中交一公局海威工程建设有限公司万利高速万利六分部 404024
摘要：引起公路桥梁混凝土裂缝的原因多种多样。为了便于鉴别工程中发生的裂缝，根据裂缝产生的原因，将常见裂缝分为荷载引起的裂缝、温度应力引起的裂缝、地基基础变形引起的裂缝、原材料引起的裂缝、冻胀引起的裂缝、施工不当引起的裂缝等几大类。从严监管每一施工环节，客观分析施工条件和环境，综合考虑多方面因素，提出了支模控制、集料控制、搅拌控制、温度控制以及养护控制几个方面提出混凝土裂缝防控措施，才能达到预防混凝土施工裂缝之目地，才能使混凝土施工裂缝得到控制。
关键词：公路桥梁；混凝土裂缝；成因；防控措施；处理技术
1概述
我国经济的快速发展，在很大程度上带动了交通运输行业的快速发展。国内各省份之间的联系越来越密切，不管是省份之间频繁的物质交流还是旅游资源的共享都急需交通运输业的迅猛发展。在此背景下，我国的公路桥梁建设已经进入了一个崭新的发展时期。与过去相比，现在的公路桥梁建设要求不仅在等级上不断提高，对公路建设的技术要求也更加严格。混凝土结构因为广泛的材料来源、低廉的价格、较高的抗压强度、耐火性能好、不易风化以及养护费用低等优点被广泛应用在公路桥梁建造中[1，2]。
2混凝土裂缝成因分析
2.1荷载引起的裂缝
载荷变化引起裂缝的产生一般是指的混凝土桥梁受到的静力载荷、动力载荷以及受到的次应力频繁发生变化而造成裂缝的现象。由于载荷变化而引起的裂缝种类可以分为：弯曲裂缝、扭曲裂缝、剪切裂缝以及局部应力裂缝。这些荷载裂缝由于荷载种类的不同而表现出不同特点。此类裂缝多发生在桥梁受拉地方、剪应力较大的地方以及桥梁振动严重的地方。
2.2温度应力引起的裂缝
表面温度裂缝多由于温差较大引起的。混凝土浇筑初期，水泥在水化过程中产生大量水化热，使混凝土的温度迅速上升。但由于混凝土表面散热条件较好，热量可以向大气中散发，因此温度上升较少；而混凝上内部由于散热条件较差，热量散发慢，水泥散发的热量不易散失，导致温度上升较多。水泥水化热引起的温度变化与混凝土的品质有关，如水泥和粉煤灰的用量，单位体积水泥水化放热量，并随混凝土的龄期按指数关系增长，一般在3-5天达到最高温度。随着龄期的增长，弹性模量的增高，对混凝土内部降温收缩的约束也愈来愈大，以至产生了很大的拉应力，当混凝土抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时，便开始出现温度裂缝。在冬季施工时，过早除掉保温层，或受寒潮袭击，都会导致混凝土因早期强度低而产生裂缝。此外当预制构件采用蒸汽养护时，由于降温过快或构件急于出池，急速揭盖，均使混凝土表面收缩，产生裂缝。深层贯穿裂缝多由于结构降温差值大，受外界的约束而引起。如现浇桥台混凝土或大体积刚性扩大基础，浇筑在坚硬的地基上，未采取隔离等放松约束措施或收缩缝间距过大。在混凝土浇筑时，温度很高，加上水泥水化热的温度升高很大，使温度更高。当混凝土冷却收缩时，全部或部分受到地基或其他外部结构的约束，在混凝土内部出现很大拉应力，进而产生降温收缩裂缝，这类裂缝有时成贯穿状。
2.3地基变形引起的裂缝
地质勘察精度不够、试验资料不准；地基地质差异太大，地基土由于不同压缩性引起不均匀沉降；在地质条件基本一致情况下，各部分基础荷载差异太大时，有可能引起不均匀沉降；在原有桥梁基础附近新建桥梁时，如分期修建的高速公路左右半幅桥梁，新建桥梁荷载或基础处理时引起地基土重新固结，均可能对原有桥梁基础造成较大沉降；因此地基的冰冻或融化均可造成不均匀沉降；桥梁建成以后，大多数天然地基和人工地基浸水后，尤其是素填土、黄土、膨胀土等特殊地基土，土体强度遇水下降，压缩变形加大；在软土地基中，因人工抽水或干旱季节导致地下水位下降，地基土层重新固结下沉。
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3混凝土裂缝防控措施
3.1支模控制裂缝措施
