摘要；橋梁混凝土裂縫是工程技術人員和工程維護人員的常見問題，工程的破壞、壽命減少和倒塌大多是由裂縫擴展開始。所以在施工中混凝土裂縫防治非常重要。
　　關健詞；混凝土，裂縫產生，防治
　　混凝土的裂縫是由于混凝土內部應力作用和外部荷載作用，以及溫差、干縮變化等因素作用下形成的，而且形態各異，根據其主導原因，分為兩大類：非結構性裂縫、結構性裂縫。非結構裂縫常見的有沉縮裂縫、溫度裂縫、干縮裂縫、化學作用裂縫；結構性裂縫常見的有應力裂縫和施工處理不當等因素引起裂縫。
　　一、沉縮裂縫
　　此類裂縫危害是減少鋼筋的混凝土保護層厚度，加速鋼筋的銹蝕，原因主要是鋼筋上方與其周圍不同的收縮下沉產生。與混凝土的原材料、配合比、坍落度、澆注的高度、澆注的速度、模板粗糙程度、干燥程度、鋼筋密度、振搗密實度等有關。
　　在施工中為預防此類裂縫常采取的措施：
　　（1）嚴格控制混凝土的材料、水灰比。
　　（2）振搗密實，不能出現露振和過振。
　　機械振搗方式比手工搗固方式混凝土收縮性要小。振搗時間應根據機械性能決定，一般以5-15s/次為宜。
　　在混凝土澆注1-2小時后，對混凝土進行二次振搗，表面拍打、振密。箱梁及T梁應澆到翼板根部時停一段時間，待梁身混凝土泌水沉降完成后，再繼續澆注翼板這層混凝土。
　　（3）混凝土凝固時間不宜過短，下料不宜過快，并根據天氣情況采取緩凝措施。
　　（4）摻入減水劑和適量粉煤灰，以減少沉降和收縮。外摻劑保水性越好，則混凝土收縮越小
　　（5）針對施工外界環境，采取措施避免水分劇烈蒸發。大氣中濕度小、空氣干燥、溫度高、風速大，則混凝土水分蒸發快，混凝土收縮越快。
　　二、塑性干燥及收縮裂縫
　　混凝土澆注4小時以后，隨著表層水分逐步蒸發，濕度逐步降低，混凝土體積減小，因混凝土表層水分損失快，內部損失慢，因此產生表面收縮大、內部收縮小的不均勻收縮，表面收縮變形受到內部混凝土的約束，致使表面混凝土承受拉力，當表面混凝土承受拉力超過其抗拉強度時，便產生裂縫。這種裂縫在工程中比較常見，出現在混凝土表面，形狀很不規則，長短不一，互不連貫。施工中采取二次收漿的辦法減少它。
　　（1）嚴格控制水灰比及水泥用量，選用較大砂率和級配良好的石料。
　　（2）避免混凝土自身與外界相差過大，做好養護。良好的養護可加速混凝土的水化反應，獲得較高的混凝土強度。養護時保持濕度越高、氣溫越低、養護時間越長，則混凝土收縮越小。蒸汽養護方式比自然養護方式混凝土收縮要小。
　　（3）設置風檔，高溫下風大施工時做到及早噴水養護。
　　（4）混凝土澆注前，將基層和模板充分澆水濕透；澆注后，發現微細裂縫及時壓抹一次。
　　（5）裂縫形成后，對現澆梁，在表面抹一層薄砂漿封閉裂縫，保護鋼筋；預制件，可在裂縫表面，涂環氧膠泥或粘環氧玻璃布，封閉處理。
　　三、長期干縮裂縫
　　此類裂縫為表面性裂縫，寬度在0.05-0.2MM，走向為縱橫交錯，沒有規律性，整體現澆結構中，多半發生在結構變截面處，平面裂縫多半延伸到變截面部位或塊體邊緣，預制構件多產生在箍筋位置。此類裂縫的危害：較嚴重開裂時，影響混凝土的外觀質量，會引起混凝土表層剝落。預防措施有以下點：
　　（1） 水泥用量、水灰比、砂率不能過大采用；減少混凝土單位用水量。
　　（2）板面混凝土初凝后，終凝前進行二次抹光，減少收縮量。
　　（3）摻用膨脹劑如UEA，摻用優質粉煤灰。
　　（4）注意早期的合理養護。
　　四、溫度裂縫
　　鋼筋混凝土結構隨著溫度變化會產生熱脹冷縮變形，當此變形受到約束，在混凝土內部即會產生應力，當此應力超過混凝土抗拉強度時，會出現此裂縫，溫度裂縫區別其它裂縫最主要特征是將隨溫度變化而擴張或合攏。按結構的溫度場不同，溫度變形，溫度應力不同，此裂縫分三種類型。
　　（1）截面均勻溫差裂縫
　　隨溫度變化，混凝土結構產生熱脹冷縮變形，其值為
　　ΔL=L（T2-T1）α
　　其中：ΔL------鋼筋混凝土構件的變形值；L------構件的長度
　　T2-T1------溫度變化值；α-------材料線膨脹系數。混凝土為10×10-6
　　當混凝土梁體受到約束時，變形受到約束，會產生溫度應力
　　σt=EcΔT/L=Ec（T2-T1）α
　　當σt>σl，混凝土會開裂，此時梁端實際變位：δ1=ΔL-δ2=L（T2-T1）α-σxL/Ec
　　其中σx為梁端約束力。
　　對橋梁結構，常采取通過橋面伸縮縫、支座位移或設置柔性墩等構造措施減少此類裂縫。
　　（2）截面上下溫差裂縫
