高速公路桥梁施工中出现混凝土裂缝的原因及处理分析

夏阳

摘 要：在高速公路桥梁建设过程中，混凝土作为一项重要材料，其施工质量对高速公路桥梁建设施工产生了重要影响。文章以某高速公路桥梁建设为研究对象，深入探讨了高速公路桥梁施工中出现混凝土裂缝的原因，并提出相应的治理措施，希望能够为相关工作者提供借鉴。

关键词：高速公路桥梁;混凝土裂缝;原因;处理措施

一、工程概况

双河特大桥位于巧家县金塘镇，汇入金沙江的入口处1km，桥梁起于蒙姑侧山坡，起点里程为K38+077.2，离线向北延伸，在K38+295附近跨越昭巧公路，在K38+420附近跨越双河，终于巧家侧半山腰，终点里程为K38+783.8，全长705.6m，是本项目的控制性工程。本桥为高低塔斜拉桥，双河两岸索塔高度不同。2号（东川侧）索塔塔顶高程为980.411m，承台顶高程为751.411m，索塔自承台顶起的高度为229m，自桥面起的高度为110.48m。本桥索塔（见图1）采用折H形结构，包括塔座、水下塔柱、下塔柱、中塔柱、上塔柱、下横梁、上横梁及塔冠。水下塔柱、中塔柱、下塔柱为普通钢筋混凝土结构，上塔柱索塔锚固区内设置钢锚梁、塔柱内设置预应力钢束，上、下横梁为预应力混凝土结构。由此可以看出混凝土施工是本工程的一项重要环节，也是工程施工控制重点。

图1：双河特大桥桥型总体布置图

二、水文地质条件

本项目地处云贵低纬高原，金沙江河谷深切割地带，海拔高差大，地形地貌复杂，构成了典型的山区气候特点，属南亚热带到寒温带均有分布的高原立体气候。巧家县最热月出现在七月，最冷月出现在一月，极端最高气温44.4℃（出现在2014年6月3日），最低气温-0.4℃（1977年2月8日），最高日平均温度37.3℃，最低日平均温度5.4℃，多年平均气温21.9℃。由于海拔高差大，造成气温随高度的升高而降低，气温立体差异大，形成了“一山分四季，十里不同天”的立体气候特点。桥址区降水量分布特点是：多年平均降雨量714.6mm，雨季（5—10月）多年平均为735.5mm，占全年降水量的89.5%，干季（11—4月）多年平均降水为85.2mm，占全年降水量的10.5%，最大一日降水量达109.9 mm;多年蒸发量达2528.3 mm。

三、混凝土裂缝出现原因

（一）荷载裂缝

在高速公路桥梁施工过程中，经常出现由荷载引起的裂缝，而造成荷载裂缝出现原因主要由两个方面，一方面是施工人员在实际施工过程中，未严格遵循设计要求，随意进行施工，导致混凝土施工环节不符合施工要求，例如钢筋绑扎不合格、混凝土强度达不到规定要求等，从而使得混凝土构件荷载能力较为薄弱，当受到一定的外力时，会出现裂缝。另一方面混凝土桥梁预制构件随意起吊、运输以及安装，使得混凝土预制构件受力不正确，从而导致裂缝出现。

（二）温度裂缝

温度裂缝主要是由于其混凝土自身特性引起的，混凝土受外部和和内部温度差的影响，使得混凝土出现热胀冷缩，引发混凝土构件出现变形，并且产生结构内部应力，当超过混凝土的极限抗拉强度，就会造成混凝土出现裂缝。具体温度裂缝在整个浇筑时期都可能出现，浇筑初期，水泥灰带来大量水化热反应，且其弹性模量会随着时间推移发生变化，应力会在混凝土内部进行积聚，引起混凝土裂缝。浇筑中期，受温度差异影响，引起热胀冷缩，产生残余应力，这样就使得残余应力进一步增加，直到超过混凝土所承受的应力，混凝土出现裂缝。浇筑中期，内部温度冷却，主要受外界温度的影响，如果外界温度变化较大，且与混凝土内部温度差较大，也会造成裂缝。

