橋梁施工裂縫成因分析

鄧敬源

【摘 要】文章結合某橋梁工程實例，通過對橋梁施工中常見裂縫進行分類及針對地基形變、荷載、溫度變化、鋼筋銹蝕等裂縫成因分析，采用樁基礎施工技術、墩柱、臺身施工技術及鋼筋焊接施工技術加強施工質量控制，處理及防范施工裂縫，延長橋梁使用壽命。

【關鍵詞】橋梁施工；裂縫；成因；措施

【中圖分類號】U445.4 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2018）09-0129-03

隨著交通需求量不斷增長，政府加大了對道路橋梁工程的建設力度。長期以來，諸多道路橋梁施工采用的技術不成熟，質量控制不到位，導致橋梁結構經常出現裂縫與質量病害，不僅影響了人們正常出行，也縮短了橋梁結構的使用壽命。對此，控制施工裂縫與防范施工質量病害是橋梁道路工程施工質量控制的關鍵環節。

1 工程概述

本工程為全長達226.57 m的某大型立交橋，橋跨自東向西布置，主要由預應力混凝土空心板梁、一聯預應力混凝土“T”構、預應力混凝土空心板梁幾部分組成，規格分別為1×20 m+（40 m+60 m+40 m）+3×20 m。按照工程設計要求，本橋梁兩側人行道與行車道分別寬1.0 m與15 m，橋面總寬度為18 m。另外，本橋梁上部結構主跨、掛梁分別采用預應力混凝土“T”構（60 m）和裝配式鋼筋混凝土“T”形簡支梁（20 m）布設，主跨橫截面形式為分離雙箱單室式。該橋建成通車后，通過承載力、裂縫及外力損傷檢測，發現大橋存在結構性裂縫，需大修或加固施工處理。

2 橋梁施工裂縫類型

該橋梁工程裂縫按縫寬分為微觀與宏觀兩種。宏觀裂縫通過肉眼可觀察，一般當其寬度<0.3 m或0.2 m時，宏觀裂縫不會對橋梁結構產生較大危害，但需對該類裂縫事先加以控制，以防病害繼續蔓延與惡化。微觀裂縫在橋梁結構中經常存在，由于此類裂縫寬度一般<0.05 mm，故其無法用肉眼觀察。對于此類微觀裂縫而言，只要其結構荷載保持在設計標準值以下，則認定其不會對整個橋梁結構產生危害。表1數據所示為橋梁中容易產生裂縫的區域及各個結構裂縫最大允許值[1]。

3 橋梁施工裂縫表現及成因

本案例橋梁工程施工裂縫具體表現及成因見表2。

3.1 因橋梁結構地基形變產生結構性裂縫

本橋梁地基垂直方向不均勻沉降或基礎水平方向位移，致使整個橋梁結構中產生的應力不斷增大。當其超過橋梁混凝土結構抗拉力時，就會在橋梁中產生結構性裂縫。

3.2 受運動、靜止荷載及次應力多重作用產生直接荷載裂縫

混凝土結構的橋梁工程在次應力和運動及靜止作用下，會產生次應力裂縫及直接荷載裂縫。另外，在橋梁工程施工中，不了解橋梁結構預測受力特點及不加限制將材料、施工工具等堆放于構筑物中，或施工時忽視施工設計，隨意更改施工流程，也會改變橋梁整個結構受力狀態[2]。

3.3 因混凝土溫度徐變產生水化熱裂縫

混凝土具有熱脹冷縮的特點，因此在橋梁混凝土結構施工中，內部會產生很大的水化熱。當外部與混凝土結構內部溫差較大時，就會導致混凝土結構徐變。若施工處理技術工藝不科學，則會形成溫度應力，一旦其超過混凝土自身的抗拉強度，則會導致橋梁混凝土結構產生裂縫。

3.4 因鋼筋銹蝕產生保護層剝離裂縫

若橋梁鋼筋混凝土結構保護層不足或混凝土質量不高，二氧化碳等酸性氣體就會對橋梁鋼筋產生侵蝕作用，從而會降低分布于鋼筋周圍混凝土的堿度。與此同時，還會破壞鋼筋表面包裹的氧化膜，最終使鋼筋生銹。通常鋼筋銹蝕后其體積會變為原來的2～4倍，由此會形成很大的膨脹應力，致使鋼筋混凝土保護層剝離或開裂。此外，橋梁混凝土結構鋼筋銹蝕也會減小鋼筋的有效承載面積，降低整個橋梁鋼筋混凝土結構的總體承載力，從而產生裂縫[3]。

