道路桥梁混凝土裂缝问题及处理措施

道路桥梁混凝土裂缝问题及处理措施

单洋洋

陕西高速公路工程试验检测有限公司广州分公司   广州市 510000

摘要：在道路桥梁工程中，由于各种因素的影响，根据其原因，制定相应的防治措施，以保证其施工过程中混凝土不能出现裂缝，从而影响道路桥梁的安全和质量。为了有效地防止混凝土开裂，应从材料、施工工艺、荷载等多方面入手，对混凝土施工的影响进行综合控制，以提高道路桥梁施工的整体质量，从而推动我国道路桥梁工程的可持续发展。

关键词：道路桥梁；混凝土裂缝；处理措施

引言

混凝土开裂是道路桥梁施工中普遍存在的问题，关系到桥梁的施工质量。考虑到混凝土开裂是不可能彻底消除的，因此，在实际操作中，必须保证裂缝控制在控制范围之内，减少财产的损失，避免对行人和车辆的安全造成危害。为了最大限度地降低混凝土开裂的发生和发展，必须深入分析混凝土开裂的形成机制，并据此制定相应的防治对策，并及时治理公路桥梁混凝土开裂，避免混凝土开裂的进一步发展和扩大。

1.道路桥梁裂缝危害

道路桥梁裂缝不仅影响工程的美观，还会影响结构的完整性，若不采取措施及时控制和处理，可能导致无法换回的损失。一方面，裂缝贯通发展进而导致混凝土断裂，阻碍交通，甚至导致道路桥梁倾覆，造成严重的生命财产损失；另一方面，多裂缝发展形成“蜘蛛网”路面，给行人出行造成困难，车辆在上面行驶会非常颠簸，极易造成交通事故。此外，从工程结构性能来看，裂缝的存在还容易导致一些次生危害，降低结构的工程性能。比如，裂缝是很好的渗水通道，外界的水通过裂缝渗入混凝土结构内部，造成钢筋腐蚀；裂缝将导致混凝土与空气中CO2的接触面增大，加速了混凝土碳化，削弱对钢筋的保护，缩短工程寿命。

2.道路桥梁裂缝类型

道路桥梁裂缝有不同分类方式，根据道路桥梁工程中混凝土裂缝的形式，可将裂缝分为八字型裂缝、X型裂缝、垂直裂缝、水平裂缝。八字型裂缝形如汉字“八”。当混凝土材料不合格，砂石、水泥配合比不合理，骨料分布不均匀时，在运营期因塑性收缩常出现八字型裂缝。X型裂缝形如字母“X”。X型裂缝形成机理较为复杂，主要是不均匀温度梯度导致不均匀温度应力，从而引起X型裂缝。垂直裂缝，垂直裂缝常在桥梁或道路跨中出现，主要是因为截面抗拉强度和抗弯强度不足，在不均匀沉降或外力作用下导致混凝土拉裂。水平裂缝，混凝土施工时压实度不够或压实不均匀，混凝土路面切缝不及时，都会导致道路桥梁混凝土出现水平横向裂缝。此外，道路桥梁工程混凝土裂缝还可按裂缝发展状态、裂缝位置、形成原因等分类。

3.道路桥梁施工中混凝土裂缝成因

3.1.荷载引起的裂缝

荷载裂缝是混凝土桥梁在常规静荷载、动荷载与次应力作用下产生的裂缝。由外荷载直接应力引起的裂缝为直接应力裂缝；由外荷载引起的次应力产生的裂缝为次应力裂缝。荷载裂缝产生的主要原因是设计阶段钢筋布置不合理，或者钢筋结构刚度不够造成的；同时桥梁在使用过程中，荷载过大并超过设计荷载时，也会引发荷载裂缝。

3.2.收缩引起的裂缝

道路桥梁混凝土由于收缩引起的裂缝比较常见。虽然收缩裂缝对构件承载力的影响不大，但会对结构外观有较大的影响。收缩裂缝形成的主要原因：混凝土在成形之后表面的水分会蒸发，整个蒸发过程会从表面开始，然后向里发展，由于混凝土结构内外部的干缩量不同，在混凝土内部约束的影响下，拉应力会在混凝土中产生，引发混凝土开裂。

