路桥施工中混凝土裂缝原因分析与解决措施

李业桂

（广州协安建设工程有限公司，广东 广州 510075）

1 路桥施工中混凝土裂缝成因

混凝土裂缝是路桥工程施工中最常见的质量问题之一，裂缝的出现不仅会导致桥梁结构的安全性和稳定性下降，如果处理不及时，裂缝会进一步扩展，导致桥梁的使用寿命缩短。桥梁混凝土裂缝成因较多，其中较具典型性和代表性的原因包括以下方面。

1.1 荷载

桥梁混凝土结构在荷载的作用下会产生裂缝，这里的荷载包括静荷载、动荷载及次应力等。荷载的不同引起的裂缝具有不同的特征，桥梁中的荷载裂缝在以下区域出现几率较高：受剪区、受拉区、振动区等。施工过程中，引起荷载裂缝的原因包括：在混凝土结构上堆放大量的施工机具和材料，使结构承受的荷载超限；施工人员对预制结构的受力特点不清楚，在其上进行运输和安装；未严格按照图纸要求进行施工，随意改变施工顺序和结构的受力模式。中心受压是荷载裂缝中最常见的类型，具体是指沿混凝土构件出现平行于受力方向的裂缝，其特点是裂缝长度较短，且非常密集，在墩柱中此类裂缝的出现几率较高。

1.2 温度

混凝土是一种较为特殊的工程材料，它是多种材料按照一定比例配制而成的混合料，热胀冷缩是混凝土的基本性质。由于路桥施工是在室外进行，当环境温度发生变化时，可能会导致混凝土出现变形，如果变形受到约束，混凝土构件内部便会产生一定应力，若是这部分应力超出混凝土的极限抗拉强度，就会在混凝土表面形成温度裂缝。混凝土构件内部与表面的温差过大是造成温度裂缝的主要原因之一，在对桥梁混凝土结构进行浇筑的过程中，水泥在初期阶段会产生大量的水化热，混凝土构件内部的温度在水化热作用下会急剧升高。而混凝土构件表面因散热条件良好，所以热量并不会聚集，从而导致内外温差过大，在大体积混凝土中这种情况更加明显。除水泥水化热之外，阳光直射、温度骤降等情况也容易引起混凝土的温度裂缝。

1.3 收缩

在路桥施工中，收缩裂缝较为常见，引起此类列裂缝的原因主要是2方面：一方面是塑性收缩；另一方面是干缩。通常情况下，混凝土浇筑完毕后的4～5h，水泥会发生较激烈的水化反应，由此会产生蒸发及泌水等现象，因水分大量散失，混凝土会出现快速收缩，而骨料则会在自重作用下下沉，由于此时混凝土尚未完全硬化，从而会形成塑性收缩，混凝土构件表面则会出现裂缝，T梁、箱梁腹板等位置塑性裂缝发生几率较高。干缩裂缝是指混凝土在固结硬化过程中，表面收缩大于内部收缩，致使表面需承受一定的拉力，当拉力超过混凝土极限抗拉强度时便会形成裂缝。

1.4 沉降

在路桥施工中，地基基础会出现不均匀沉降，处于基础上部的混凝土结构在沉降作用下会产生附加应力，当这部分应力超出混凝土极限抗拉强度时，便会形成裂缝。桥梁薄弱部位沉降裂缝的发生几率相对较高，如梁体受弯最大的跨中、剪力较大的支座附近、荷载较为集中的部位等。

1.5 施工质量

在路桥工程中，混凝土的施工质量是引起裂缝的重要原因之一，如果混凝土浇筑时，选用工艺不合理或未按规程要求进行操作，都可能引起结构裂缝。如混凝土振捣密实度不达标、浇筑速度过快、混凝土坍落度过低、养护不及时、水灰比过大、拆模过早、骨料质量不合格、质控措施不到位等。

