关于公路工程混泥土桥梁裂缝的探讨

杨丽玲黄威

杨丽玲黄威（广西八桂工程监理咨询有限公司）

摘要：交通的迅速发展带来了桥梁数目的增多，而作为重要材料的混泥土由于其价格低廉、可浇注性强、易养护等特点，在桥梁工程中广泛应用。但因抗拉力差、容易开裂的缺点导致桥梁坍塌事故屡见不鲜。本文通过多年实践工作，提出几点桥梁裂缝的思考。

关键词：混泥土桥梁裂缝原因对策

0引言

混泥土是一种由沙石、水泥、水及其他辅助材料混合而成的质脆性材料，随着国家建设投资的发展，特别是国家拉动内需的政策，对市政工程的投入进一步加大，各类桥梁在市政工程的应用日益广泛，混凝土在桥梁结构中应用的越来越多。但作为混泥土“常发病”和“多发病”的开裂问题，一直困扰着桥梁工程技术人员，并且经常出现裂缝事故，可谓成也萧何，败也萧何。如何解决此问题，避免不必要的损失，将问题解决于摇篮中，首先要明确导致裂缝的原因，才能从技术上解决。

1概况

2007年11月5日，浙江嘉兴海盐县县城常绿桥桥身和引桥之间发生位移，形成二十多厘米的缝隙，最宽处有二十七厘米，超负荷运行可能是导致事故发生的原因；2007年8月13日湖南凤凰沱江大桥坍塌，造成64人死亡，22人受伤，主要原因是养护期短，沙石含土量过高，导致混凝土不饱和，未填实，有空隙、空洞；2009年5月17日湖南省株洲市市区红旗路高架桥发生坍塌，4人死亡，15人受伤，经调查发现，事故前桥墩桥体已出现裂缝，但未做任何防范血的教训再次让我们重思。

2混泥土桥梁裂缝产生的原因

混泥土裂缝较轻时可以致使内部钢筋等材料产生腐蚀，降低钢筋混泥土材料的承受能力，严重时将威胁到人的生命、财产，对裂缝的控制尤其重要，由此先要了解产生裂缝的原因。

2.1内因

2.1.1热量水泥水化过程中放出大量的热，且主要集中在浇筑后的7d左右，如果以水泥用量350Kg/m3～550Kg/m3来计算，每m3混凝土将放出17500KJ～27500KJ的热量。如果这些热量无法在短时间内散出去，内外部由于温差过大，将产生内部温度应力，使捏部受压，外部受拉，一旦内外温差引起的拉应力超过混泥土早期抗拉强度时，裂缝就此产生。

2.1.2收缩在实际工程中，混凝土因收缩所引起的裂缝是最常见的。由于混泥土在结硬时体积缩小，若受到约束力，就可能导致裂缝的产生。混凝土浇筑后4～5小时左右，出现泌水和水分急剧蒸发，混凝土失水收缩，同时骨料因自重下沉，形成塑性收缩；在混凝土结硬以后，表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，就形成干缩。

2.1.3钢筋锈蚀钢筋在电化反应中，由于所生成的铁锈面积大于原钢筋的面积，会在钢筋周围的混泥土中产生胀拉力，一旦混泥土的保护层比较薄，抵挡不住这种拉力，就会产生裂缝，裂缝的发生又致使钢筋进一步腐蚀，形成恶性循环。

2.1.4碱—骨料化学反应混泥土孔隙中水泥的碱性溶液与活性骨料（含SiO2）化学反应，生成碱—硅酸凝胶，此物质遇水后可产生膨胀，导致混泥土胀裂，由表及里，由少及多。

2.1.5设计设计阶段，由于结构不计算或部分漏算；计算模型不合理；结构受力假设与实际受力不符；内力与配筋计算错误；结构安全系数不够，导致结构物的实际工作状态同常规计算有出入，从而在某些部位引起开裂。例如两铰拱桥拱脚设计时常采用布置“X”形钢筋、同时削减该处断面尺寸的办法设计铰，理论计算该处不会存在弯矩，但实际该铰仍然能够抗弯，以至出现裂缝而导致钢筋锈蚀。

