公路桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因分析及处理措施

公路桥梁施工中混凝土裂缝产生的原因分析及处理措施

发表时间：2020-01-09T11:40:19.047Z 来源：《工程管理前沿》2019年第23期作者：刁国斌

[导读] 随着我国经济的不断发展，公路桥梁建设越来越多，然而，由于公路桥梁施工过程中受到各种因素的影响，混凝土常常有裂缝现象出现

摘要：随着我国经济的不断发展，公路桥梁建设越来越多，然而，由于公路桥梁施工过程中受到各种因素的影响，混凝土常常有裂缝现象出现，微观裂缝是由桥梁结构本身物理力学性质引起的，它的有害程度是可以控制的，但严重的裂缝将破坏结构物的整体性和稳定性，引起钢筋腐蚀，影响桥梁结构的持久强度。因此，分析裂缝产生的原因并加以控制已成为一个十分重要的课题。本篇文章分析了公路桥梁施工过程当中混凝土裂缝产生的原因，并提出了相关的处理措施。

关键词：公路桥梁；混凝土裂缝；原因；处理措施

一、公路桥梁施工混凝土裂缝的原因分析

1、温度变化引起的裂缝

桥梁结构能够观察到的裂缝损害，很多都是由温度引起的内应力和约束应力所造成的。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，若变形受到约束，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。以下情况易产生温度裂缝；薄、厚构件的连接处易发生裂缝；在箱形桥梁中，当桥面板的温度与底板温度有较大差别时，箱形梁腹板处容易开裂;浇筑大体积混凝土时，由于产生水化热，致使混凝土内外温差过大，使得混凝土表面开裂；混凝土在降温收缩时受到约束，内部产生拉应力，混凝土也容易开裂。此外，蒸汽养护或冬季施工时若施工措施不当，混凝土骤冷骤热，内外温度不均，也易导致裂缝的产生。

2、材料选择不当引起的裂缝

混凝土属于一种混合物料，不同物料的特征、性质不同。例如：混凝土中的骨料，本身具有吸水的特性，主动吸收周围空气中的水分，导致混凝土结构吸水膨胀，占有很大的空间，公路桥梁工程中的混凝土材料，大多暴露在室外环境中，当骨料膨胀的应力大于混凝土结构本身应力时，即会引起结构裂缝。混凝土材料造成的裂缝中，还包括水泥、外加剂等，不利于混凝土的质量保障。

3、施工阶段原因产生的裂缝

（1）施工质量控制差，任意套用混凝土配合比，水、砂石、水泥材料计量不准，结果造成混凝土强度不足和其他性能（和易性、密实度）下降，导致结构开裂。（2）混凝土浇筑时振捣不均匀、不密实，出现蜂窝、麻面、孔洞或钢筋外漏，混凝土搅拌、运输时间过长或浇铸过快，这些都是产生不规则的收缩裂缝的原因。（3）在浇捣混凝土过程中，钢筋表面污染、未安排专人看管钢筋、模板，导致操作工人随意踩踏现象，导致混凝土保护层厚度过大、有效截面高度减少，沿梁支座处产生裂缝。（4）模板构造不满足要求，支模架搭设中缺少足够的刚度，使混凝土在振捣过程中及成型后模板出现局部变形，导致裂缝的产生。（5）现场模板拆除不当、过早拆模，对混凝土强度的发展有一定影响，在自重或施工荷载作用下很容易产生裂缝。（6）养护期不到位，特别是高标号混凝土振捣的楼面，未按规定要求进行浇水及养护，导致混凝土表面失水过快及混凝土表面收缩过快产生裂缝，同时在养护期间过早进行上部结构施工造成受力不均而形成裂缝。

4、地基不稳定引起的裂缝

地基在公路桥梁整体上有明显的影响，地基支撑公路桥梁的结构载荷，如果地基不稳定，发生变形或沉降，此时公路桥梁也会随着地基而发生变化，促使混凝土中出现张拉力，干扰了混凝土的稳定，再加上混凝土内部钢筋、构件的牵拉影响，就会引发严重的裂缝风险，严重时混凝土结构也会出现坍塌的情况，不利于公路桥梁的安全施工。

二、公路桥梁施工混凝土裂缝的防治措施

1、温度的控制措施

(1)改善骨料级配,采用干硬性混凝土、加外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;规定合理的拆模时间,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,在冬季采用保温等措施。

(2)合理地分缝分块,避免基础过大起伏;合理地安排施工工序,避免过大的高差和侧面长期暴露。另外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力，防止表面干缩。特别是保证混凝土的质量对防止裂缝十分重要。应特别注意避免产生贯穿裂缝,出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的。因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。

2、材料的控制措施

材料是公路桥梁混凝土裂缝防治的一项根本措施，全面审核混凝土原材料的质量，规范原材料的选择，确保其能达到相关的标准，由此消除材料对混凝土裂缝的影响。（1）优先选用水化热低的矿渣水泥或火山灰硅酸盐水泥配制大体积混凝土，在施工中避免使用含泥量高的集料，因使用含泥量高的集料会导致集料表面与水泥石的机械粘结力降低，而且会增加混凝土拌合物的用水量，不仅增加了混凝土的收缩，同时降低了混凝土的抗拉强度，导致收缩裂缝发生。（2）优先选用合适的外加剂，外加剂主要指减水剂、缓凝剂和膨胀剂。混凝土中掺入减水剂，不仅使混凝土工作性能有了明显的改善，同时又减少拌和用水，节约水泥，从而降低了水化热。为了延缓凝结时间，要加缓凝剂，反之凝结时间过早，将影响混凝土的输送和浇筑面的粘结，易出现层间缝隙，使混凝土防水、抗裂和整体强度下降。（3）优先选用合适的掺合料，在混凝土中掺加抗裂性能好的活性掺合料，不仅可以降低水泥用量，减少混凝土收缩，还可以缓解混凝土早期开裂的危险性。（4）严格控制原材料质量和技术标准，严禁使用不合格的原材料。

3、施工阶段控制措施

（1）严格控制混凝土原材料的质量和技术标准，对使用的砂、石料、掺和料、添加剂严格进行材料进场检验制，严格控制配合比，水泥用量和坍落度，使混凝土内部缺陷减少到最低限，从而减少裂缝产生。（2）降低浇筑速度，减少浇筑层厚度。加强混凝土的浇灌振捣，提高密实度。尽量采用两次振捣技术，改善混凝土强度，提高抗裂性。（3）支撑马凳要选用二级钢筋，并加密其间距，确保板面负筋的保护层厚度。混凝土浇筑时安排专人看护钢筋，做到随时修整，避免支座处因负筋下沉保护层厚度变大而产生的裂缝。（4）加强模板施工的过程管理，支撑架必须有足够的刚度，方料与模板的接触面不得有任何间隙，使每个接触面都有可靠的支撑点，在振捣过程中派专人进行看模，防止松扣下沉现象产生。（5）不承重模板，应在混凝土强度能保证其表面及棱角不因拆除模板而受损坏时方可拆除，承重模板应在与结构同条件养护的试块强度达到设计允许值时方能拆模，拆模过程中要避免野蛮施工，在拆模过程中，如发现混凝土有影响结构安全的