3.3.温度引起的裂缝

温度裂缝的主要成因：混凝土浇筑完成后的硬化过程中，水泥会产生大量的水化热，混凝土内部的热量无法散失，温度会快速升高，而混凝土表面具有良好的散热条件，散热较快，温度上升不多，使混凝土内外部产生较大的温差，并同时产生温度应力，当该应力超过混凝土的抗拉强度时，就会产生裂缝。

3.4.地基基础变形引起的裂缝

构件在地基发生不均匀沉降后会产生约束变形，混凝土结构内部会产生拉应力，如果拉应力超过结构的抗拉强度，就会有沉降裂缝在结构薄弱部分产生。发生不均匀沉降裂缝的主要原因：在地质勘察过程中不够精准，缺少对地质情况的全面了解，施工前没有对地基进行处理，导致地基不均匀沉降。

3.5.钢筋锈蚀引起的裂缝

钢筋锈蚀之后有效断面面积减小，削弱了钢筋与混凝土之间的黏结力（混凝土抵抗钢筋滑移能力的物理量），混凝土结构的承载力会因此受到影响，进而引发裂缝。钢筋发生锈蚀主要是由于混凝土内部含有氯离子，或者有氯离子通过混凝土结构的孔隙渗入结构内部，与钢筋发生化学反应，诱发钢筋锈蚀。

3.6.施工工艺质量引起的裂缝

道路桥梁混凝土裂缝产生的原因有很多，施工工艺质量不高也是引起裂缝的主要因素。混凝土在浇筑、起模等各个环节，如果施工工艺不合理，会产生各类裂缝，其中，最容易出现裂缝的部位是细长薄壁结构。施工工艺质量引起裂缝的原因包括混凝土保护层厚度不符合要求、振捣不密实、浇筑过快等。

4.道路桥梁裂缝的处理措施

4.1.荷载裂缝地预防

在桥梁上部结构采用现浇板时，要考虑横向受力钢筋的设置。可采用直径较小的钢筋，且合理控制钢筋间距需，要求控制在

10cm以内；分布筋需在结构边缘处或变截面处进行加强，将钢筋网片设置在表面；当构件体积较大时，可以设置对抗剪切钢筋。为避免钢筋发生锈蚀，要求对混凝土拌和用水进行严格的检验，避免其中含有氯离子，确保保护层厚度符合要求，也可以加入外加剂提升混凝土的耐久性。施工前进行全面的地质勘察，对不良地基进行处理，避免使用阶段出现不均匀沉降。

4.2.表面处理技术

这种裂缝处理技术比较便于操作，而且施工成本比较低，对施工人员技术水平要求不高。施工人员根据道路桥梁混凝土材料类型，制作相对应的表面修补材料。表面修补处理技术适合小规模的道路桥梁混凝土裂缝，且深度并未达到混凝土结构内部的裂缝修补。但需要注意的是，在采用表面处理技术修补道路桥梁混凝土裂缝时，最好暂时限制施工区域的路面行车。

4.3.填充处理技术

填充处理技术是目前处理道桥混凝土裂缝的主要措施。这种裂缝处理技术成本较低，操作简单，比较适合应用于裂缝宽度在0.3mm以下并且深度比较小的混凝土裂缝修补中。为了提高混凝土填充修补效果，可以对裂缝进行开槽处理，一般会开一个“V”字形槽口，这样能够确保填充物与混凝土结构有更大的接触面。

4.4.灌浆处理技术

灌浆法大多应用于大规模道路桥梁混凝土裂缝的修补施工中，修补效率比较高，裂缝处理效果比较理想。但也有部分道路桥梁的小规模混凝土裂缝采用灌浆处理技术。施工人员需要事前根据道路桥梁混凝土材料的类型以及水灰比等参数，尽量配备与原有混凝土材料参数相同的灌浆浆液，这样有助于提高灌浆浆液与道路桥梁原有混凝土材料之间的黏合效果。

4.5.钢筋锈蚀裂缝的预防

保证混凝土的高碱度、防止有害离子的入侵是预防钢筋锈蚀的关键所在。最基本的预防措施是提高混凝土自身的防护能力。在环境比较恶劣时，需采取有效措施做好钢筋锈蚀裂缝的预防工作。

