摘要：混凝土裂缝是桥梁施工以及后期养护中常见的问题，本文拟据笔者多年的施工经验谈谈裂缝产生的原因，以及有效的预防和控制措施，最大力度的预防和控制裂缝，保障民生安全。
关键词：桥梁裂缝种类；形成原因；预防措施；裂缝处理
一、钢筋混凝土裂缝的原因分析
钢筋混凝土裂缝形成的原因较多，也比较复杂。常规裂缝机理有：干缩裂缝、地基下沉裂缝、应力集中裂缝、荷载引起的裂缝、钢筋锈蚀引起的裂缝等。造成裂缝的因素有时不是单一原因造成的，现结合多年的施工质量管理经验，主要从以下几方面分析裂缝形成的原因。
1、混凝土原材料方面：
（1）水泥凝结时间或膨胀不正常，如水泥安定性不稳定，水泥中含有生石灰或氧化镁，这些成分和水化合后产生体积膨胀，导致混凝土产生裂缝。
（2）骨料中含泥量过大，则随着混凝土的干燥，会导致不规则的网状裂缝。
（3）碱—骨料反应：玄武岩、辉绿岩等碱性骨料可能与碱性很强的水泥起化学反应，生成有膨胀能力的碱—硅凝胶而引起混凝土膨胀破坏，产生裂缝。
（4）水泥水化热，大体积混凝土浇筑后1~2周出现等距离规则的直线裂缝，有表面的也有贯通的。
（5）混凝土的硬化、干缩、浇筑两三个月逐渐出现及发展，在窗口及梁柱端角出现斜裂纹，在细长梁、楼板、墙等处出现等距离垂直裂纹。
（6）接槎处理不好，从混凝土内部裂缝，潮湿地方比较多。
2、施工质量方面
（1）混凝土施工过分振捣，模板干燥。混凝土振捣后，粗骨料下沉挤出水分和空气，造成表面砂浆层，它比下面混凝土有较大的干缩性，待水分蒸发后，易形成凝缩裂缝。
（2）混凝土振捣后过分抹平压光会使混凝土的细骨料过多的浮到表面，形成含水量很大的水泥砂浆层，水泥浆中的氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙，引起混凝土表面碳化收缩。
（3）由于施工工艺不当引起，致使支座处负弯矩筋下陷，造成保护层过大。固定支座变成塑性铰支座，使板上部沿梁支座处产生裂缝。施工中混凝土强度未达到规定强度，过早拆模，或者在混凝土未达到终凝前就上荷载，造成混凝土表面的弹性变形及支座处的负弯矩，致使混凝土在强度低或无强度时，承受弯、拉、压应力，导致楼板产生内伤或断裂。
（4）后浇带施工不慎造成露面裂缝。为了解决混凝土收缩变形或温度应力，规范要求采用后浇带施工法，有些后浇带施工不能完全按规范要求施工，如板的后浇带未独立设置支撑系统，大梁两边的楼板不均匀沉降都可能造成楼板的裂缝。
（5）露面垫层内铺设的安装水管、电线套管铺设不当，如水管、电线套管铺设不够牢靠、集中铺设、上下交叠铺设致使水管、电线套管上皮在垫层厚度1/3以内，保护层不足都可能造成板面沿管线长度方向产生裂缝。
（6）目前在主体结构的施工过程中，普遍存在着质量与工期的较大矛盾。一般主体结构的楼层施工速度平均5-7天左右一层，最快甚至不足5天一层。因此当楼层混凝土浇筑完毕不足24小时的养护时间，就忙着进行钢筋绑扎、材料吊运等施工活动，这就给大开间部位的房间楼板容易产生裂缝。
二、预防混凝土桥梁产生裂缝的措施
1、控制好混凝土原材料的质量和混凝土配合比的选择水泥。
1）选择合适的原材料，如选择中低热水泥、缓凝型减水剂、掺用纤维、采用低热高性能混凝土。水泥应符合现行国家标准。选用水泥时，应以能使所配制的混凝土强度达到要求、收缩性小、和易性好和节约水泥为原则。同时应注意其特性对混凝土结构强度、耐久性和使用条件是否有不利影响；对于砂石材料应控制其级配、含泥量、针片状含量、压碎值指标、有害物质含量在规范允许范围。
