浅谈桥梁施工中出现裂缝成因
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摘 要 本文笔者结合施工过的实际经验，对桥梁工程中裂缝的出现、原因、分析、防治等。
关键词 桥梁工程；裂缝 防治措施
1沉缩裂缝
混凝土浇灌好后开始逐渐凝聚，由流体逐渐变为塑态，随着泌水而沉降或随混凝土塑性收缩产生。一般情况下，混凝土在振捣器振捣和重力作用下，骨料开始下沉，水泥浆上升，并挤出部分水分和空气。在骨料下沉过程中若受到钢筋、预埋件阻挡，便形成沿钢筋、预埋件方向的裂缝，如在构件竖向变截面处如T梁、箱梁腹板与顶底板交接处，因硬化前沉实不均匀将发生表面的顺腹板方向裂缝。
在施工中为预防此类裂缝常采取的措施：
(1)严格控制混凝土的材料、水灰比。
矿渣水泥、快硬水泥、低热水泥混凝土收缩性较高，普通水泥、火山灰水泥、矾土水泥混凝土收缩性较低。另外水泥标号越低、单位体积用量越大、磨细度越大，则混凝土收缩越大，且发生收缩时间越长。骨料中石英、石灰岩、白云岩、花岗岩、长石等吸水率较小、收缩性较低；而砂岩、板岩、角闪岩等吸水率较大、收缩性较高。另外骨料粒径大收缩小，含水量大收缩越大。水灰比。用水量越大，水灰比越高，混凝土收缩越大。
(2)振捣密实，不能出现露振和过振。
机械振捣方式比手工捣固方式混凝土收缩性要小。振捣时间应根据机械性能决定，一般以5―15s／次为宜。时间太短，振捣不密实，形成混凝土强度不足或不均匀；时间太长，造成分层，粗骨料沉入底层，细骨料留在上层，强度不均匀，上层易发生收缩裂缝。
在混凝土浇注1―2小时后，对混凝土进行二次振捣，表面拍打、振密。箱梁及T梁应浇到翼板根部时停一段时间，待梁身混凝土泌水沉降完成后，再继续浇注翼板这层混凝土。
(3)混凝土凝固时间不宜过短，下料不宜过快，并根据天气情况采取缓凝措施。
(4)掺入减水剂和适量粉煤灰，以减少沉降和收缩。外掺剂保水性越好，则混凝土收缩越小
(5)针对施工外界环境，采取措施避免水分剧烈蒸发。大气中湿度小、空气干燥、温度高、风速大，则混凝土水分蒸发快，混凝土收缩越快。
2塑性干燥及收缩裂缝
混凝土浇注4小时以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此产生表面收缩大、内部收缩小的不均匀收缩，表面收缩变形受到内部混凝土的约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生裂缝。这种裂缝在工程中比较常见，出现在混凝土表面，形状很不规则，长短不一，互不连贯。施工中采取二次收浆的办法减少它。
(1)严格控制水灰比及水泥用量，选用较大砂率和级配良好的石料。
(2)避免混凝土自身与外界相差过大，做好养护。良好的养护可加速混凝土的水化反应，获得较高的混凝土强度。养护时保持湿度越高、气温越低、养护时间越长，则混凝土收缩越小。蒸汽养护方式比自然养护方式混凝土收缩要小。
(3)设置风档，高温下风大施工时做到及早喷水养护。
(4)混凝土浇注前，将基层和模板充分浇水湿透：浇注后，发现微细裂缝及时压抹一次。
(5)裂缝形成后，对现浇梁，在表面抹一层薄砂浆封闭裂缝，保护钢筋：预制件，可在裂缝表面，涂环氧胶泥或粘环氧玻璃布，封闭处理。
3长期干缩裂缝
混凝土凝固过程，混凝土多余水分蒸发，体积缩小，同时水泥和水起水化作用逐渐硬化而形成水泥骨架不断紧密。收缩量随时间增长而不断加大，初期收缩较快，尔后日趋后。当混凝土成形后，表面水分蒸发，由表及里，截面上湿度形成梯度，内外干缩量不一，因此混凝土表面收缩变形受到混凝土内部约束或其他约束产生拉应力，尤其当混凝土养护不当，表面受到风吹日晒，表面水分蒸发过快，产生较大的拉应力，当表面混凝土承受拉力超过其抗拉强度时，便产生收缩裂缝。
此类裂缝为表面性裂缝，宽度在0．05―0．2删，走向为纵横交错，没有规律性，整体现浇结构中，多半发生在结构变截面处，平面裂缝多半延伸到变截面部位或块体边缘，预制构件多产生在箍筋位置。此类裂缝的危害：较严重开裂时，影响混凝土的外观质量，会引起混凝土表层剥落。预防措施有以下点：
(1)水泥用量、水灰比、砂率不能过大采用；减少混凝土单位用水量。
(2)板面混凝土初凝后，终凝前进行二次抹光，减少收缩量。
(3)掺用膨胀剂如UEA，掺用优质粉煤灰。
(4)注意早期的合理养护。
4温度裂缝
钢筋混凝土结构随着温度变化会产生热胀冷缩变形，当此变形受到约束，在混凝土内部即会产生应力，当此应力超过混凝土抗拉强度时，会出现此裂缝，温度裂缝区别其它裂缝最主要特征是将随温度变化而扩张或合拢。按结构的温度场不同，温度变形，温度应力不同，此裂缝分三种类型。
(1)截面均匀温差裂缝
(2)截面上下温差裂缝
(3)截面内外温差裂缝