2 解决路桥施工中混凝土裂缝的有效途径

2.1 采取有效的预防措施

在路桥施工中，可针对不同类型的裂缝采用不同的措施进行预防，由此能够降低裂缝的出现几率。

2.1.1 预防荷载裂缝的有效方法

1）选用合理的混凝土结构形式，若是留设水平施工缝，则应按照温度裂缝的控制规定进行分块，并采取相应的连接方式，当桥梁上部结构采用整体浇筑的形式对梁板进行施工时，可设置横向受力钢筋。

2）对混凝土结构中的钢筋进行合理布设，钢筋间距可控制在10cm以内，并在结构边缘、变截面等位置处加强分布筋，同时可在结构表面设置钢筋网片。

3）施工过程中，应当对混凝土结构上的机具及材料堆放进行限制，不得集中堆放，保证堆放的机具和材料重量不超过允许范围。

2.1.2 预防温度裂缝的措施

1）在水泥选用上应以低热的矿渣硅酸盐水泥作为首选，并借助混凝土的后期强度，减少水泥用量。随着水泥用量的减少，使混凝土温度降低。

2）在拌制混凝土时可掺入适量的粉煤灰和外加剂，从而减少水泥用量，降低水化热，提高混凝土的抗裂性能。

3）对混凝土的出仓和入模温度进行控制，并降低砂石骨料温度，可在砂石堆场设置遮阳棚，如果环境温度过高，则可适当向骨料进行喷雾降温，或是在使用前用冷水进行冲洗。

4）优化改进振捣及养护工艺，混凝土终凝前可进行二次振捣密实，这样能够使其中的水分有效排出，从而提高黏结力和抗拉强度，抗裂性能也会随之进一步提升。同时应当严格按照规范要求，对混凝土进行养护，大体积混凝土的养护时间不得少于14d。

2.1.3 预防收缩裂缝的措施

1）要确保混凝土的搅拌时间适当，不宜过长或过短，以免影响拌合物的均匀性；在进行混凝土浇筑过程中，下料速度不宜过快，以免造成堆积或振捣不充分的情况。

2）在夏季进行混凝土施工时，为避免水分散失过快，应当在浇筑完毕后进行及时覆盖。

3）对单方用水量进行严格控制，用水量越大越容易引起干缩裂缝，可通过合理的水灰比，预防干缩裂缝的产生。

4）可在混凝土拌制时加入适量膨胀剂，这样能够起到收缩补偿的作用，可以避免收缩裂缝的产生。需要注意的是，膨胀剂的掺入量应当适中，以免对混凝土的强度造成影响。

2.1.4 预防沉降裂缝的措施

1）桥梁的基础形式应当以桩基础为主，这样可防止不均匀沉降现象的产生。在基础施工时，可对基底进行夯实处理，如果基底土体承载力不足，可进行换填，若是基底存在冻土，则必须全部挖除。

2）基础施工中，应当加强横向连接，适当提高桥面铺装层的整体刚度，在上部结构设计时，将基础不均匀沉降作为静荷载加以考虑。

2.2 裂缝修复技术

2.2.1 修补流程

在路桥施工中，如果发现混凝土裂缝，可以按照以下流程对裂缝进行修补：检查混凝土结构—分析裂缝原因—判断修补的必要性—选择修补方法—实施修补。

2.2.2 修补方法选择

1）填缝 这是较为常用的一种修补方法，工艺较简单，具体操作时，只需将结构裂缝清理干净，然后将预先拌制好的修补材料，用勾缝刀和抹子填入缝隙，由此便可使裂缝得以修复。

2）表面粘贴 对于一些宽度较大的裂缝，可通过表面粘贴的方法进行修补，具体做法是将相应的材料用黏结胶粘贴在裂缝部位的混凝土表面，以此对裂缝进行封闭，从而达到修复的目的。

3）喷浆 这是一种通过喷射水泥浆液对裂缝进行封闭的修补方法，可按照裂缝出现的部位，采用相应的喷浆方法，如挂网喷浆等。

3 结语

在路桥施工中，混凝土裂缝是最常见的质量问题，为减少并避免裂缝的产生，应当对裂缝的成因进行分析，并采取合理可行的措施加以预防。同时对于已出现的裂缝，应选用相应的方法进行及时修复，以免裂缝进一步扩大，影响结构稳定性。