橋面鋪裝裂縫預(yù)防與對策

姚 毅（福建交建集團(tuán)工程檢測有限公司，福建 廈門361000）

混凝土橋面鋪裝橋面板裂縫是經(jīng)常出現(xiàn)的質(zhì)量通病，困擾著橋梁工程技術(shù)人員，是工程施工中普遍面臨的難題。橋面板鋪裝時，面對經(jīng)過試驗人員檢測、如坍落度等合格的混凝土，在澆筑成型前，是很難保證在施工后，是否不會出現(xiàn)裂縫?；炷亮芽p產(chǎn)生的原因很多，有變形引起的裂縫，如溫度變化、收縮、膨脹等原因引起的裂縫；有外載作用引起的裂縫；有養(yǎng)護(hù)環(huán)境不當(dāng)和化學(xué)作用引起的裂縫等。然而，依照施工流程，橋面混凝土鋪裝施工工藝流程如下：原材料試驗混凝土配合比設(shè)計→清洗橋面→綁扎橋面鋼筋網(wǎng)→檢查幾何尺寸→檢查保護(hù)層厚度→焊接角鐵確定標(biāo)高→焊接橋面連續(xù)鋼筋→澆筑混凝土→滾杠提漿→整平→拉毛→覆蓋養(yǎng)生［1］。從橋面板的施工工藝流程可以看出，橋面混凝土產(chǎn)生裂縫可以從以下幾個方面查找原因并加于預(yù)防。

1 原材料試驗混凝土配合比設(shè)計

1）水泥：目前橋面鋪裝一般設(shè)計為C50防水混凝土。在配合比設(shè)計中［2］，考慮到施工工藝，為滿足運輸車傾倒時最小以及施工必須的坍落度，如采用52.5水泥，不摻外摻料，用量都要達(dá)到400kg。對于相對較薄的鋪裝層，水泥用量多，增大水化熱，意味著體積收縮時，容易出現(xiàn)干縮開裂。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(xì)，且縱橫交錯，成龜裂狀，形狀沒有任何規(guī)律。因此，設(shè)計合理的配合比，降低水泥用量是首要。

2）粗、細(xì)集料：表現(xiàn)為石子的級配和砂的含泥量較大等原因。粗、細(xì)集料的級配和粒徑不好，必然要加大混凝土的膠凝材料總量和用水量，從而增加混凝土的收縮而開裂。良好的石子級配能使孔隙小，水泥用量少，不易離析及和易性好，粗骨料粒徑最大不大于20mm，并采取雙級配、曲線中值為宜。砂石中如果含泥量較大，不僅將造成水泥和拌和水用量加大，而且還降低混凝土強(qiáng)度和抗凍性、抗?jié)B性。含泥量的增大與增少，目前對混凝土強(qiáng)度的影響有較多的研究定論；而對含泥量多少對混凝土橋面裂縫產(chǎn)生多大的影響，沒有較多的討論。同樣的水灰比，砂率不變，含泥量增大勢必影響混凝土的工作性，降低混凝土材料之間的粘結(jié)應(yīng)力及強(qiáng)度，從而增加了混凝土裂縫因素；含泥量應(yīng)控制在規(guī)范規(guī)定的范圍內(nèi)。還有一種較特殊情況，屬于膨脹裂縫?；炷潦┕ね暌恢苤?0天左右，橋面逐漸出現(xiàn)了裂縫，這就是化學(xué)作用引起的堿—集料反應(yīng)。其預(yù)防措施有，一、當(dāng)水泥中堿含量大于0.6%時，需對骨料進(jìn)行堿—骨料反應(yīng)試驗，二、如必須采用的骨料是活堿性的，就必須選用低堿水泥，三如無低堿水泥，則應(yīng)摻入足夠的活性混合材料如粉煤灰、礦渣等，以緩解破壞作用，四、堿—骨料反應(yīng)的必要條件是水分，干燥狀態(tài)下則不會發(fā)生反應(yīng)［3］?；炷恋臐B透性對堿—骨料反應(yīng)有很大影響，應(yīng)保證混凝土密實性和避免表面積水。

