桥梁工程裂缝原因及预防

在浇筑期间，混凝土内部温度变化受水泥水化热的影响很大。大型桥梁多采用高强混凝土，且基础、墩台、0#块等部位截面大，混凝土体量大，散热差，因而水泥水化放热造成混凝土内部温度很高，内外温差大，致使表面出现裂缝，严重时甚至贯穿整个截面。温度突变、昼夜交替、冬季施工等情况会使混凝土内外产生较大的温度梯度，也是产生温度裂缝的原因。

基础变形的影响

施工过程中，当地基承受的载荷不断增大，会造成基础的竖向不均匀沉降或水平位移，在结构中产生附加应力，当应力超出混凝土抗拉能力时，导致开裂。这种裂缝产生的原因有：掌握的地质条件不充分，地基地质差异大，结构自身荷载不均衡等。

施工和现场养护的因素

这些因素与人员技术水平、队伍管理水平有关，受人为影响，应特别引起重视，从根本上预防。如预应力张拉错误、腹板截面尺寸突变（由大变小）、锚具锚固处局部混凝土强度不够会引起结构裂缝；局部配筋不足当，而支撑又过早拆除，会引起结构裂缝；钢筋绑扎不当而过于贴近模板造成保护层厚度减小，混凝土浇筑时振捣不均匀使气泡未排尽，都会诱导裂缝的产生；混凝土硬化期间，养护不当致使混凝土早期脱水会引起收缩裂缝。

裂缝的诊断要点

施工期出现的裂缝，其中一些裂缝开裂机理较复杂，仅凭简单的观察难以分析其成因，这些裂缝可能由某个原因引起而在其他因素的影响下开裂扩展。要判断裂缝的性质，必须对裂缝进行诊断，需要做如下几个方面的调查。

1裂缝的现状调查

主要是对裂缝的表观形态作详细观察，并做好详细记录，作为分析、判断的依据。①裂缝的位置。记录好裂缝所在的节段，具体位置是在箱梁内部，还是外部，是在腹板，还是底板、顶板或横隔板。并用粉笔在原位把裂缝勾勒出来，标明裂缝的起终点，留待观察对比，有条件应拍照记录。②裂缝宽度、长度与深度。裂缝宽度是混凝土结构判断其影响程度的重要参数。用裂缝测宽仪测量宽度，裂缝宽度记录是分析开裂原因、决定修补及补强加固的重要指标。裂缝的终止处一般是主拉应力与混凝土抗拉强度平衡的临界位置，其长度反应了局部主拉应力超过混凝土抗拉强度影响的范围。检查裂缝的深度并判别浅表裂缝、保护层裂缝以及是否贯通（应同时观察两个表面，可用水渗透法等），可帮助分析裂缝成因和对结构的影响程度，并决定修补或加固的方法。③裂缝的分布形态。关键是要详细记录裂缝的走向及裂缝附近的情况。一般情况下，裂缝走向与混凝土的主拉应力方向互相垂直。应查清楚裂缝的形状（区分枣核形、直线形、齿锯形或弯曲迂回等），不同原因引起的裂缝，有不同的外观表现。

2裂缝开展情况及动态观察

检查裂缝附近混凝土的干湿状态、表面颜色是否均匀，是否有混凝土剥离、剥落等，并做好记录。开裂时间是判断开裂原因的重要依据，发现时间与开裂时间一般不一致，准确的时间通常难以把握，必须多收集相关信息，参考自施工以来，对可能造成开裂的各种情况（工况、工艺、材料等）详细了解，最后进行综合判断。桥梁施工期内，产生的裂缝一般不会立即处理，而后续梁段的施工会对前面的梁段的受力产生影响。因此，已发现的裂缝应作好详细的记录，每个梁段施工结束后，应对裂缝再次观察记录，观测其长度、宽度、深度以及数量的变化，并留意裂缝附近有无异常。

施工阶段裂缝的防治与处理

1裂缝的预防

预防工作主要从材料、工艺、人员培训、施工管理等方面着手。①混凝土的收缩是（高性能）混凝土产生早期裂缝的主要原因。降低混凝土的早期收缩的措施常有：选用水化速率较慢的水泥，减慢水分的蒸发；在满足工程要求的情况下，选用较高的水灰比；选用优质矿物掺合料，增加保水性能；做好充分的水养护。②预防早期温度裂缝，主要是控制水化热温度。主要措施有：控制水泥单位用量，并采用中、低水化热的水泥，降低集料入模前的温度；使用优质的原材料，提高混凝土的抗拉强度；如有必要，采取循环冷却措施或薄层连续浇筑，以加快散热。③提高技术人员的专业素质,充分认识裂缝的危害,做好各单位之间的技术交流（特别是重要部位及关键工序的技术交底）,做到预防有害裂缝的产生。

2裂缝的处理

不同性质的裂缝对结构安全及使用功能的影响差别很大。裂缝处理之前，应查明裂缝是否已经稳定，并预测对桥梁使用功能可能造成的影响。只有对裂缝做出了正确的判断，才能“对症下药”。①表面浅层无害，对使用功能、耐久性不造成影响的裂缝（龟裂、各种微裂缝等）。采用表面处理办法，主要有表面涂抹砂浆、表面涂抹聚合物水泥膏、填充密封等。②对不影响桥梁安全和正常使用功能的较宽裂缝，可采用压力灌浆法，常用的有低压水泥灌浆和化学灌浆。③当裂缝对结构的使用功能、安全性及耐久性会产生影响时，应进行封闭并修补。常用方法有压力灌浆法、抽吸灌浆法、浸渍混凝土法、钻孔灌浆法等。④对结构整体性、承载能力有较大影响的裂缝，进行一般的修补后，还应进行加固处理，其目的是防止裂缝扩大和提高结构的刚度及承载能力。可采用锚贴钢板、粘贴粗纤维、喷浆加固等方法。

作者:易炜争 袁建伟 单位：长沙理工大学土木与建筑学院