探求橋梁混凝土裂縫影響原因

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摘要：混凝土橋梁開裂是工程中常見的病害，通過分析混凝土橋梁裂縫產生的原因，并提出預防橋梁混凝土裂縫的措施，最后，介紹幾種混凝土裂縫的治理方法。

關鍵詞：橋梁；混凝土裂縫；澆筑；沉降；措施

一、混凝土裂縫產生的原因

（一）混凝土自身溫度升高

混凝土澆筑初期，水泥在水化過程中產生大量水化熱，使混凝土的溫度迅速上升。但由于混凝土表面散熱條件較好，熱量可以向大氣中散發，因此溫度上升較少；而混凝土內部由于散熱條件較差，熱量散發慢，水泥散發的熱量不易散失，導致溫度上升較多。

（二）地基基礎沉降的影響

當地基發生不均勻沉降時，會引起構件的約束變形，使結構內部拉應力發生變化，如結構基礎類型差別大、地基地質條件的差異、地基凍脹都能引起結構薄弱部位產生沉降裂縫。

（三）溫差變化

混凝土在施工期間，外界氣溫變化的影響很大。混凝土的內部溫度是澆筑溫度、水化熱的絕熱升溫和結構散熱降溫等各種溫度的疊加之和，外界氣溫愈高，混凝土的結構溫度也愈高，如外界溫度下降，會增加混凝土的降溫幅度，特別是在外界氣溫驟降時，會增加外層混凝土與內部混凝土的溫差。

（四）混凝土收縮變形

混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。混凝土中含有大量空隙、粗孔及毛細孔，孔隙中存在水分，而水分的活動將影響到混凝土的一系列性質，引起混凝土的收縮變形，導致裂縫的產生。

（五）鋼筋銹蝕引起的裂縫

由于保護層厚度不足，混凝土保護層受二氧化碳侵蝕碳化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或由于氯化物介入，鋼筋周圍氯離子含量較高，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞發生銹蝕反應，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長幾倍，從而產生膨脹應力，導致保護層混凝土開裂，沿著鋼筋縱向產生裂縫，并有銹跡滲到混凝土表面。

（六）凍脹引起的裂縫

大氣氣溫低于零度時，吸水飽和的混凝土出現冰凍，游離的水轉變成冰，體積膨脹，因而混凝土產生膨脹應力；同時混凝土凝膠孔中的過冷水在微觀結構中遷移和重分布引起滲透壓，使混凝土中膨脹力加大，混凝土強度降低，并導致裂縫出現。

（七）施工方法和施工工藝原因

在混凝土結構構件制作、運輸、安裝過程中，施工方法不合理、施工質量較低，容易產生各種形式的裂縫，產生裂縫的原因主要有以下幾方面：

1.骨料進場要嚴格控制：碎石廠對碎石的分級生產控制不嚴格，施工單位進場的石子混堆、混放，導致混凝土拌合物和易性性能差，造成混凝土質量波動，質量差的混凝土容易產生裂縫。

2.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；施工時模板剛度不足，在澆筑混凝土時，由于混凝土自重和側向壓力的作用使得模板變形。

二、橋梁混凝土裂縫的預防措施及有效控制

（一）設計措施1.采取合理的結構形式。2.合理布置分布鋼筋:盡量采用小直徑、密間距布筋，結構邊緣處或變截面處需要加強分布筋，表面可以設置鋼筋網片。（二）合理地選擇混凝土原材料優選混凝土原材料（骨料的選用、摻粉煤灰、采用低水化熱的水泥等）、優化混凝土配合比的目的就是使混凝土具有較大的抗裂能力。

（三）基底的處理

1.盡可能以樁柱式(坐于巖盤上的重力式基礎除外)基礎及下部的形式加寬，避免下部產生不均勻沉陷。

2.對基底采取夯實、換填夯實等，使沉降均勻，基底的埋深要考慮凍土的影響；對剛性擴大基礎，建議對下部結構聯成一體，并盡量對基底進行技術處理，盡可能減少不均勻的沉陷。

3.新建基礎的承載能力要比原有基礎適當提高；加強橫向連接，降低沉降對新舊接縫處受力的影響。

（四）采取合適的施工措施

合適的施工方法不僅能降低混凝土內的最高溫度，還能減小混凝土的內外溫差，有效地降低溫度裂縫的產生，達到控制裂縫的目的。

1.混凝土澆筑方案。在混凝土施工過程中，為了有效降低混凝土的內外溫差，常采用分塊澆筑。分塊澆筑又可分為分層澆筑法和分段跳倉澆筑法兩種。

2.振搗工藝。采用二次振搗技術（澆灌后的混凝土），在振動界限以前，給予二次振搗，改善混凝土強度，提高抗裂性。

3.降低混凝土澆筑溫度的措施。把混凝土的初始溫度降低到一定程度，使之產生的溫差較小，從而產生的拉應力小于混凝土抗拉強度，可以避免混凝土開裂。

（五）增加養生措施

剛澆筑的混凝土、強度低、抵抗變形能力小，如遇到不利的溫濕度條件，其表面容易發生有害的冷縮和干縮裂縫。保溫的目的是減小混凝土表面與內部溫差及表面混凝土溫度梯度，防止表面裂縫的發生。

三、處理混凝土裂縫方法

如果裂縫情況影響到混凝土結構的性能時，就應更慎重研討，分析比較，采用經濟高效的方法，達到加固目的，可采用的方法有如下幾種：

（一）表面處理法

沿混凝土裂縫表面鋪設薄膜材料，一般可用環氧類樹脂或樹脂浸漬玻璃布。深度未達到鋼筋表面的發絲裂縫。

（二）填充法

施工時，先將槽內碎片清除，必要時涂底層結合料，填充后待填充料充分硬化，再用砂輪或拋光機將表面磨光。

四、結束語

在橋梁混凝土施工過程中，一定要嚴格施工管理，采用合理科學的施工措施，正確選擇原材料，就可以提高混凝土本身抗拉性能，減少混凝土裂縫的產生，確保工程質量，避免由于出現裂縫而影響工程的質量，從而避免橋梁裂縫的產生，保質保量地完成橋梁混凝土的施工，為公路建設事業發揮有效措施。