公路橋梁鋼筋混凝土施工裂縫防治技術(shù)的探討

摘要：對(duì)混凝土裂縫的防治是公路橋梁施工質(zhì)量控制的重要工作之一。由于公路橋梁為露天工程，施工過(guò)程中難以避免溫度的變化，加之混凝土自身性質(zhì)問(wèn)題，裂縫是難以完全避免的。而只要在施工中采取合理的溫度控制措施、施工控制措施，并對(duì)施工中發(fā)現(xiàn)的裂縫進(jìn)行及時(shí)修補(bǔ)，就能有效減少裂縫的產(chǎn)生，并有效控制混凝土裂縫的深度和規(guī)模，進(jìn)而保障公路橋梁工程施工質(zhì)量，提升公路橋梁工程的服務(wù)性能并延長(zhǎng)其使用壽命。本文探討了公路橋梁鋼筋混凝土施工裂縫防治技術(shù)。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；鋼筋混凝土；施工裂縫；防治技術(shù)

公路橋梁施工建設(shè)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、運(yùn)輸量不斷增加的背景下發(fā)展迅速，公路橋梁施工過(guò)程中鋼筋混凝土的裂縫問(wèn)題已經(jīng)越來(lái)越多地影響到公路橋梁的正常使用。加強(qiáng)對(duì)鋼筋混凝土裂縫的防治措施已經(jīng)成為我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。加強(qiáng)裂縫防治技術(shù)，需要區(qū)別對(duì)待不同原因?qū)е碌牧芽p，特別要重視防止裂縫出現(xiàn)的預(yù)防措施。

一、公路橋梁鋼筋混凝土施工裂縫的分類

根據(jù)結(jié)構(gòu)承載力的影響，我們將公路橋梁施工過(guò)程中出現(xiàn)的裂縫分為兩種：一種是結(jié)構(gòu)性裂縫，另一種是非結(jié)構(gòu)性裂縫。兩種裂縫因歸屬原因不同而會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果。

結(jié)構(gòu)性裂縫是指由于外界荷載過(guò)大或橋梁的結(jié)構(gòu)承載力過(guò)低而造成橋梁發(fā)生結(jié)構(gòu)性裂縫。由其含義可知，造成橋梁出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫的主要原因是由于橋梁的剛性、延性以及強(qiáng)度等不足。所謂非結(jié)構(gòu)裂縫指的是橋梁因外界環(huán)境變化而產(chǎn)生的非荷載結(jié)構(gòu)變形或者混凝土因不能滿足自身而發(fā)生的變形。相對(duì)結(jié)構(gòu)性裂縫而言，非結(jié)構(gòu)性裂縫不會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)的整體或局部承載力產(chǎn)生影響，可一旦超過(guò)某一限度，會(huì)對(duì)橋梁的耐久性及美觀性造成影響，甚至削弱結(jié)構(gòu)承載力。

二、公路橋梁工程鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)常見(jiàn)裂縫與成因分析

1、荷載裂縫

混凝土橋梁在靜、動(dòng)荷載及次應(yīng)力下產(chǎn)生的裂縫稱荷載裂縫，主要有直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫兩種。直接應(yīng)力裂縫是指外荷載引起的直接應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫；次應(yīng)力裂縫是指由外倚載引起的次生應(yīng)產(chǎn)生裂縫。

2、收縮裂縫

在實(shí)際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見(jiàn)的。在混凝土收縮種類中，塑性收縮和縮水收縮（干縮）是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因，另外還有自生收縮和炭化收縮。研究表明，影響混凝土收縮裂縫的主要因素有：水泥品種、標(biāo)號(hào)及用量，骨料品種，水灰質(zhì)量比，外摻劑，養(yǎng)護(hù)方法，外界環(huán)境，振搗方式及時(shí)間。

3、溫度裂縫

混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì)，當(dāng)外部環(huán)境或內(nèi)部溫度發(fā)生變化，混凝土將發(fā)生變形，若變形遭到約束，則在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)即產(chǎn)生溫度裂縫。在某些大跨徑橋梁中，溫度應(yīng)力可以達(dá)到甚至超出荷載應(yīng)力。溫度裂縫的主要特性是將隨溫度變化而擴(kuò)張或合攏。引起溫度變化的主要因素有：年溫差、日照、驟然降溫、水化熱、蒸汽養(yǎng)護(hù)或冬季施工措施不當(dāng)?shù)取?/p>

4、凍脹裂縫

大氣氣溫低于零度時(shí)，吸水飽和的混凝土出現(xiàn)冰凍，游離的水轉(zhuǎn)變成冰，體積膨脹9%，因而混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力；同時(shí)混凝土凝膠孔中的過(guò)冷水（結(jié)冰溫度在-78℃以下）在微觀結(jié)構(gòu)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(qiáng)度降低，并導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。尤其是混凝土初凝時(shí)受凍最嚴(yán)重，成齡后混凝土強(qiáng)度損失可達(dá)30%～50%。冬季施工時(shí)對(duì)預(yù)應(yīng)力孔道灌漿后若不采取保溫措施也可能發(fā)生沿管道方向的凍脹裂縫。

5、施工材料質(zhì)量不合格引起的裂縫

混凝土主要由水泥、砂、骨料、拌和水及外加劑組成，配置混凝土所采用的材料質(zhì)量不合格，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

