高速公路桥梁施工混凝土裂缝的成因及控制措施

高速公路桥梁施工混凝土裂缝的成因及控制措施

陈良江冯木均

陈良江冯木均

贵州省公路工程集团有限公司

摘要：随着我国经济以及建筑业的蓬勃发展，混凝土高速公路桥梁走进了人们的生活，混凝土建筑廉价性、可塑、易修补。近几年里，混凝土裂缝导致的高速公路断裂以及桥梁垮塌事故频频发生，故而加强对桥梁和高速公路混凝土裂缝的控制十分重要。

关键词：高速公路桥梁；裂缝；混凝土

在公路桥梁施工的过程中，混凝土裂缝现象最为普遍常见，其经常影响建筑工程质量，严重影响到人们的生活，因此解决公路桥梁施工中的混凝土裂缝问题迫在燃眉之急。本文研究并分析了高速公路桥梁施工中的混凝土裂缝问题，对高速公路桥梁施工中混凝土裂缝现象的危害进行阐述，进而分析造成高速公路桥梁施工中混凝土裂缝的缘由，总结并提出了控制公路桥梁混凝土裂缝的对策。对今后的高速公路桥梁施工的参考，具有重要意义。

一、产生裂缝的原因

1温度和湿度

在一般情况下，混凝土具有热胀冷缩的特点，水泥出现的水化放热、阳光照射、周围温度的变化、大气温度的变化等因素均会对混凝土膨胀收缩的现象造成影响，在此过程中混凝土会产生出一定的应力，当应力超出混凝土所能承载的强度后，其表面就会产生裂缝。混凝土裂缝问题不同于其他建筑的裂缝，因为混凝土裂缝受多半是由于温度产生的，其受温度影响严重，裂缝会随着温度的升高或降低而出现缩拢或者扩张。混凝土浇筑完成后，水泥热量不易散发，进而引起其内部温度升高，若混凝土表面与内部温差达到极限，就可能会出现裂缝的现象，在浇筑后，没有对混凝土表面覆盖塑料薄膜或麻袋，保障其湿度以及内外温差，未全面了解混凝土在强度发展过程中内部的温度分布情况，根据温度梯度的变化情况，控制混凝土的内外温差、降温速率，进而出现裂缝现象。在混凝土逐渐凝固的过程中，其表层的水分蒸发很快，其内部也会产生剧烈的水化反应，这些足以使混凝土的内部结构发生巨大变化，进而使其出现裂缝。

2荷载

桥梁混凝土受到动荷载、静荷载以及次应力的作用时，会产生荷载裂缝。荷载裂缝包括两种主要形式：直接应力裂缝和次应力裂缝。桥梁混凝土在受到向外荷载后产生次应力导致桥梁混凝土产生的裂缝被称作次应力裂缝，如在设计内力时出现的错误，或者运输车辆的违规运行等；桥梁混凝土在受到向外荷载后产生直接应力导致桥梁混凝土产生的裂缝被称作直接应力裂缝。如桥下过往船舶与公路桥梁的桥墩发生激烈碰撞，或者受到洪水，地震等自然灾害的影响。

3钢筋锈蚀

一般情况下，公路桥梁的主要结构均长时间暴露在外部环境中，加之其所处环境的影响以及防腐设施的缺乏，使高速公路桥梁的自身保护功能低于一般的建筑，在其施工中经常受到外界条件的腐蚀，在不同程度上影响了公路桥梁内部的钢筋结构，因此钢筋的体积会出现膨胀现象，进而使混凝土发生不同程度上的裂缝现象。如果不及时修护，其裂缝会随着时间的推移越来越大，影响越来越严重，最后出现保护层剥落以及钢筋断裂的情况。