1）涂刷隔离层。混凝土涂刷隔离层，能有效提升防水性与耐久性，能延缓混凝土的碳化速度，对混凝土起到良好的维护作用。混凝土表面的附着物在养护人员的施工过程中，要及时清除干净；用水将混凝土冲刷干净；在混凝土干燥之后将一层砂浆或绝缘层涂抹在构件表面，常见的隔离层有环氧树脂涂料等。

2）提高混凝土防护能力。减少有害离子入侵、减缓碱度丢失是提高混凝土防护能力的重要手段。混凝土材料选择必须符合标准，对水灰比、水泥用量等进行严格控制；控制好振捣工作，提升混凝土的密实度。使用特种钢筋材料。在混凝土中运用耐腐蚀钢筋，能有效阻隔有害离子混入混凝土中，避免钢筋产生锈蚀。加入钢筋阻锈剂。将钢筋阻锈剂加入混凝土中，能被有效阻隔有害离子，从而减少对钢筋产生的不良影响，减缓钢筋的锈蚀速度。

4.6.施工裂缝的预防

做好各支撑基础与地基的处理，防止沉降等情况发生。对于耳墙式桥台、U形桥台等。填土要位于桥台之间，要做好填土质量控制，如土质、含水量等；为避免填土含水量过高，要注重做好防水与排水。按照要求规定进行桥墩混凝土浇筑，如果在施工过程中一部分施工缝难以避免，要及时清除混凝土面的浮浆，在待浇面上铺水泥浆，然后对混凝土进行浇筑。桥墩浇筑要连续进行，不能中断，不能留施工缝。现浇混凝土支设模板施工过程中，要求能做好承载力分析，避免混凝土偏压。模板必须牢固。基础、支架压缩变形等是支架处理的要点。避免基础下沉情况发生，在调整时可以使用千斤顶和揣手楔。需预先设计好浇筑顺序，在施工过程中需严格按照顺序操作。将缓凝剂掺入混凝土，对硬化开始时间进行调整。可最先浇筑可能产生最大挠度位置的混凝土，容易发生裂缝的中间支点处的混凝土可最后浇筑，这样能对裂缝的产生起到良好的预防作用。在预制构件模板上涂刷隔离剂，隔离剂在浇筑前需保持有效；脱模需保持平稳。合理堆放构件。垫块需按照受力特点设置，堆放采取重叠式设置，在一条竖直线上设置垫块；板、柱这些构件的正反相同，要求做好标志，避免在存放过程中损坏构件；在运输过程中垫木需设置在构件间。按照规定与要求吊装。构件的侧向刚度较差时，横向加固设施的设置十分重要，比如，预制预应力空心箱梁在吊装过程中可使用牵引绳，防止出现晃、撞等情况。

4.7.温度裂缝的预防

在养护时采用蒸汽养护法，对温度升高与下降的速度进行有效控制。现浇混凝土箱梁顶板在水化反应下，温度较高，所以，在混凝土初凝时要使用塑料薄膜进行覆盖。在弯矩与剪力最小处布设天窗，两个天窗位于同一个断面上，且需错开1m以上，以便完全开放天窗。通道气孔设置在梁翼缘板与腹板交接处，设置间隔距离为5m；在横隔梁处增设通气孔，确保通畅的气流，减少箱内外温差，混凝土终凝后采取洒水降温措施养护。在施工过程中严格控制骨料含泥量，应减少使用量，防止混凝土的抗拉强度随着含泥量的增加而下降。混凝土配制时，要选择低热或者中热水泥，常见的水泥材料有矿渣硫酸盐水泥等。为有效利用混凝土的后期强度，可以采取90d强度设计配合比，可以有效减少水泥用量。合理控制混凝土入模温度，不宜过高。完成混凝土浇筑之后，需采取保温、保湿养护措施。

5.结束语

综上所述，随着我国社会和经济的迅速发展，道路运输在我国的发展中占有举足轻重的地位。目前，在道路桥梁结构中应用最多的是钢筋混凝土结构，但由于其在使用中存在着耐久性问题，从而对其寿命产生一定的影响。在道路桥梁工程中，裂缝是常见的，很容易发生安全事故，因此，有关部门应充分认识其产生的原因，并做好相应的预防措施。

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