支模是混凝土施工中的第一道程序，应该严格施工要求。为有效预防混凝土裂缝发生，模板最好选用钢模板支架，有利于散热，同时支模一定要稳定，确保不发生移动、位移和滑动等问题，要充分考虑相邻混凝土施工的整体性，尽可能的减少相邻结构浇筑混凝土的时间间隔，越短越好，不宜太长，避免相互的约束性[3]。
3.2集料控制裂缝措施
砂石、水泥都是混凝土的原材料，其质量是否符合要求，都会直接影响混凝土的施工质量，要预防混凝土施工裂缝的发生，就必需严把原材料质量关。在混凝土工程施工中，原材料应选用当地材质优良，产地知名的水泥和集料，严格控制砂的粒径（中、粗、细砂），并根据不同工程要求，按规范规定合理采用，同时要从严监控砂石的含泥量，确保砂石料质量检验满足混凝土工程施工要求，以达到预防因集料不合格，而引起混凝土的施工裂缝。
3.3搅拌控制裂缝措施
进料的配合比、水灰比能否满足混凝土工程施工要求，也同样影响混凝土施工裂缝的发生，因此，进料前对砂石、水泥做到抽样检测，并根据检测结果及时调整配合比，同时，要严格把握混凝土的搅拌时间（规范规定2min），常规施工搅拌时间不宜过短，也不宜过长，否则会使碎石摩损，破坏材料的结构，改变混凝土的配合比。运料地点和时间要规范选定，运料与等待的时间一般在15min~20min左右即可。
3.4温度控制裂缝的措施
温度应力是引起混凝土施工裂缝的最直接的原因，要预防混凝土施工裂缝就必须严格控制混凝土施工温度，要达到控制混凝土施工温度应力要求，就必须采取以下措施，首先将入模温度控制在30℃~36℃之内，混凝土内温控制在50℃内。二是热天浇筑混凝土时要减少混凝土浇筑的厚度，充分利用浇筑层面散热，气温下降时注意表面保湿。三是采用冷水冷却碎石（卵石），以达到降低混凝土浇筑温度之目的。四是可在混凝土的骨料中加塑化剂等，以改善水泥用量。五是在浇注混凝土的过程中，可采用边浇筑，边降温的方法，即在浇注混凝土的同时，在钢模上喷冷水降温，以防混凝土内部温度过高，而引起混凝土施工裂缝。其次，施工的时段及环境也应有相对的选择，施工时段最好采用早、晚施工，环境可根据当天的环境对应确定，同时应采用正确的合理的分块和分缝。
4混凝土裂缝处理技术
4.1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。
4.2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，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，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、丁基橡胶等等；常用的刚性止水材料为聚合物水泥砂浆[4]。此法应用范围广，从细微裂缝到大裂缝均可适用，处理效果好。
4.3结构加固法
因超荷载产生的裂缝、裂缝长时间不处理导致的混凝土耐久性降低、火灾造成裂缝，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。
5结语
要使混凝土施工不产生裂缝，就必须结合工程现状，施工环境，认真分析施工条件，严把材料质量关，规范支模、配料、运料、搅拌、振捣、拆模等施工环节，控制混凝土入料温度，按要求及时养护，进而达到提高混凝土施工技术之目的，有效控制混凝土施工裂缝发生，确保混凝土施工满足工程质量要求，使混凝土施工达到峻工验收时的优良工程。
参考文献：
[1]吴国雄，易志坚，何兆益.水泥混凝土路面开裂过程研究[J].公路，2001，10：141-143.
[2]刘虎跃.水泥混凝土路面裂缝原因分析与处治研究[D].长沙理工大学，2010.
[3]刘松平.钢筋混凝土桥梁裂缝成因分析与加固措施研究[D].浙江大学，2012.
[4]刘勇刚，彭晓光.混凝土桥梁施工裂缝产生的原因及防治措施[J].交通科技，2009，S1：21-22.
论文作者:陈昭
论文发表刊物:《基层建设》2015年3期供稿
论文发表时间:2015/9/6
标签：裂缝论文; 混凝土论文; 桥梁论文; 地基论文; 温度论文; 应力论文; 水泥论文; 《基层建设》2015年3期供稿论文;