道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析以及应对措施（2）

马西尧 杨超

【摘 要】本文主要针对道路桥梁施工中混凝土裂缝成因以及裂缝防治的具体措施进行了分析研究。

【关键词】道路桥梁施工；混凝土裂缝；成因；防治措施

一、道路桥梁施工中混凝土裂缝成因

1、混凝土自身因素

混凝土主要由水泥、砂、碎石、水组成，这四种主要组成材料的性质及配比直接影响混凝土的抗拉强度，材料和配合比选择不当是造成混凝土开裂的关键原因。组成材料选择不当是指水泥的种类和强度等级选择不当、砂的级配和粗细程度选择不当、碎石颗粒级配选择不当、拌合用水不合格。

其中，不同种类和强度等级的水泥硬化速度不同，硬化过程中释放的水化热也不同，其抗渗性、抗冻性、耐热性、干缩性、抗裂性、耐蚀性等均有着很大的区别，因而对混凝土裂缝的影响程度也就不同；不同级配和不同细度的砂配制的混凝土抗裂性不同，砂粒级配粗细搭配得好时砂粒之间的空隙最少，抗裂性能最好。

实验表明：不同级配和不同细度的砂对混凝土中的砂率和水泥用量的要求也不同，从而其抗裂性也不同；碎石颗粒级配不当，会导致砂率过高或过低，影响混凝土的抗裂性能；拌合水的pH值以及不溶物、可溶物、Cl-、碱含量等不合格会影响水泥的凝结时间和膠砂强度等，导致抗裂性减弱及混凝土强度降低，JGJ63-2006混凝土用水标准对混凝土拌合用水的水质做了明确规定。配合比不当是指水泥用量不当，水灰比不当，含砂率不当，骨料比例不当及外加剂掺量不当等，这几个因素是互相关联的【1】。各种不当配比都会造成混凝土强度降低、和易性偏差、离析、泌水、保水性不良、与钢筋的粘结力降低、凝固时的收缩性增大等，从而导致裂缝的产生。

2、道路桥梁荷载因素

由荷载因素产生的裂缝是混凝土桥梁在常规静态和动态荷载以及次生外力情况下引起桥梁体裂缝。在桥梁设计阶段，对桥梁结构及模型结构设计失误或漏算，结构的假设受力和施工后的实际受力出现较大的偏差，施工过程中，技术人员与施工人员交图纸研究未达成一致，知识错误施工。各种建设材料的挤压，增加了桥体负载，各种工作的实施改变了结构的受力特点。外部作用引起的次生应力使桥梁体出现裂缝。

3、温度造成的裂缝

当前来说，道路桥梁所使用的材料是钢筋混凝土的材料，而在钢筋混凝土施工的过程中，会由于温度的变化而引起变形的情况，从而在道路桥梁结构的内部产生一定强度的拉力。当道路桥梁实际的拉力超过了道路桥梁混凝土本身的抗拉强度的时候，就会引起路面的裂缝现象。由于温度产生道路桥梁裂缝和其他的裂缝相比，最大的特征就是温度的影响进行的扩张。产生温度影响和变化的原因主要有以下两个方面：

（1）水热化道路桥梁在施工的过程中，如果钢筋混凝土浇筑的厚度超过一定的高度，而且混凝土中含有水泥，水泥会发生水化而放热，导致内部的温度升高，当桥梁混凝土内部的温度和外部的温度产生一定差异的情况下就会产生裂缝的现象。

（2）蒸汽养护：

一般情况下，蒸汽养护主要适合于道路桥梁在冬季的养护。在对道路桥梁进行蒸汽养护的过程中，由于混凝土在蒸汽养护的过程中的温度相对于较高，如果采取蒸汽养护停止了一段时间，那么就很容易由于内外温度不同而引起的裂缝。

4、水化热化学反应的影响

混凝土的核心凝胶材料是水泥，而水泥在混凝土的浇筑完短期内会发生强烈的水化热反应，即水泥的水化生热。大量的水化热短时间内集聚在混凝土的内部结构中，在冷却过程中慢慢释放出热量，如此混凝土中心温度远高于表层温度，从而导致混凝土出现了差距较大的温度阶梯，内外部压强发生变化，表面形成拉力而内部形成聚合力，导致混凝土的内外拉扯的中间地段出现裂缝。

5、施工方面的因素

桥梁上部结构箱梁在施工过程中，支架、预应力、保护层控制等因素也是产生裂缝的主要原因。

箱梁在施工中，采用满堂支架时地基承载力不足；采用管桩基础时，管桩周摩阻力不足。

柱桩的持力层承载力不足；承重架的永久变形没有消除；承重架的主要杆件（如立杆）容许承载力不够，构造措施是否符合要求；是否对施工过程出现的问题全程跟踪监测；上述各环节出现问题，都会引起现浇箱梁产生裂缝。

箱梁施工时每个施工环节应严格要求，如：普通钢筋是否符合设计要求；波纹管定位钢筋是否准确，如不准确将导致预应力钢束位置不准确，进而使某些截面成为非全截面预应力，出现主拉应力过大而不符合设计要求；真空压浆设备的使用功能如何。

箱梁砼分两次浇筑，两次间隔时间越长，新、旧预应力砼收缩变形越不协调，越不协调则越容易产生裂缝，砼二次浇筑间隔时间应严格控制；箱室内、外温度差超过10度时，温差应力超过砼的设计拉应力时产生裂缝，裂缝一般深度为1-2mm，在保护层厚度范围；其他引起裂缝的因素如：施工过程预应力筋是否松弛或断丝；锚下张拉力是否控制准确；锚夹具、连接器喇叭口安装是否到位；锚固区砼是否密实，是否设置锚下加强钢筋，没有设置加强钢筋引起的裂缝，多发生在连续刚构的底板或弯道桥腹板的外侧处【2】。

