过低，使得在砼结构上出现不规则的收缩裂缝。

5、砼初期养护时急剧干燥，使得砼与大气接触的表面上出现不规则的收缩裂缝。

6、用泵送砼施工时，为保证砼的流动性，增加水和水泥用量，或因其它原因加大了水来比，导致砼凝结硬化时收缩量增加，使得砼结构上出现不规则裂缝。

7、砼分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧砼和施工缝之间出现裂缝。如砼分层浇筑时，后浇砼因停电、下雨等原因未能在前浇砼初凝前浇筑，引起层面之间的水平裂缝；采用分段现浇时，先浇砼接触面凿毛、清洗不好，新旧砼之间粘结力小，或后浇砼养护不到位，导致砼收缩而引起裂缝。

8、砼早期受冻，使构件表面出现裂纹，或局部剥落，或脱模后出现空鼓现象。

9、施工时模板刚度不足，在浇筑砼时由于侧向压力的作用使得模板变形，产生与模板变形一致的裂缝。

10、施工时拆模过早，砼强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。

11、施工前对支架压实不足或支架刚度不足，浇浇砼后支架不均匀下沉，导致砼出现裂缝。

装配式结构。在构件运输、堆放时，支承垫木不在一条垂直线上，或悬臂过长，或运输过程中剧烈颠撞，吊装时吊点位置不当，T梁等侧向刚度较小的构件，侧向无可靠的加固措施等，均可能产生裂缝。

12、安装顺序不正确，对产生的后果认识不足，导致产生裂缝。如钢筋砼连续梁满堂支架现浇施工时，钢筋砼墙式护栏若与主梁同时浇筑，拆架后墙式护栏往往产生裂缝；拆架后再浇筑护栏，则裂缝不易出现。

13、施工质量控制差。任意套用砼配合比，水、砂石、水泥材料计量不准，结果造成砼强度不足和其他性能和易性、密实度）下降，导致结构开裂。

三、结束语

一座桥梁从建成到使用，牵涉到设计、施工、监理、运营管理等各个方面，设计疏漏、施工控制不严、监理不力均可能使混凝土桥梁产生病害。因此在施工前，施工单位应认真查阅图纸，并在施工过程中与现场情况认真核对，发现有不一致或异议的地方及时报请监理和设计单位，进行现场察看和变更设计。同时施工中对原材料和施工工艺必须严格控制，把好每道关，在出现质量问题后，要积极分析和采取措施，消除病害。

严格按照国家有关规范、技术标准进行设计、施工和监理，是保证桥梁结构安全耐用的前提和基础。只有各方严格把好每道关，桥梁的质量和使用寿命才会得到保证。