2）有针对性地进行混凝土配合比设计，如减少混凝土单位水泥用量、适当增加粉煤灰或磨细矿渣的掺量、适当掺加高效缓凝减水剂，可以有效降低混凝土的总水化热和热化热释放的峰值，从而减小混凝土因水化热导致几外温差过大而产生的裂缝；在满足施工要求的情况下，尽可能降低混凝土的坍落度，减少胶凝材料总量，以减少混凝土的干缩裂缝。在配制混凝土配合比时应考虑施工季节、结构形状、模板形式、混凝土强度等级等因素对桥梁结构抗裂性能的影响。在施工中，大多施工单位往往只注重混凝土强度而忽视其变形特性和工作性，而混凝土变形特性和工作性恰好是混凝土产生裂缝的主要原因所在。
2、加强夏季高温和冬季低温时混凝土桥梁结构施工的保护措施。
桥梁在夏季和冬季施工中最容易出现裂缝问题，因此要积极巡查，发现小的裂缝及时处理，不留隐患；另外在夏季和冬季施工过程中也要研究制定妥善方案，确保工程的顺利施工。
低温情况下，在大平面混凝土施工时，有时晚上浇注的混凝土，到了早上混凝土表面会出现与钢筋网片相呼应的裂缝，缝间砼面下陷。一般情况下，混凝土入模温度越高，外界温度越低就越明显，但是浇注的时候又不能覆盖。此问题可以在浇注完后先刮平，等略有强度时用抹子压实后就迅速通蒸汽，一般温度不超过零下20度时一天后就可以不用蒸汽而直接表面覆盖保养，不会出问题。
3、施工过程中的控制措施
混凝土施工中采取相应的措施，如降低混凝土的浇筑温度，无筋或少筋混凝土中埋放块石、混凝土早期升温阶段采取散热降温措施、混凝土降温阶段采取保温措施、合理设置施工缝、采取二次抹面、加强混凝土养护等措施；进行混凝土温度应力计算，对薄弱部位采取加强措施。
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4、混凝土原材料方面
（1）尽量不使用或少使用高早强水泥，不使用民办小厂生产的水泥，水泥投入使用前认真对水泥标号及安定性进行实验。对于大体积混凝土应采用水化热的矿渣水泥、粉煤灰水泥，以降低水化热。
（2）采取严把原材料进货关、认真地对进场砂石骨料进行检验，严格控制砂的粒径及含泥量。
（3）严格控制混凝土施工的水灰比。严格控制水和水泥用量，选择级配良好的石子，减小孔隙率和砂率以减少收缩量，提高混凝土的抗裂强度。
（4）采用外加剂和掺合料：混凝土中掺有减水、塑化、引气、缓凝作用的外加剂，不仅可以改善混凝土拌合物的工作性能，由于水灰比的降低，对提高泵送混凝土强度，减少混凝土收缩、裂缝都有积极作用。
5、施工质量
（1）对不同的混凝土构件，应有针对性的采用相应的浇筑工艺；浇筑大体积混凝土首先应制定详细的浇筑施工方案，采取切实可行的措施；对大面积楼板混凝土浇筑应事先进行合理的分缝分块，安排合理的浇筑顺序，减少施工冷缝。
（2）混凝土楼板浇筑完毕后，混凝土终凝前分两次抹压，第一遍普通搓毛抹压，第二遍时应重点对出现裂缝的部分进行拍打，使其二次液化，弥合裂缝，达到消除收缩裂缝和沉降裂缝的目的。
（3）严格控制板面负筋的保护层厚度：现浇板负筋一般放置在支座梁钢筋上面，与梁筋应绑扎在一起；其下面应按适当间距用钢筋马凳撑起，并用钢丝固定或混凝土垫块等措施固定负筋的位置，保证在施工过程中板面钢筋不再下沉。
（4）后浇带的施工应认真领会设计意图，制定施工方案，杜绝在后浇处出现混凝土不密实、不按图纸要求留企口缝，以及施工中钢筋被踩弯等现象。同时更要杜绝在未浇筑混凝土前就将部分模板，支柱拆除而导致梁板形成悬臂，造成变形。
（5）预埋线管处的裂缝防治：线管在敷设时尽量避免立体交叉穿越，交叉布线处可采用线盒，原则上不允许线管三只交叠，保证线管在混凝土的中间位置。线管尽量顺着受力钢筋的方向布置。同时在多根线管的集散处宜采用放射性分布，尽量避免紧密平行排列，以确保线管底部的混凝土浇筑顺利和振捣密实。
