谈谈桥梁混凝土裂缝的防治技术

【摘要】为了进一步加强对混凝土桥梁裂缝的认识，尽量避免工程中出现危害较大的裂缝，本文阐述了桥梁工程中混凝土裂缝产生的种类及原因，提出了预防与治理措施。

【关键词】混凝土桥梁裂缝原因预防治理

一、混凝土裂缝形成的原因

1、温度变化引起的裂缝

由于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，混凝土将发生变形，若变形遭到约束，则在结构内将产生应力， 当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。温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。引起温度变化的主要因素有：年温差、日照、骤然降温、水化热、蒸汽养护或冬季施工措施不当等。

2、荷载引起的裂缝

混凝土桥梁在静、动荷载及次应力下产生的裂缝称荷载裂缝，主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指外荷载引起的直接应力产生的裂缝；次应力裂缝是指由外倚载引起的次生应产生裂缝。

3、混凝土收缩引起的裂缝

在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。在混凝土收缩种类中，塑性收缩和缩水收缩(干缩)是发生混凝土体积变形的主要原因，另外还有自生收缩和炭化收缩。研究表明，影响混凝土收缩裂缝的主要囚素有：水泥品种、标号及用量，骨料品种，水灰质量比，外掺剂，养护方法，外界环境，振捣方式及时间。

4、地基变形引起的裂缝

由于基础竖向不均匀沉降或水平方向位移，就会引起桥梁各部位构件的约束变形，使结构中产生附加应力，当此应力超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂，就会在构件的薄弱部位产生沉降裂缝。

5、施工材料质量引起的裂缝

混凝土原材料质量引起的裂缝混凝土主要由水泥、砂、骨科、拌合用水及外加剂等组成，配置混凝土时所采用的材不合格，可能导致结构出现裂缝。水泥质量不合格、受潮或过期会造成混凝土强度不够，并导致开裂。砂石骨科粒径太小、级配不良、空隙率大，会造成水泥和用水量加大，从而影响混凝土的强度，使之收缩加大，如果使用超出规定的特细砂，后果更严重。 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。

6、施工工艺质量引起的裂缝

在混凝土结构浇筑、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，容易产生纵向的、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异，比较典型常见的有：

（1）混凝土振捣不密实、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。

（2）混凝土浇筑过快，混凝土流动性较低，在硬化前因混凝土沉实不足，硬化后沉实过大，容易在浇筑数小时后发生裂缝，既塑性收缩裂缝。

（3）混凝土搅拌、运输时间过长，使水分蒸发过多，引起混凝土塌落度过低，使得在混凝土体积上出现不规则的收缩裂缝。

（4）混凝土初期养护时急剧干燥， 使得混凝土与大气接触的表面上出现不规则的 收缩裂缝。

（5）混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝。

（6）施工时拆模过早，混凝土强度不足，使得构件在自重或施工荷载作用下产生裂缝。

（7）施工前对支架压实不足或支架刚度不足， 浇筑混凝土后支架不均匀下沉，导致混凝土出现裂缝。

二、桥梁混凝土裂缝的预防

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

把混凝土的初始温度降低到一定程度， 使之产生的温差温差较小，从而产生的拉应力小于混凝土抗拉强度，可以避免混凝土开裂，降低浇筑温度的具体措施包括：

降低原材料的温度；浇筑前预冷混凝土；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。

3、地基的控制

要做好模板、 支架及各支撑处基础和地基处理。 采用夯实、换填夯实等，使均匀沉降，做好新建基础与原有基础的相互衔接，使其承载能力吻合，尽可能减少不均匀的沉降。

4、施工工艺的控制

（1）混凝土运输是混凝土施工过程中的一道工序，运输工具保证不渗露，不析水避免日晒雨淋，在运输过程中，混凝土不能离析，运输时间不应大于 30min，在高温下运输应及时检测混凝土坍落度，以确保由于蒸发而造成的水分损失，并及时调整坍落度。

（2）在尽可能的情况下，桥梁墩台(尤其高墩)混凝土应一气浇灌，不设施工缝。对墩身不可避免的施工缝要按技术规范要求，凿毛该混凝土表面，用水冲洗，在混凝土浇注前，对水平缝铺一层 2cm～3cm 的 1:2 水泥砂浆，然后再继续浇筑混凝土。

（3）在混凝土初凝前，进行二次振捣。 可有效消除因塑性沉降引起的内分层，改善骨科的界面结构，提高混凝土的强度。

（4）加强浇筑混凝土的表面保护。 如表面需应及时用草席、草袋覆盖，并洒水或蓄水养护。 夏天延长养护时间，寒冷季节争取保温措施，保护混凝土表面，特别是薄壁结构延长拆模时间，可延缓降温，使混凝土中心与表面温度差减小，以防急剧降温。

三、桥梁混凝土裂缝的治理

1、表面修补法

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，通常采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

2、灌浆封堵法

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。

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

这是处理严重损坏混凝土的一种有效方法， 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

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，影响结构物的承载能力及寿命，因此，严格按规定要求施工，严把质量关，科学处理质量隐患，必定能防患干未然，尽可能地降低混凝土裂缝的出现，减少其带来的损失。