2.2外因

2.2.1外界温度变化混凝土具有热胀冷缩性质，当遇到炎热或大风天气，混泥土表面水分过快，水泥水化热与外界温度产生内外温差梯度，造成温度应力，极易引发混凝土的开裂。另外年温差也会在一定程度上导致裂缝的产生，主要是导致桥梁的纵向位移，一旦结构的位移受到限制时才会引起温度裂缝，例如拱桥、刚架桥等。

2.2.2地基变形在施工前由于地质勘察精度不够、试验资料不准，比如丘陵区或山岭区桥梁，勘察时钻孔间距太远，而地基岩面起伏又大，勘察报告没有充分反映实际地质情况；没有正确分析地基地质差异程度，比如河沟处的地质与山坡处变化较大，地基土由于不同压缩性引起不均匀沉降；缺乏对结构荷载差异度的认识，在地质情况比较一致条件下，各部分基础荷载存在差异较大时，有可能引起不均匀沉降，例如高填土箱形涵洞中部比两边的荷载要大，中部的沉降就要比两边大，箱涵可能开裂。

3裂缝的防治对策

裂缝是钢筋混泥土钱粮常见的一种缺陷，分析其导致裂缝的原因，我们就可以采取相应的措施。

3.1选用低温原材料，降低水化热原材料的选用将直接影响工程质量，水化热是混泥土客观存在的问题，如何降低所内外温度差成为减少裂缝的主要思路。水泥释放温度的大小及速度取决于水泥内矿物成分的不同，水泥越细发热速率越快，在施工中，尽量选用水化热较低的水泥，如低热矿渣硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥等，并尽可能减少水泥用量，比如使用中砂可以减少水及水泥的用量。

3.2填加加料和外加剂，降低收缩值收缩是混泥土的特性，如设计处理不当，水灰比过高，水泥用量过多，则容易引发裂缝。为增加混凝土的密实度，提高抗渗能力，改善混凝土的工作度，降低最终收缩值，减少水泥用量，可以在混泥土总添加一定量的粉煤灰。合理应用外加剂也可以达到减少水泥用量的目的，比如UFA膨胀剂，它可以等量替换水泥，并且使混凝土产生适度的膨胀。

3.3通过外控技术，降低温度差外部温度具有变幻无常的特征，具有一定的难控性，要调节好内外温差，首先通过计算机仿真技术对混凝土施工期温度场和温差进行计算机模拟动态猜测，提供结构沿厚度方向的温度分布及随混凝土龄期变化情况，制定混凝土在施工期内不产生温度裂缝的温控标准。做好准备工作后，在实际施工中，应用延缓温差梯度和降温梯度的措施，比如控制混凝土入温度并加强振捣，严格控制振捣时间，移动距离和插入深度，保证振捣密实，严防漏振和过振，确保混凝土均匀密实。在条件允许的情况下，可以在内外不设立保温材料温度测点及养护水温度测点，对混泥土的温度进行监控。在施工完之后，可以采取通水冷却的方式进行保养，以便加快混凝土内部的热量散发，防止裂缝的产生。若在冬季施工，要防止混泥土被冻，一般控制施工温度5℃～10℃为宜。

3.4修补方法混凝土裂缝，应以预防为主，但由于目前采用的防止裂缝的安全系数较小，而实际情况有复杂多变，所以实际工程中难免出现一些裂缝。当裂缝已经产生，需要及时补救，避免更大的裂缝产生。

3.4.1表面修补法。当裂缝细而浅，深度未达到钢筋表面的发丝，并且不漏水，浆材难以灌入时，可以采用表面涂抹和表面贴补法。

3.4.2填充法。当裂缝宽度不大，深度较浅，可以先凿除混泥土的松散组织的风化层几破裂部分，成“V”型，将槽冲洗干净，用高标号干硬水泥砂浆填封，注意保养。

3.4.3灌浆法。当裂缝小于0.1mm时，可以采用粘滞度小、渗透性强的灌注甲凝；当裂缝大于0.1mm小于0.4mm时，采用粘滞度大的还氧树脂；当裂缝大于0.4mm时，一般采用水泥浆灌注。

综上所述，混泥土桥梁裂缝产生的原因是多种的，既有内因，也有外因，只有充分认识其发生的原因，区别对待，才能采取科学合理的措施。通过严谨的设计、严格的施工、认真的工作态度，依照国家的有关规定和技术标准，减少安全隐患，降低国家和人民人身和财产损失。

参考文献：

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