4施工技术原因

在高速公路桥梁施工中，产生混凝土裂缝问题的常见的原因是混凝土自身的热胀冷缩现象，收缩会导致混凝土体积发生变形，主要包括缩水收缩、塑性收缩、自生收缩以及炭化收缩。在混凝土浇筑5小时后，其水泥成分的内部会发生水化反应，使水分析出，在水泥中形成分水链，由于水分过快蒸发，混凝土中的骨料会出现下沉情况，若混凝土此时还没有完全硬化，则发生塑性收缩。一般情况下，混凝土骨料在下沉过程中会受到一些阻拦，因此会沿着钢筋的布置方向产生收缩裂缝。在混凝土硬化后，其表面水分蒸发，因此内部温度就会逐渐下降，混凝土体积就会减小，进而出现缩水收缩现象。若混凝土内外部收缩力度不均衡，外部则受到内力的制约，致使表面承受来自内部的拉力，当拉力超过混凝土表面的承受极限时，会产生收缩裂缝的现象。

二、高速公路桥梁混凝土裂缝的控制措施

1施工预防措施

当温度高于25℃低于30℃时，在浇筑混凝土施工的过程中应对温度因素作为重点考虑内容，周边温度过高会使水分蒸发速度加快，导致混凝土风干，进而严重影响混凝土的浇筑质量。因此，在施工过程中，应严格遵循高速公路工程桥梁施工技术标准，同时应结合公路桥梁施工的具体情况来制定对应的有效决策。

水泥强度愈高，则水泥石强度愈高，其力愈强，进而混凝土强度愈高。在其强度相当的情况下，水泥石强度随水灰比增大而降低。水泥的水灰比愈大，则混凝土孔隙愈多，混凝土强度愈低；反之，混凝土强度愈高。因此，在施工过程中应对混凝土的配比方案进行最优设计，设计的过程中应对高温导致混凝土塌落的现象予以充分考虑，对混凝土的配合比结合实际情况进行调整，为防止混凝土下降，可在拌合时加入适量的减水剂。当前桥梁建筑工程所选用的混凝土，多掺有硅酸盐水泥，硅酸盐水泥的水化热高，加之混凝土蒸发收缩的现象，其凝固会相对较快，因此混凝土表面极易出现裂缝，解决这一问题应该在混凝土出现剧烈的收缩时对其中添加适量缓凝剂。

一般情况下，混凝土都是选择30℃以上的水进行拌合，在施工场地温度较高时，为了防止浇筑完温度过高情况，在拌合混凝土过程中可以加入适当的冰块，进而降低其温度。或选择在气温较低的时刻进行拌合，由此避免烈日高温。砂石以及碎石在混凝土配比中的比例为80%左右，在拌合混凝土前应对用作选料的砂石、碎石进行降温。

在施工的过程中时，应加强对混凝土变形数据的监测，有效提高其抗裂性能。施工时，保证混凝土的质量满足高速公路桥梁施工的技术要求；一经发现裂缝，及时对其进行调查，根据调查数据结果进行研究和分析，进而采取相应措施对其裂缝展开修补工作。

2裂缝的补修措施

2.1表面补修

表面补修是对混凝土表面进行修补，即在混凝土裂缝的表面涂一层保护膜。在施工过程中，先将混凝裂缝内的杂物清除，并用水冲洗干净。排除积水后，在裂缝处用树脂进行填充，对适当部位进行涂抹。

2.2灌浆法

灌浆法是用真空压力装置将浆质料压进裂缝，一段时间后，裂缝中的浆质料会逐渐强化、硬化，使混凝土与其成为一个整体，此种方法能长期有效的避免裂缝现象再次发生，其整体的密封性良好。

2.3嵌缝法

嵌缝法是在混凝土产生的裂缝处开槽，然后向其中添置一些止水材料，这样补修既能封堵裂缝，又能确保混凝土的表面平整。此方法在补修裂缝方面十分有效。

结束语

总而言之，有效的控制高速公路桥梁混凝土的裂缝现象，我们应严格规范施工的各个环节、加强控制公路桥梁混凝土的施工技术以及选料，对公路桥梁混凝土裂缝的产生进行有效的预防，确保施工安全进行，进而提高建筑质量。

参考文献：

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