3）用水量及外加劑：混凝土配合比不合理主要是指用水量過大，塌落度偏大，提漿抹面后，混凝土面層易泌水，出現(xiàn)水紋瓜印，并且影響混凝土的初期強(qiáng)度，導(dǎo)致早期強(qiáng)度增長不能抵抗內(nèi)部水化熱，干縮變形產(chǎn)生的應(yīng)力，造成裂縫。高強(qiáng)度的標(biāo)號設(shè)計，為了要降低水灰比，降低用水量，目前都是使用外加劑手段來實現(xiàn)。合理的混凝土施工配合比，考慮到運輸距離和季節(jié)溫度變化時、施工必要的塌落度，應(yīng)選擇適宜的用水量，通過外加劑來調(diào)整塌落度。外加劑目前都使用高效減水型，在選取最佳摻量范圍內(nèi)，要注意減水的效果以及與原材料的相溶性。采用含堿的外加劑，可能對堿骨料反應(yīng)有影響。

4）摻合料：使用粉煤灰或礦粉，其目的能改善混凝土的工作性、降低水化熱及降低經(jīng)濟(jì)成本，按摻量要求，不大于15%。但是，粉煤灰或礦粉由于內(nèi)比表面積和燒失量對水泥混凝土的干縮收縮影響很大。尤其現(xiàn)在公路市政工程（除高速公路施工外）較多采用商品混凝土，在外摻料的摻量上都大于15%以上，而且達(dá)不到一級粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)，不能起到代替水泥作用，質(zhì)量也不穩(wěn)定。對于摻合料的摻量，應(yīng)當(dāng)按照《橋規(guī)》上要求［4］，條件環(huán)境下最少水泥用量和最小水膠比。而粉煤灰或礦粉的摻量，往往又是造成橋面裂縫的主要原因。初期出現(xiàn)的細(xì)小不規(guī)則收縮干裂裂縫，在澆筑完工后，隨著時間的發(fā)展，變的伸長加寬，基本需要重新翻工；取消了配合比中粉煤灰或礦粉的摻量，反而往往解決了裂縫出現(xiàn)的現(xiàn)象。建議不摻或少摻。

2 清洗橋面

表現(xiàn)為T梁頂面未按施工規(guī)范進(jìn)行全面鑿毛或鑿毛深度不夠，清洗不干凈，還附著油漬和砂塵土，以及澆筑時，振動器移動太快，造成局部未完全振搗密實，導(dǎo)致橋面鋪裝與梁頂面施工縫結(jié)合不實。這些部位也會導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生或者造成脫空，在荷載作用下進(jìn)一步造成碎裂，降低建筑結(jié)構(gòu)的整體性和剛度；足夠的鑿毛和橋面清洗，混凝土粘結(jié)越牢，鋪裝層使用壽命越長。

3 綁扎橋面鋼筋網(wǎng)，檢查幾何尺寸，檢查保護(hù)層厚度

具體反映在澆筑前檢查鋼筋網(wǎng)綁扎、鋼筋網(wǎng)保護(hù)層厚度、墊塊支撐均符合要求，但混凝土一經(jīng)澆筑，就會出現(xiàn)鋼筋網(wǎng)的上保護(hù)層厚度過大，造成收縮裂縫。鋼筋網(wǎng)的設(shè)計大多采用Φ8~12mm的鋼筋，間距10~15cm,，橋面板厚度10~12cm，理想的鋼筋網(wǎng)應(yīng)鋪裝在橋面厚度的中間。但在施工時，鋼筋網(wǎng)避免不了混凝土在傾倒時的沖力與施工人員在上面踩踏，使鋼筋網(wǎng)容易變形壓彎、移位，間距變大，墊塊滑移脫離，成型后混凝土中的鋼筋網(wǎng)下沉緊貼在梁板上，致使起不到預(yù)防裂縫的作用；或者鋼筋網(wǎng)上浮，保護(hù)層較薄，甚至露筋，如有銹蝕的鋼筋更容易造成混凝土的膨脹開裂。施工前，對綁扎牢固的鋼筋網(wǎng)，應(yīng)選擇幾個點用鉚釘嵌入梁體固定網(wǎng)片或者設(shè)置定位鋼筋；鋼筋間距除綁扎外可采取點焊方法，加強(qiáng)經(jīng)施工人員踩踏后的不變形；墊塊擺放位置準(zhǔn)確，加大密度?？傊瑯蛎驿佋O(shè)鋼筋網(wǎng)，是為了抵抗混凝土的溫差收縮應(yīng)力，預(yù)防較薄的混凝土層易出現(xiàn)的變形開裂。

