馬傳青

（商丘市路興公路工程有限公司，河南 商丘 476200）

近年來，隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，交通基礎設施建設也是如火如荼，各地興建了大量的混凝土橋梁。在橋梁建造和使用過程中，由于混凝土裂縫而影響工程質(zhì)量甚至造成橋梁坍塌的事例屢見不鮮。

1 混凝土橋梁施工裂縫種類及幾種主要成因

1.1 溫度變化引起的裂縫

水化熱。出現(xiàn)在施工過程中，大體積混凝土中水泥水化要產(chǎn)生熱量，大體積混凝土內(nèi)部的熱量不如表面的熱量散失得快，造成內(nèi)外溫差過大，其所產(chǎn)生的溫度應力可能會使混凝土開裂。

夏季高溫和冬季低溫施工時混凝土養(yǎng)護措施不當，混凝土忽冷忽熱，內(nèi)外溫度不均，易出現(xiàn)裂縫。

1.2 收縮引起的裂縫

在橋梁混凝土工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是很常見的。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮（干縮）是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因。混凝土收縮裂縫的特點是大部分屬表面裂縫，裂縫寬度較細，且縱橫交錯，成龜裂狀，形狀無規(guī)則。

研究表明，影響混凝土產(chǎn)生收縮裂縫的主要因素有：

水泥品種、標號及用量。礦渣水泥、快硬水泥、低熱水泥混凝土收縮性較高，普通水泥、火山灰水泥、礬土水泥混凝土收縮性較低。水泥標號越低、單位體積用量越大，細度模數(shù)越大，則混凝土收縮越大，且收縮時間越長。

骨料品種。骨料中石英巖、石灰?guī)r、白云巖、花崗巖、長石巖等吸水率較小，其收縮性較低；而砂巖、板巖、角閃巖等吸水率較大，其收縮性較高；骨料粒徑大收縮小，其含水量越大收縮越小。

水灰比。用水量越大，水灰比越高，混凝土收縮越大。

外摻劑。外摻劑保水性越好，則混凝土收縮越小。

養(yǎng)護方法。良好的養(yǎng)護可加速混凝土的水化反應，獲得較高的混凝土強度。養(yǎng)護時保持濕度越高、氣溫越低、養(yǎng)護時間越長，則混凝土收縮越小。蒸汽養(yǎng)護方式比自然養(yǎng)護方式混凝土收縮要小。

外界環(huán)境。大氣中濕度小、空氣干燥、溫度高、風速大，則混凝土水分蒸發(fā)快，混凝土收縮快。

1.3 施工材料質(zhì)量引起的裂縫

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成。配置混凝土所采用材料質(zhì)量不合格，可能導致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

水泥

Ⅰ.水泥安定性不合格，水泥中游離的氧化鈣含量超標。氧化鈣在凝結(jié)過程中水化很慢，在水泥混凝土凝結(jié)后仍然繼續(xù)起水化作用，可破壞已硬化的水泥石，使混凝土抗拉強度下降。

Ⅱ.水泥出廠時強度不足，水泥受潮或過期，可造成混凝土強度不足，從而導致混凝土開裂。

Ⅲ.當水泥含堿量較高，同時又使用含有堿活性的骨料，可能導致堿骨料反應。

砂、石骨料

砂石的粒徑、級配、雜質(zhì)含量。

砂石粒徑太小、級配不良、空隙率大，將導致水泥和拌和水用量加大，影響混凝土的強度，使混凝土收縮加大，如果使用超出規(guī)定的特細砂，后果更嚴重。砂石中云母的含量較高，將削弱水泥與骨料的粘結(jié)力，降低混凝土強度。砂石中含泥量高，不僅將造成水泥和拌和水用量加大，而且還降低混凝土強度和抗凍性、抗?jié)B性。砂石中有機質(zhì)和輕物質(zhì)過多，將延緩水泥的硬化過程，降低混凝土強度，特別是早期強度。砂石中硫化物可與水泥中的鋁酸三鈣發(fā)生化學反應，體積膨脹2.5倍。

拌和水及外加劑。拌和水或外加劑中氯化物等雜質(zhì)含量較高時對鋼筋銹蝕有較大影響。采用海水或含堿泉水拌制混凝土，或采用含堿的外加劑，可能對堿骨料反應有影響。

1.4 施工工藝質(zhì)量引起的裂縫

在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運輸、堆放、拼裝及吊裝過程中，若施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣，容易產(chǎn)生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進的和貫穿的各種裂縫，特別是細長薄壁結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)。裂縫出現(xiàn)的部位和走向、裂縫寬度因產(chǎn)生的原因而異，比較典型常見的有：

混凝土保護層過厚，或亂踩已綁扎的上層鋼筋，使承受負彎矩的受力筋保護層加厚，導致構(gòu)件的有效高度減小，形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。

混凝土振搗不密實、不均勻，出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞，是導致鋼筋銹蝕或其它荷載裂縫的起源點。

混凝土澆筑過快，混凝土流動性較低，在硬化前因混凝土沉實不足，硬化后沉實過大，容易在澆筑數(shù)小時后發(fā)生裂縫，即塑性收縮裂縫。

混凝土攪拌、運輸時間過長，使水分蒸發(fā)過多，引起混凝土塌落度過小，使得在混凝土體積上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。