（6）材料吊卸区域的露面裂缝防治：严格施工操作程序，不盲目赶工，杜绝过早上荷载和过早拆模。主体结构的施工速度不能强求过快，楼层混凝土浇筑完后的必要养护必须获得保证。主体结构阶段的楼层施工速度宜控制在8-9天一层为宜，以确保楼面混凝土获得最起码的养护时间。科学安排楼层施工作业时间，在楼层混凝土浇筑完毕的24小时以前，可限于做测量、定位、弹线等准备工作，避免冲击振动。24小时以后，多层绑扎构造柱钢筋，高层可先吊运少量暗柱和剪力墙钢筋进行绑扎活动，做到轻卸轻放，以控制和减小冲击动力。
三、混凝土桥梁裂缝的修补
混凝土裂缝是最常见的工程病害，但大部分裂缝都可以通过修补使混凝土结构物恢复原有功能。常见的修补方法有：表面涂抹水泥砂浆法、表面涂抹环氧胶泥法、表面凿槽嵌补法、表面贴条法、压力注浆法、开槽填补法等。随着技术的发展，出现了许多的新的修补材料，如混凝土修补胶、注缝胶、混凝土快速修补剂等，使裂缝修补的效果更好，工艺更简单，费用更省。这些新材料、新机具和修补方法经过近十来年的现场考验，证明耐久性令人满意，目前这几种方法已经在许多维修改建加固项目中得到推广应用。
修补混凝土裂缝的工序如下：裂缝清理→粘贴注浆咀和封闭裂缝→试漏→配制注浆液→压力注浆→二次注浆→清理表面。
1）裂缝清理：缝中如被泥土粉尘堵塞，可用小型工业吸尘器吸出。沿裂缝两边约5cm的混凝土表面要用湿布擦去尘土，但要注意缝中不得进水。
2）粘贴注浆咀和封闭裂缝：注浆咀宜用粘咀用浆骑缝粘贴，注浆咀的间距与裂缝宽度有关，其间距参考表2。当裂缝数量较多时，具体作法如下。首先，在预计要贴咀的裂缝位置贴上医用白胶布，再用窄毛制将封缝用浆沿裂缝来回涂刷，使裂缝封闭。大约10分钟后，揭去胶布条，露出小缝。然后，用粘咀用浆将注浆咀在预留的小缝处骑缝粘上，整个底座都要用粘咀用浆包严，固化后周边可能有裂口，必须反复用封缝用浆补上，以免注浆时漏浆。
3）试漏：试漏要逐条裂缝进行。每条连通的裂缝，先将注浆咀用铝铆钉堵上，留一个咀用补缝器压气，在封闭的裂缝上涂肥皂水进行试漏。对于有经验的操作者，也可不必试漏。
4）配制注浆液：注浆操作一般在粘咀的第二天进行，气温在30℃以上时，半天时间就可注浆。注浆前先配注浆液，在塑料杯中分别倒入注缝胶甲液和乙液，按重量比甲液：乙液＝2：1混合均匀备用。
5）注浆：用补缝器吸取注浆液，插入注浆咀，用手推动补缝器活塞，使浆液通过注浆咀压入裂缝，当相邻的咀中流出浆液时，就可以拔出补缝器，堵上铝铆钉，将补缝器移到相邻注浆咀重复注浆。垂直缝，一般由下往上注浆，水平缝，从一端向另一端逐个注浆。如果裂缝较细时，可以使用补缝器上的弹力装置对注浆液自动加压，此时，一个人可以同时照看若干个补缝器。
6）二次注浆：为了保证浆液充满，在注浆后约半小时，可以对每个注浆咀再次补浆。
7）检查：注缝胶的强度发展与环境温度有很大关系，一般情况（20～25℃）1天后开始固化，1个月后达到要求强度。检查注缝质量可以用小型空心钻机，跨缝钻取芯样，进行检查。
四、结语
综上所述，混凝土桥梁出现裂缝是难以避免却又有措施可以预防的，因此，一定要加大施工监管力度严格执行国家规定的相关技术标准，确保工程项目的顺利安全完工，并在施工过程中不断加强监督检查，有效预防并从源头控制裂缝产生，发现问题及时研究并处理，保障国计民生的利益。
参考文献：
[1]公路桥涵施工技术规范（JTJ041-2000）.北京：人民交通出版社，2000
[2]公路施工手册-桥涵.北京：人民交通出版社，1999
[3]JTG E30-2005公路工程水泥及水泥混凝土试验规程.北京：人民交通出版社，2005.
论文作者:莫美
论文发表刊物:《基层建设》2015年7期
论文发表时间:2016/8/26
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 注浆论文; 水泥论文; 强度论文; 表面论文; 水化论文; 《基层建设》2015年7期论文;