温度裂缝的特点有：多发生在板上，多为贯穿裂缝：发生在梁上时，多为表面裂缝，一般与短边方向平行；对大面积结构，裂缝多是纵横交错，裂缝宽度大小不一，一般在0．5MM以下，沿结构全长没有多大变化；裂缝宽度受温度变化影响较明显，冬宽夏细：裂缝多发生在施工期间，沿断面高度呈上宽下窄状，个别有下宽上窄状，当遇上下边缘配筋较多结构，也出现中间宽两端窄的形状。温度裂缝发生前会发出断弦、断索似的声音。
温度裂缝不仅影响混凝土外观质量，严重时破坏结构整体性，加速钢筋锈蚀，降低混凝土的抗冻性及耐久性。常见的采取的预防措施：
(1)设置温度伸缩缝。如桥面伸缩缝、支座位移等。
(2)降低混凝土的浇注温度，如采用降低骨料的温度，或加冰水、或浇注安排在夜间最低温度时、或采取有效措施减少混凝土的温度回升、或用液态氮降低混凝土的温度等。
(3)降低水泥的水化热的温升。如选用水化热小和收缩小的水泥(矿渣水泥、粉煤灰水泥)、选用级配良好的骨料，并严格控制砂、石子的含泥量。降低水灰比，合理使用减水剂，加强振捣。
(4)加快浇注后混凝土的散热，如使用钢模板、或分层浇注混凝土，每层厚度不大于30CM，或在大体积混凝土中，预埋或利用一些管、孔道，通过冷水或冷风来降温。
(5)降低欲浇注混凝土结构或构筑物的外部约束。如减小浇注体长度或厚度，分块厚1．5--2米，平面方向每块截面积不小于50M2，块与块竖向接缝面与截面积短边平行，垂直其长边，跳块浇注；上下邻层混凝土竖向接缝错开位置成企口；减少约束体体积：改善交界面状况。
(6)加强浇注混凝土的表面保护。如浇注后表面应及时用草帘、草袋、砂、锯末等覆盖，并洒水养护或蓄水养护，夏季延长养护时间，冬季采取保温措施，适当延长拆模时间。
(7)蒸汽养护构件时，严格控制升温速度不大于10--15~C／H，降温不大于15~C／H。
(8)设置控制缝或后浇带。
5施工因素产生的裂缝
(1)施工材料的影响
水泥安定性不合格、水泥强度不足、水泥含碱量较高；砂石粒径太小、级配不良、空隙率大：砂石中云母的含量较高；砂石中含泥量高：砂石中有机质和轻物质过多；拌和水或外加剂中氯化物等杂质含量较高等均可引起混凝土产生不同的裂缝。
(2)施工工艺等影响
2-1桥台间填土不实，含水量大，台后排水不良及模板支撑发生下沉或晃动原因，容易引起U形桥台，翼墙与前墙连接处开裂；耳墙式桥台，在耳墙与雉墙连接处出现竖向裂缝。
2-2混凝土分层或分段浇筑时，接头部位处理不好，易在新旧混凝土和施工缝之间出现裂缝，如桥墩，尤其高墩，由于施工缝处混凝土抗拉强度低于设计要求，容易在活载作用下，边缘产生超过设计拉应力的水平裂缝。
2-3由于支架、拱架、模板发生不均匀沉陷，在现浇混凝土上产生裂缝。
2-4连续梁混凝土，由于模板和支架因施工过程中重量分布的变化发生挠度变化，造成最先浇注的混凝土发生裂缝形成缺陷。
2-5预制构件中模板隔离剂失效，混凝土与模板粘连，起吊模板时，构件受力不均或受扭，出现纵向斜向裂缝。
2-6构件堆放、运输时，支撑垫木不在一条竖直线上或运输时构件悬挑过长或吊点位置不对或构件侧向刚度较差，吊装时没有采取临时加固措施，造成混凝土开裂。
2-7安装顺序不正确，对产生的后果认识不足，导致产生裂缝。
2-8混凝土保护层过厚或薄、混凝土振捣不密实、不均匀；施工时拆模过早等产生的裂缝。
(3)由以上施工原因引起的裂缝，在施工中采取如下预防措施：
3-1施工中采取的材料经试验合格，满足设计和规范要求。
3-2要做好模板、支架、拱架各支撑处基础和地基处理，确保其不发生沉降、移位等变形。
3-3耳墙式桥台、U型桥台，要控制其间填土的土质、含水量及密实度，做好桥台的防水和排水设施，防止填土过湿及受冻。
3-4桥墩混凝土或大体积混凝土浇筑中，要按要求及技术规程，对不可避免的施工缝，要清除浮浆，冲洗待浇面并铺水泥浆，后在继续浇混凝土。施工中尽量不留施工缝。
3-5预先设计好浇注顺序和分区，浇注时严格按顺序进行，并在混凝土中掺入缓凝剂，调整硬化开始时间，为防止发生裂缝，可最先浇注会产生最大挠度的混凝土，最后浇注容易产生裂纹的中间支点混凝土。
3-6预制构件模板应涂隔离剂并保持浇注前有效，构件起模前用千斤顶均匀松动，后再平稳脱模。
3-7构件堆放，按其受力特点设垫块，重叠堆放，垫块应在一条直线上，板、柱等正反相同的构件应做好标志，避免放反损坏；运输中，应在构件间设垫木并互相绑牢，防止晃、撞。
3-8吊装时，按规定设吊点。对侧向刚度差的构件如预制空心箱梁，要有横向加固，并设牵引绳，防止吊中晃。
3-9施工中严格按施工规范和设计要求进行。。
6结束语
综上所述，对不同原因的裂缝采取不同的有针对性预防措施，就可减少或防止裂缝的发生和扩展。但当裂缝出现后，并不可怕，要经过认真分析，查找原因，当裂缝不是危及结构或构件安全、设计同意下，可以进行裂缝修补。
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