混凝土初期養(yǎng)護時急其干燥，使得混凝土與大氣接觸的表面上出現(xiàn)不規(guī)則的 收縮裂縫。用泵送混凝土施工時，為保證混凝土的流動性，增加水和水泥用量，或因其它原因加大了水灰比，導致混凝土凝結(jié)硬化時收縮量增加，使得混凝土體積上出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。

混凝土分層或分段澆筑時，接頭部位處理不好，易在新舊混凝土和施工縫之間出現(xiàn)裂縫。

混凝土早期受凍，使構(gòu)件表面出現(xiàn)裂紋，或局部剝落，或脫模后出現(xiàn)空鼓現(xiàn)象。

施工時模板剛度不足，在澆筑混凝土時，由于側(cè)向壓力的作用使得模板變形，產(chǎn)生與模板變形一致的裂縫。

施工時拆模過早，混凝土強度不足，使得構(gòu)件在自重或施工荷載作用下產(chǎn)生裂縫。

施工前對支架壓實不足或支架剛度不足，澆筑混凝土后支架不均勻下沉，導致混凝土出現(xiàn)裂縫。

施工質(zhì)量控制差。任意套用混凝土配合比，水、砂石、水泥材料計量不準，結(jié)果造成混凝土強度不足和其他性能（和易性、密實度）下降，導致結(jié)構(gòu)開裂。

2 預防裂縫的措施

2.1 控制好混凝土原材料的質(zhì)量和混凝土配合比的選擇

水泥。水泥應符合現(xiàn)行國家標準,選用水泥時,應以能使所配制的混凝土強度達到要求、收縮性小、和易性好和節(jié)約水泥為原則。同時應注意其特性對混凝土結(jié)構(gòu)強度、耐久性和使用條件是否有不利影響。

細骨料。要求采用級配良好、質(zhì)地堅硬、顆料干凈、粒徑小于5mm,并盡量使用河砂。砂中雜質(zhì)的含量應通過試驗測定,其最大含量不應超過規(guī)范規(guī)定。

粗骨料。應采用堅硬的碎石,由于橋梁各結(jié)構(gòu)部位的鋼筋不同，因此要嚴格控制骨料的粒徑,盡可能采用連續(xù)級配,施工前應對所用碎石進行堿活性檢驗。

拌和水及外加劑。拌制混凝土的用水不應含有影響水泥正常凝結(jié)與硬化的有害雜質(zhì)或油脂、糖類及游離酸類等。如需添加外加劑,則應根據(jù)外加劑的特點,結(jié)合使用目的和混凝土澆注時的季節(jié)環(huán)境來確定外加劑的使用品種。使用前應檢驗其效果,摻量要準確。

合理選擇混凝土配合比。在配制混凝土配合比時應考慮施工季節(jié)、結(jié)構(gòu)形狀、模板形式、混凝土強度等級等因素對橋梁結(jié)構(gòu)抗裂性能的影響。在施工中,施工單位往往只注重混凝土強度而忽視其變形特性和工作性,而混凝土變形特性和工作性恰好是混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因所在。

2.2 提高施工工藝質(zhì)量

要注意支架和模板的沉陷及變形。支架沉陷、模板變形是引起早期裂縫的原因之一，對于現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，支架及模板必須進行設計計算和荷載預壓。

確?；炷恋陌韬唾|(zhì)量。拌制混凝土配料時,各種衡器應保持準確?；炷涟韬臀飸韬途鶆?顏色一致,不得有離析和泌水現(xiàn)象?；炷涟韬臀锏奶涠龋瑧跀嚢璧攸c和澆注地點分別取樣檢測，同時還應觀察其粘聚性和保水性。

提高混凝土的澆注工藝。澆注混凝土時,除少量塑性混凝土可用人工搗實外,宜采用振動器械搗實?；炷翝沧B續(xù)進行,如因故必須間斷時，其間斷時間應小于前層混凝土的初凝時間。應特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫，出現(xiàn)后要恢復其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的，因此施工中應以預防其貫穿性裂縫的發(fā)生為主。

做好混凝土的養(yǎng)護?；炷琉B(yǎng)護的好壞直接關系到是否出現(xiàn)收縮或溫度裂縫的重要環(huán)節(jié)，一般混凝土澆注后，應在收漿后盡快給予覆蓋和灑水養(yǎng)護。每天灑水數(shù)次以保持混凝土表面經(jīng)常處于濕潤狀態(tài)。

2.3 加強夏季高溫和冬季低溫時混凝土橋梁結(jié)構(gòu)施工的保護措施。對于在夏季高溫和冬季低溫狀態(tài)下施工的混凝土結(jié)構(gòu)，除按正常要求施工外,還要根據(jù)實際情況采取多種有效措施以預防混凝土開裂。

3 總結(jié)

總之，混凝土橋梁裂縫是橋梁工程施工中容易產(chǎn)生和難以防范的一個重要問題，如處理不當，將直接影響橋梁的工程質(zhì)量，并有可能導致嚴重的后果。橋梁裂縫成因復雜、多樣，必須具體問題具體分析，正確把握問題的實質(zhì)，從而在施工過程的各個環(huán)節(jié)，合理采取相應對策加以防治。有關混凝土橋梁裂縫的研究與探討，對發(fā)現(xiàn)、合理分析和有效控制裂縫具有重要的實際意義。

[1]公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范（JTJ041-2000）.北京：人民交通出版社，2000

[2]公路施工手冊-橋涵.北京：人民交通出版社，1999

[3]公路工程水泥混凝土試驗規(guī)程(JTJ053-94）.北京:人民交通出版社，1994.