（三）冻胀裂缝

冻胀裂缝主要出现在一些施工温度较低的地区，混凝土处于零度以下的环境中，水分子会固结成冰，会造成混凝土增大，而混凝土本身具有较强的约束力，会使得混凝土产生冻胀应力。与此同时水分子迁移和重分布的过程会引起渗透压，会使得混凝土强度降低，造成裂缝产生。冻胀裂缝的产生也主要是因为骨料级配不符合要求，骨料之间存在较大的空隙，出现较多的水分，与此同时混凝土振捣出现漏捣情况，在零度以下环境中，就会引起混凝土出现冻胀应力，从而使得裂缝出现。

（四）锈蚀裂缝

锈蚀裂缝主要是因为模板支撑不到位，使得钢筋表面保护层厚度未达到要求，甚至直接与空气接触，这样钢筋长期暴露在外，就会导致钢筋受到腐蚀，钢筋出现碰撞，从而使得混凝土出现裂缝。锈蚀裂缝的产生能够缩小钢筋承载断面面积，同时会引起其它形式的裂缝，严重混凝土的质量。

四、混凝土裂缝防治措施

（一）严格控制混凝土材料

从上述混凝土裂缝产生原因分析，混凝土原材料对其质量具有直接影响。为此在桥梁工程混凝土施工之前，严格控制混凝土材料，应保证混凝土材料中水泥、骨料、外加剂等质量符合施工要求。例如应选择收缩性能较低的水泥，且强度等级要比混凝土级别要高;对于细骨料，不能采用细砂、海砂，对于粗骨料，应控制针片石数量，同时还应注意骨料中的含泥量。同时应严格设计混凝土配合比，并要求施工人员严格按照混凝土配合比要求进行施工，保证每个混凝土施工环节质量，保证混凝土强度达到要求，

（二）严格控制温度环境

在混凝土施工过程中，应严格控制温度环境，避免混凝土浇筑过程中出现较大温度差异。为此施工人员应选择中热或者低热水泥，例如矿渣水泥、粉煤灰水泥等，同时为了减少水泥的用量，还可以适当的添加一些外加剂，包括引气剂、塑化剂等。为了 减少拌和过程中产生的水化热反应，则应适当的添加减水剂。在具体浇筑过程中，应采用分层浇筑的方式，这样可以使得混凝土內部热量得到及时的散出。在大体积混凝土施工过程中，在混凝土内部温度较高时，可以通过注入冷水的方式进行降温，如果外部温度较低，则可以覆盖保温，保持适宜的温差。

（三）加强混凝土裂缝修补

当混凝土裂缝产生后，施工人员应及时采取措施进行处理，首先应对出现的施工裂缝进行分析，对施工裂缝出现的原因、状态进行判断和分析，然后对出现裂缝及时的进行处理。例如对于钢筋锈蚀引起的裂缝、裂缝数量小且宽度大裂缝，可以采用凿槽法，或者也可以采用填充法。对于荷载引起的裂缝，确定产生的原因后，进行补强加固。应选择合适的补强材料，如玻璃布以及胶黏剂等，封闭裂缝。对于温度或者沉降引起的裂缝，修补方式可以采用灌浆方法，或者也可以采用喷浆的方式进行。

五、结束语

综上所述，文章主要结合工程实例，首先对高速公路桥梁工程施工中出现的裂缝原因进行了深入的分析，并根据裂缝，提出相应的预防措施以及处理方案，为施工人员在今后的混凝土施工过程中把握混凝土施工质量提供借鉴，通过科学、合理的质量控制技术以及方案，尽可能的避免混凝土施工过程中出现裂缝，保证混凝土施工质量满足要求，从而促进高速公路桥梁工程建设质量的有效提升。

参考文献：

[1]蒋树新. 分析高速公路桥梁施工中出现混凝土裂缝的原因及处理[J]. 低碳世界，2017（01）：212-213.

[2]张洪波. 高速公路桥梁施工中出现混凝土裂缝的原因及处理[J]. 交通世界，2017（19）：122-123.