6、施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)引起的裂縫

在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運(yùn)輸、堆放、拼裝及吊裝過(guò)程中，若施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣，容易產(chǎn)生縱向、橫向等各種裂縫，特別是細(xì)長(zhǎng)薄擘結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)裂縫。

7、地基變形引起的裂縫

由于基礎(chǔ)豎向不均勻沉降或水平方向位移，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生附加應(yīng)力，超出混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉能力，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開(kāi)裂?；A(chǔ)不均勻沉降的主要原因有：地質(zhì)勘察精度不夠，試驗(yàn)資料不準(zhǔn)；地基地質(zhì)差異太大；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)載差異太大；結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)類型差別太大；土地凍脹；橋梁基礎(chǔ)基于滑坡體、溶洞或活動(dòng)斷層等不良地質(zhì)時(shí)，可能造成不均勻沉降。

8、鋼筋銹蝕引起的裂縫

要防止鋼筋銹蝕，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)規(guī)范要求控制裂縫寬度、采用足夠的保護(hù)層厚度（當(dāng)然保護(hù)層不能太厚，否則構(gòu)件有效高度減小，受力時(shí)將加大裂縫寬度）；施工時(shí)應(yīng)控制混凝土的水灰質(zhì)量比，加強(qiáng)振搗，保證混凝土的密實(shí)性，防止氧氣侵入，同時(shí)嚴(yán)格控制含氯鹽的外加劑用量，沿海地區(qū)或其他存在腐蝕性強(qiáng)的空氣、地下水地區(qū)尤其應(yīng)慎重。

三、公路橋梁鋼筋混凝土施工裂縫的防治技術(shù)

1、預(yù)防措施

預(yù)防措施公路橋梁裂縫中一般采用的主要預(yù)防措施是：鋼筋表面涂上一層防腐材料，應(yīng)提前對(duì)混凝土加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，還要增加養(yǎng)護(hù)的時(shí)間，尤其是在溫度比較低冬季，要涂刷一些養(yǎng)護(hù)劑，增加混凝土早期的強(qiáng)度延長(zhǎng)混凝土保溫養(yǎng)護(hù)時(shí)間，防止混凝土出現(xiàn)干縮現(xiàn)象，盡量多采用粉煤灰水泥或者中低熱的水泥。這些類型水泥的收縮量比較小，還可以減少水泥的總用量比較節(jié)約。不管是水泥還是添加劑都要選擇無(wú)堿成分或者是低堿成分的。

2、表面的養(yǎng)護(hù)

在施工的過(guò)程中當(dāng)鋼筋混凝土鋪設(shè)完畢后，為了保證鋼筋混凝土在最終凝固前表面的濕潤(rùn)狀態(tài)，可以在鋼筋混凝土表面上鋪蓋一層塑料膜或是草墊子、麻片等覆蓋物，在必要時(shí)也可以噴一些養(yǎng)護(hù)劑，這樣可以防止因水散發(fā)太快所導(dǎo)致的干裂形成的裂縫。

3、施工技術(shù)措施

當(dāng)鋼筋混凝土隨著水灰比的值越大，其干縮成度就就會(huì)越來(lái)越厲害。因此在施工的過(guò)中當(dāng)，一定控制好水灰比的大小，或是適當(dāng)添加一些減水劑，以達(dá)到控制鋼筋混凝土干縮的目的，對(duì)鋼筋混凝土在攪拌和施工過(guò)程中的配合比例要進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

4、修補(bǔ)方法

第一是，表面的涂抹方法，這種方法適用于沒(méi)有達(dá)到鋼筋表面的比較淺的或者非常細(xì)小甚至不能灌入漿材或者停止活動(dòng)伸縮的裂縫。第二是，嵌縫封堵方法。就是沿著裂縫的走向鑿出槽然后在槽中嵌填入聚合物，如：水泥、砂漿等來(lái)修補(bǔ)裂縫。第三是，填充法。這種方法主要適用于，深度比較淺但是又比較寬但是裂縫范圍卻比較少的裂縫填充方法。第四是，灌漿法。這種方法主要是將甲基丙烯酸酯、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯、水泥漿等膠結(jié)材料，利用借助產(chǎn)生壓力的設(shè)備壓入到混凝土產(chǎn)生的裂縫中，使與混凝土形成反應(yīng)形成硬化狀態(tài)，慢慢變成為混凝土的一部分，修補(bǔ)細(xì)小裂縫和大裂縫，這種方法使用的范圍較為的廣泛。第五是，結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)法。主要可以用于因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間無(wú)人處理的裂縫，所導(dǎo)致的混凝土耐久性下降，或是因?yàn)槌奢d、火災(zāi)等原因所造成的嚴(yán)重性裂縫。

綜上所述，公路橋梁施工建設(shè)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、運(yùn)輸量不斷增加的背景下發(fā)展迅速，公路橋梁施工過(guò)程中鋼筋混凝土的裂縫問(wèn)題已經(jīng)越來(lái)越多地影響到公路橋梁的正常使用。加強(qiáng)對(duì)鋼筋混凝土裂縫的防治措施已經(jīng)成為我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。加強(qiáng)裂縫防治技術(shù)，需要區(qū)別對(duì)待不同原因?qū)е碌牧芽p，特別要重視防止裂縫出現(xiàn)的預(yù)防措施。

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