道路桥梁混凝土开裂原因及其施工质量控制措施研究

陈永根

摘要：目前，混凝土已成为当代应用最广的土建材料。其中混凝土桥梁成为混凝土的广泛应用之一。但混凝土抗拉强度低，易开裂。一旦混凝土的裂缝宽度超过允许值，将会引起钢筋腐蚀、混凝土碳化及保护层脱落，影响桥梁的正常使用，给我们带来了安全隐患。

关键词：道路桥梁；混凝土开裂；施工质量控制

前言

混凝土裂缝是道路桥梁工程施工与使用中的常见病害之一，混凝土裂缝不仅影响了道路桥梁工程的外观，同时也对道路桥梁的稳定性、耐久性、安全性产生不同程度的影响，是困扰道路桥梁工程技术人员、管理人员的常见问题。

一、道路桥梁混凝土开裂的原因

1.温度的原因

桥梁道路建设最基本的材料就是混凝土本身有着热胀冷缩的特性，不论是因为外部环境的温度变化，还是内部结构的温度的变化，都会使得桥梁的本身发生形变，这样，在形变过程中又会受到各个部位变形的阻力，导致危险产生，当结构内部的拉应力积累到一定程度就会产生裂缝，这种现象，我们常称为温度裂缝。而在实际施工中，温度的变化无法预测和控制，所以实际工程中比较难以考虑。

2.材料质量不合格导致的裂缝

材料这里主要是指混凝土材料，混凝土材料由水泥，骨料，拌合水，外加剂，砂，水泥等成分组成，如果质量不合格，就会产生裂缝。所选砂石的粒径过小，会使得混凝土空隙率过大，级配不良，从而所使用的水泥和拌合水也逐渐增加，这会导致混凝土的性能发生改变，当然若使用特细的砂，问题会更加明显。因为砂石中都还有云母成分，云母成分越多，水泥和骨料的粘接力越小，混凝土强度减弱； 若砂石中泥量的成分很高，会增加水泥和拌合水的用量，可能会降低混凝土材料的抗渗能力，抗冻结性能力等；而若砂石中有机质和轻物质过多又会延缓水泥的硬化过程，从而改变水泥的性能。

3.载重量对桥梁影响

施工中如果没有按照严格的顺序进行，施工人员对原材料的堆放的不注意，对施工器具的使用不善，又或者是随意使用吊机，车辆安装运输等操作，在对原来的道路桥梁受力特点不了解，跨度变化也不了解情况下，当外力累积到一定程度，就会使得原有的稳定状态不再稳定，道路桥梁结构的载重量会发生不均匀现象，容易形成裂缝，这样的裂缝被称为荷载裂缝。

二、道路桥梁混凝土开裂的施工质量控制措施

1.施工材料的控制

1）水泥

道路桥梁混凝土结构的施工属于大体积混凝土施工，大体积混凝土施工中水泥水化热产生的内外温差是导致出现温度应力裂缝的主要原因。因此水泥的质量控制是控制是大体积混凝土施工质量的关键环节。大体积混凝土所用水泥应采用低水化热、后期强度高的水泥，同时在施工过程中有必要采用相应的外加剂辅助施工。

2）粗细骨料

桥梁混凝土施工中选用的砂石骨料应据施工条件和在保证质量的前提下，尽量选择减少水泥用量，不仅可节省成本，还可以减少混凝土材料的收缩。若是在相同配合比的条件下，使用碎石的混凝土强度高，抗裂性能也较卵石的高。所以为达到大体积混凝土工程中抗裂的高要求，施工时宜采用碎石作为粗骨料。

3）外加剂

混凝土外加剂的使用可以改善混凝土和提升混凝土的性能，加入一种或多种外加剂复合使用，能有效提升混凝土性能的同时尽可能减低不利因素的作用。如减水剂可在保证混凝土满足设计强度的同时减少水泥用量等，通过多种方法防止混凝土产生开裂。