4 焊接角鐵確定標(biāo)高、焊接橋面連續(xù)鋼筋

T梁經(jīng)過張拉后，橋面起拱，致使橋面不平整。焊接角鐵在于調(diào)整橋面縱橫坡造成不均勻的標(biāo)高，通過找平，確定鋼筋網(wǎng)的安裝鋪設(shè)，確保鋼筋網(wǎng)在保護(hù)層因上下厚度過大或過小而造成的裂縫，從而起到承受荷載作用力下橋面受力能均勻分布。荷載裂縫是施工中潛伏的隱性危害，而且施工中往往不于重視。因為T梁經(jīng)張拉封錨后吊裝到橡膠支座平臺上，鋼硬性的鋪裝層下的T梁通過鋼絞線張力實際上可視為一個彈性物體。施工時，重型車輛、起重吊機(jī)在橋面頻繁行駛，能使混凝土在早期自縮產(chǎn)生的內(nèi)部細(xì)小裂紋，因上述原因上下振動，沉降不均，進(jìn)而部分隱性裂紋在幾天后形成裂縫，越變越長，變寬，甚至貫穿板面，特點是1-2m就發(fā)生一道。另一原因，施工過程中過分強(qiáng)調(diào)進(jìn)度，容易造成鋪裝層和梁板間的連續(xù)筋沒有完全立直，彎曲，使其兩層之間存在“冷縫”現(xiàn)象，在同時受力情況下，變形不一致，造成鋪裝開裂。因此，施工時，應(yīng)嚴(yán)格控制重型設(shè)備在橋面上頻繁行駛，尤其是在混凝土澆筑和混凝土初凝及初期強(qiáng)度增長時期。

5 澆筑混凝土

1）澆筑混凝土是鋪裝層橋面施工工藝中重要一環(huán)。混凝土目前都采用商混車輸送，在澆筑倒料時，車輛應(yīng)當(dāng)慢行，移動料斗，不使混凝土過于集中一處或者采用二層逐次順序澆筑。操作人員在攤鋪時盡量減少人數(shù)在鋼筋網(wǎng)上踩踏，避免鋼筋網(wǎng)變型，移位，確保鋼筋網(wǎng)在澆筑過程中在鋪裝層中間。

澆筑橋面是需要“看天”施工的，主要是溫度環(huán)境變化對混凝土成型的影響。混凝土具有熱脹冷縮的性能，而且抗折強(qiáng)度低于抗壓強(qiáng)度，當(dāng)鋪裝層因溫度變化產(chǎn)生內(nèi)外拉伸變形收縮不同時，在混凝土初凝階段，很容易出現(xiàn)曲翹進(jìn)而開裂。

2）夏季施工時，最好能避開正午一天溫度最高時間，尤其大多橋梁是建造在江上或峽谷空曠間，風(fēng)速大，加上溫度高，能使鋪裝層表面失水較快，縮短初凝時間，如不能快速成型，便會形成前后混凝土收縮不同，導(dǎo)致還沒二次抹面前便產(chǎn)生干縮裂縫。有經(jīng)驗的班組常常采用傍晚或夜間來施工，這時溫差變化不大。夏季施工除撐握好天氣情況，也常會遇上不期而至的雷雨，在覆蓋好已澆筑完的板面，以防水泥漿的流失，還應(yīng)做好接縫的處理。

3）冬季施工時，按規(guī)范要求［4］,溫度要在5°C以上，選擇白天施工是比較好的，反而是對夜晚溫度下降要做好混凝土的防凍措施。溫度低于零度和混凝土吸水飽和是發(fā)生凍脹破壞的必要條件。當(dāng)混凝土中骨料空隙多、吸水性強(qiáng)；骨料中含泥土等雜質(zhì)過多；混凝土水灰比偏大、振搗不密實；養(yǎng)護(hù)不力使混凝土早期受凍等，均可能導(dǎo)致混凝土凍脹裂縫。常出現(xiàn)橋面板產(chǎn)生縱向的開裂。