千斤顶，油压表是否定期做配套检验，锚下张拉力及钢束伸长量是否准确；砼强度、水灰比及含砂率，是否符合设计要求；碱集料反应是否严重；保护层的厚度是否过薄或过厚；养护工作不到位，使砼表面失水太快，普通砼的体积稳定性（相对于高性能砼而言）都可能引起裂缝的发生。

二、加强道路桥梁施工中混凝土裂缝防治的具体措施

1、有效确保混凝土施工质量

1.1 合理控制混凝土的配置比例

混凝土配置过程中，如果注入了容易吸收的骨料，其干缩就会增加，其中的含泥量增加时，也会增加混凝土的干缩性。在混凝土中掺入粉状煤灰材料，或者减水剂，可以使混凝土获得较好的抗渗性，有利于混凝土表面处理。

技术操控人员应该根据实际情况，决定掺配比例，其中包括浇捣工艺、工人操作水平以及结构剖面等现实情况，合理选择最佳的混凝土设计方案，针对施工现场资源量大小，适时调整配置比例。改善骨料级配，掺入粉煤等减少凝胶材料的多余用量，降低水化热反应，配合使用合适的掺合料与外加剂，抑制碱骨料反应。

1.2 科学进行混凝土的搅拌与浇筑

道路桥梁混凝土施工，对于混凝的材料用量，混凝土的搅拌时间等等都是有着严格明确的要求的；同样材料的大体积混凝土浇筑都要比一般的混凝土浇筑的搅拌时间要长，同时混凝土的实际投料过程必须有专人进行控制管理，要保证材料的使用量严格的按照设计进行。

大体积混凝土的浇筑过程也是层层进行的，一般俩说都是从底层开始，在下一层的混凝土处于初凝时，就可以进行上一层的混凝土浇筑过程，在混凝土结构尺寸的短边开始沿着长边进行推进，在浇筑过程中，要准备好振捣器，混凝土振捣器的使用顺序也是有着要求，必须要先使用插入式的，才能使用平板式的；这样才能够保证振捣浇筑过程的质量达到要求，减少混凝土出现裂缝的可能性。

2、改善施工工艺，提高混凝土抗裂能力

一是采用分層段筑砼。该种方法能够促进混凝土的散热，使得内外温差降低。

二是改善配筋，防止集中应力发生，从而提高抗温应变能力。

为了防止裂缝产生，就必须在孔洞周围会出现应力的地方配置一些钢筋。在此过程中，钢筋的配置一定要按照科学比例进行。

三是后浇带的设置。

设置后浇带主要是针对平面尺寸过大的砼进行的，主要目的是减少外部约束力以及温度应力，在一定程度上能够促进散热，使得混凝土内部温度有所降低。

四是加强养护工作。

进行养护指导，一方面可以及时监测混凝土内部温度，另一方面还可以对温度及时反映。

3、科学规范施工

施工过程中的各项操作也会对其质量产生直接的影响，具体可以分为以下两点：

充分振捣分层浇筑混凝土的过程中，分层的厚度均需要保持在振动棒的1.25倍以内。

振捣的过程中，需要将其插入下一层中，深度约为55cm左右避免上下层之间出现接合缝隙缝。

另外还需要在下层混凝土尚未初凝的条件下进行上层混凝土的振捣，振捣需要均匀，全面，避免出现遗漏的位置；设置保护层设置混凝土保护层主要是保护钢筋，防止其暴力在空气中受到风化或者腐蚀。在确认混凝土保护层的厚度时，需要测量纵向钢筋外缘到混凝土表面之间距离的最小值，将其作为其厚度，并结合混凝土结构中各类构件的耐久性及受力钢筋的锚固情况等，适当调整期厚度，保护混凝土，避免受到环境的影响而出现裂缝【3】。

4、严格控制混凝土温度

首先要尽量减少混凝土发热的情况。选择低水化热和具有较久凝聚时间的水泥，以便混凝土温度的降低；掺入缓凝剂或者高效减水剂，以便增强混凝土强度，并节约工程的水泥和水量，尽量降低干缩的发生率；最好选择较大粒径、颗粒完好并且具有较好级配的粗骨料，最终节约水泥和水的用量；尽量使用低流动性混凝土，使用合适的水灰比，降低单位体积混凝土对水的需求量。

其次要严格控制混凝土的浇筑温度。在夏季，应降低原材料的温度，争取在低温度的清晨和晚上浇筑；运输工具和泵送管路要做好遮荫，避免混凝土升温；埋设冷却水管，借此管灌进冷水实现降温。最后要注重做好表面的温度和湿度保持。

保持足够时间的保暖和表面湿润，让混凝土表面逐渐冷却和干燥，增加混凝土的强度，最终有效避免出现拉应力开裂。养护方式主要有覆盖洒水和蓄水养护，时间应该在14天以上。

结束语

道路桥梁工程施工质量是关系着整个路桥的安全的关键所在，因此，在具体的工程中，应该注重混凝土施工质量，有效防止混凝土裂缝，从而更好地提高道路桥梁施工质量。

参考文献：

[1]周志波. 桥梁施工中裂缝成因探讨及应对措施的分析[J]. 科技风，2012，08：170.

[2]白永忠. 公路桥梁施工中混凝土裂缝问题探讨[J]. 科技与企业，2013，08：198.

[3]朱强生. 浅谈路桥施工中混凝土裂缝控制技术的应用[J]. 神州，2012，29：61.