4）掺和料

搅拌混凝土常用的掺和料常用的用粉煤灰、硅灰、磨细矿渣、烧粘土等，其中粉煤灰的应用最为普遍。加入掺和料可以改善混凝土的部分性能，同时可降低成本，节约水泥用量。粉煤灰的添加对于大体积混凝土施工有着重要意义，特别是可以有效减少混凝土中水泥水化热的产生中，从而减少裂缝出现的风险。

2.施工工藝的控制

1）拌和与振捣过程

在混凝土搅拌过程中，投料可采用二次投料工艺，可有效提升拌合效果，增加混凝土的均匀性和粘结性，从而提高强度。在大体积混凝土基础的垂直施工缝施工时，应尽可能采用二次振捣，一般宜在混凝土浇注后1小时左右进行。

2）浇注过程

大体积混凝土结构的施工应在施工条件允许的情况下，尽可能采取分层多次浇注，施工层的结合部应按施工缝进行处理以减少水化热的产生和不利影响。每层浇筑的厚度可视具体情况而定，一般可在0.5-2.0m 范围内，两层浇筑时间的选择宜在下层温度有明显下降，上层混凝土的热量不会明显影响到下层为准。

3）温度控制

混凝土搅拌中要注意水量的添加，尤其是在天气炎热的季节中，目的是为了降低或者控制混凝土的温度。比如，夏季施工时要注意减少混凝土的浇筑厚度，方便混凝土的散热。特殊情况下要注意在混凝土内部增设降温办法，可确保混凝土的抗裂性。因为混凝土的质量越好，其抗裂性就越强，所以为保证道路桥梁施工中混凝土质量，我们也不能忽视混凝土的堆放、搅拌方式，或混凝土浇筑过程。

4）加强混凝土早期养护

经过大量实践证明，混凝土常见的裂缝大都是由于温度梯度造成的表面不同深度的裂缝，寒冷地区温度骤降，非常容易形成裂缝，因此保温对混凝土表面的早起裂缝有防止作用，从温度角度来看，应有以下要求： （1）防止混凝土内外温度差及混凝土表面产生梯度；（2）防止混凝土超冷，应尽量设法使混凝土施工期间的最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度；（3）防止老混凝土面过冷，以减少新老混凝土间约束。

三、施工混凝土裂缝处理的措施

1.对桥梁结构进行有目的的加强

当混凝土结构受到施工裂缝的影响，稳定性能受到干扰时就要有针对的进行加强，方法主要有常见的以下三种： （1）通过预应力加固法增大桥梁结构截面面积，增加支点数量来达到提高稳定性的目的；（2）利用钢板等部件对混凝土构件进行加固处理的方法；（ 3）通过继续喷射混凝土的喷射法来达到补强加固，提高混凝土强度效果。

2.表面修补

表面修补法始终简单也最常用的方法，适用于表面浅层次裂缝处理，当然一些影响不到整体承载力的深层次裂缝也可以采用此方法。操作具体如下： 在找到裂缝位置后，可选用环氧胶泥或者是水泥等材料进行表面涂抹处理，然后再用防腐性能的优良材料在混凝土表秒涂刷，例如： 沥青，油漆。

3.置换混凝土

置换混凝土顾名思义，就是把原有的开裂处混凝土清除掉，再灌入新的混凝土方法，这种方法适用于裂缝较严重的情况。

4.化学防护

化学防护采用的是电化学的相关原理，通过改变环境中的相关因素或者是使钢材钝化来发挥其良好的防腐功效。

结语

上文主要就桥梁混凝土中常见裂缝原因分析，并且就其预防措施以及施工质量管理等方面进行探析，希望有所借鉴。

参考文献：

[1]王武田.浅谈公路桥梁产生裂缝的原因与防治[J].价值工程，2011.

[2]顾庆.伍金华.董晴.关于桥梁施工裂缝原因和防治措施的研究[J].交通标准化.2011.