4）春秋季是比較好的施工時期，但早晚溫差大，空氣干燥，面層的失水也比較快，容易出現(xiàn)收縮裂縫。施工后對鋪裝面的及時養(yǎng)護(hù)是關(guān)鍵，養(yǎng)護(hù)方法因材而施，主要是能起到保濕作用。

5）混凝土的澆筑主要是振搗方式和時間。機(jī)械振搗方式比手工搗固方式混凝土收縮性要小，時間應(yīng)根據(jù)機(jī)械性能決定，一般以5~15s/次為宜，時間太短，振搗不密實或漏振，水泥漿上不來，內(nèi)部空隙多，強(qiáng)度不足或不均勻；振搗時間太長，造成分層，水泥漿都浮于上面，形成粗集料下沉，面層水泥漿太厚，容易發(fā)生收縮開裂。振搗時的時間撐握是施工質(zhì)量的重要手段，特別要注意一點，施工時振動捧不能長時間靠在鋼筋網(wǎng)上振搗，容易造成對前面已振搗完的混凝土，在接近初凝時，鋼筋網(wǎng)因振動使周圍的混凝土不能產(chǎn)生自動粘結(jié)，形成人為的裂縫出現(xiàn)。

6 滾杠提漿、整平

混凝土經(jīng)攤鋪振搗后，在滾杠提漿時應(yīng)當(dāng)初見有點砂漿就行，遍次太多容易出現(xiàn)泌水現(xiàn)象；通過補(bǔ)平攤鋪時局部出現(xiàn)的凹凸，用人工來整平收漿反而更好。必須強(qiáng)調(diào)是二次抹面，經(jīng)過二次抹面能把一些因泌水浮漿出現(xiàn)的瓜紋、溫度和氣候造成的面層收縮裂縫重新抹除掉，消除裂縫的發(fā)展，是一道必要的施工工序。

7 拉毛、覆蓋養(yǎng)生

主要問題是拉毛及覆蓋養(yǎng)生時間的掌握，因天氣溫度情況變化的不同，混凝土初凝時間也會不一，當(dāng)臨近初凝，及時的用拉毛器拉毛，拉毛和壓槽深度應(yīng)為1~2mm,能消除一些表面裂縫的發(fā)展，并全面覆蓋養(yǎng)生，整個過程要快而不亂?；炷恋某跗趶?qiáng)度增長對抵抗收縮產(chǎn)生的裂縫應(yīng)力非常關(guān)鍵，及時的養(yǎng)護(hù)能夠避免溫度變化、干縮收縮等裂縫的產(chǎn)生，并且對超重車輛應(yīng)嚴(yán)禁止通行，以免振動過大，造成不必要的荷載裂縫。覆蓋養(yǎng)生要根據(jù)不同的地區(qū)季節(jié)氣候，環(huán)境溫濕度情況來決定。有條件的最好在7d內(nèi)始終處于全濕養(yǎng)生狀態(tài)，對強(qiáng)度增長有益。

8 結(jié)語

橋面鋪裝是橋梁工程的“衣裳”，是橋梁施工最后一道工序,其施工質(zhì)量不僅直接影響橋梁的總體質(zhì)量和外觀，而且還關(guān)系到橋梁主體結(jié)構(gòu)的受力和營運期間通行車輛對橋梁產(chǎn)生的荷載和沖擊作用。橋面鋪裝歸納起來是材料、施工、環(huán)境三個施工方面，卻是一環(huán)扣一環(huán)，每一道施工環(huán)節(jié)的疏忽大意都可能產(chǎn)生裂縫。根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，加強(qiáng)管理，認(rèn)真施工，嚴(yán)格把控，橋面混凝土的裂縫是完全可以防止的。

［1］《福建省高速公路施工標(biāo)準(zhǔn)化管理指南（橋梁）》［M］北京.人民交通出版社2010.72-74

［2］《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》JGJ55-2011［S］北京.中國建筑工業(yè)出版社2011

［3］黃詩福等箸.建設(shè)工程質(zhì)量檢測工作手冊（2012年修訂版）［Z］50-51

［4］《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》JTG/TF50—2011［S］北京.人民交通出版社2011.32-33.242-243