4 橋梁施工裂縫防治施工

通過分析該工程橋梁常見4種施工裂縫及成因后，綜合采用如下施工對策進行裂縫防治，有效控制了裂縫，從源頭上防止了不同種類的施工裂縫產生，減少了施工病害，取得了明顯的施工效益。

4.1 橋梁樁基礎施工

（1）護筒埋設。施工時采用4～8 mm的鋼板制作護筒，并在護筒上側開1～2個溢漿孔。護筒內徑要大于鉆頭直徑100 mm；埋設護筒時，應保證樁位與護筒中心偏差≤50 mm，并保證其高度滿足鉆孔內泥漿面高度；在砂土中深度應>1.5 m，在黏性土中深度應>1 m。

（2）沖擊成孔。沖擊成孔作業前，要將足夠的水與黏土加入護筒內，邊沖擊成孔邊加黏土造漿進行護壁。在沖擊成孔作業時，為了防止斜孔與樁位偏移，應使護筒中心與沖擊鉆相對應，偏差≤20 mm為宜。隨后進行小程度密集沖擊成孔，錘高度通常保持在0.4 ～0.6 m范圍內即可。在此基礎上，添加泥漿護壁，密實擠壓孔壁。

4.2 橋梁墩柱、臺身施工

（1）橋梁墩柱與臺身施工前，應編制專項模板支架結構驗算書與施工技術方案，上報施工監理審批。

（2）采用整體模板加強橋梁墩身線性控制，盡可能避免接縫。接縫施工時要墊橡膠條或海綿條緊固密封，安裝每節模板后，應對模板平面尺寸、中心和頂面標高進行檢測。

（3）砼澆筑施工時，要隨時觀測與記錄位移情況，對橋梁墩身斜度或豎直度嚴格控制，一旦出現技術或質量偏差，應及時糾偏以防脹模。分層澆筑與砼振搗施工時，要每30 cm一層，連續振搗過程中，應使振搗棒深入下層5 cm。

（4）采用剛模進行橋梁支座墊石作業時，應事先測量放樣。澆筑成型后，還要逐個復測，對支座墊層頂部標高平整度進行合理控制與檢查，不合格時應返工處理。

4.3 橋梁鋼筋焊接施工

（1）焊接每批鋼筋前，應結合實際焊接施工條件確定焊接參數并選擇合適的焊接技術工藝進行試焊。與此同時，要對焊接接頭力學性能、外觀質量進行測驗與觀察。試焊質量達標后正式進行焊接作業，正式焊接作業過程中，要防范嚴寒及雨水、大風等。

（2）采用閃光對焊、電渣壓力焊、氣壓焊或電弧焊等方式焊接鋼筋接頭。

（3）電弧焊宜采用雙面焊縫，當雙面焊無法施焊時，應使用單面焊縫。雙面焊縫和單面焊縫中的電弧焊接接頭的焊縫長度分別應>5 d和10 d。與此同時，鋼筋彎曲處與電弧焊接處的距離應>10 d[4]。

5 結語

綜上所言，若橋梁工程施工時采用的技術方法不科學或施工質量控制不到位、施工后期養護管理不當，會導致橋梁產生結構性裂縫，縮短使用壽命，加速結構劣化與病害問題惡化。本文通過對某橋梁各個構件裂縫寬度允許值進行分析，在此基礎上，結合橋梁結構經常出現的橫向與縱向裂縫，針對地基形變、荷載、溫度變化、鋼筋銹蝕引起的橋梁裂縫，最終通過埋設護筒、沖擊成孔等樁基礎施工技術和墩身線形控制、砼澆筑、支座墊石施工等墩柱、臺身施工技術及鋼筋焊接施工技術進行裂縫處置，使該大橋的橫向與縱向裂縫得到有效控制，提高了施工效益，減少了裂縫等施工病害，延長了橋梁使用壽命。

參 考 文 獻

[1]寇筆鋒.橋梁施工技術及裂縫成因研究[J].中國高新技術企業，2017，33（5）：149-150.

[2]陳思源.淺談橋梁施工裂縫問題成因及應對措施[J].綠色環保建材，2017，10（5）：87.

[3]洪建云，秦平.橋梁施工技術及裂縫成因[J].交通世界，2017，36（18）：116-117.

[4]劉軍，蔣姍.橋梁施工技術、裂縫成因問題分析和解決對策[J].交通世界，2017，37（24）：102-103.

[責任編輯：陳澤琦]