　　在超靜定梁中，日照、驟然降溫等影響，構件上下表面產生溫度差，線性變化的溫度梯度，不但引起結構的位移，而且多余約束存在，從而產生結構內溫度應力，當此應力超過混凝土的抗拉強度，混凝土產生裂縫。
　　N=αEA/h[（T2U-T1）YL+（T2L-T1）YU]
　　M=αEI/h（T2L-T2U）
　　其中N-----軸向溫度應力；M----溫度彎矩；T1----梁截面原始均勻溫度；T2L；T2U----梁截面上、下邊緣的實測溫度；YU；YL----梁截面上、下邊緣與截面中性軸的距離；H---梁截面高度；H=YU+YL；I---梁截面慣性矩；A----梁截面積；E----彈性模量。
　　（3）截面內外溫差裂縫
　　水泥水化過程中產生一定的水化熱，內部溫度不斷上升，達到較高溫度，而表面散熱較快，使截面內外產生非線性溫差，產生應力。
　　σt=σs°+σs¹
　　其中σs°----溫度自應力；σs¹---溫度約束應力。
　　溫度裂縫的特點有：多發生在板上，多為貫穿裂縫；發生在梁上時，多為表面裂縫，一般與短邊方向平行；對大面積結構，裂縫多是縱橫交錯，裂縫寬度大小不一，一般在0.5MM以下，沿結構全長沒有多大變化；裂縫寬度受溫度變化影響較明顯，冬寬夏細；裂縫多發生在施工期間，沿斷面高度呈上寬下窄狀，個別有下寬上窄狀，當遇上下邊緣配筋較多結構，也出現中間寬兩端窄的形狀。溫度裂縫發生前會發出斷弦、斷索似的聲音。
　　溫度裂縫不僅影響混凝土外觀質量，嚴重時破壞結構整體性，加速鋼筋銹蝕，降低混凝土的抗凍性及耐久性。常見的采取的預防措施：
　　（1）設置溫度伸縮縫。如橋面伸縮縫、支座位移等。
　　（2）降低混凝土的澆注溫度，如采用降低骨料的溫度，或加冰水、或澆注安排在夜間最低溫度時、或采取有效措施減少混凝土的溫度回升、或用液態氮降低混凝土的溫度等。
　　（3）降低水泥的水化熱的溫升。如選用水化熱小和收縮小的水泥（礦渣水泥、粉煤灰水泥）、選用級配良好的骨料，并嚴格控制砂、石子的含泥量。降低水灰比，合理使用減水劑，加強振搗。
　　（4）加快澆注后混凝土的散熱，如使用鋼模板、或分層澆注混凝土，每層厚度不大于30CM，或在大體積混凝土中，預埋或利用一些管、孔道，通過冷水或冷風來降溫。
　　（5）降低欲澆注混凝土結構或構筑物的外部約束。如減小澆注體長度或厚度，分塊厚1.5—2米，平面方向每塊截面積不小于50M2，塊與塊豎向接縫面與截面積短邊平行，垂直其長邊，跳塊澆注；上下鄰層混凝土豎向接縫錯開位置成企口；減少約束體體積；改善交界面狀況。
　　（6）加強澆注混凝土的表面保護。如澆注后表面應及時用草簾、草袋、砂、鋸末等覆蓋，并灑水養護或蓄水養護，夏季延長養護時間，冬季采取保溫措施，適當延長拆模時間。
　　（7）蒸汽養護構件時，嚴格控制升溫速度不大于10--15℃/H，降溫不大于15℃/H。
　　（8）設置控制縫或后澆帶。
　　五、施工因素產生的裂縫
　　（1）施工材料的影響
　　水泥安定性不合格、水泥強度不足、水泥含堿量較高；砂石粒徑太小、級配不良、空隙率大；砂石中云母的含量較高；砂石中含泥量高；砂石中有機質和輕物質過多；拌和水或外加劑中氯化物等雜質含量較高等均可引起混凝土產生不同的裂縫。
　　（2）施工工藝等影響
　　2-1橋臺間填土不實，含水量大，臺后排水不良及模板支撐發生下沉或晃動原因，容易引起U形橋臺，翼墻與前墻連接處開裂；耳墻式橋臺，在耳墻與雉墻連接處出現豎向裂縫。
　　2-2混凝土分層或分段澆筑時，接頭部位處理不好，易在新舊混凝土和施工縫之間出現裂縫，如橋墩，尤其高墩，由于施工縫處混凝土抗拉強度低于設計要求，容易在活載作用下，邊緣產生超過設計拉應力的水平裂縫。
　　2-3由于支架、拱架、模板發生不均勻沉陷，在現澆混凝土上產生裂縫。
　　2-4連續梁混凝土，由于模板和支架因施工過程中重量分布的變化發生撓度變化，造成最先澆注的混凝土發生裂縫形成缺陷。
　　2-5預制構件中模板隔離劑失效，混凝土與模板粘連，起吊模板時，構件受力不均或受扭，出現縱向斜向裂縫。
　　2-6構件堆放、運輸時，支撐墊木不在一條豎直線上或運輸時構件懸挑過長或吊點位置不對或構件側向剛度較差，吊裝時沒有采取臨時加固措施，造成混凝土開裂。
　　2-7安裝順序不正確，對產生的后果認識不足，導致產生裂縫。
　　2-8混凝土保護層過厚或薄、混凝土振搗不密實、不均勻；施工時拆模過早等產生的裂縫。
　　（3）由以上施工原因引起的裂縫，在施工中采取如下預防措施：
　　3-1施工中采取的材料經試驗合格，滿足設計和規范要求。
　　3-2要做好模板、支架、拱架各支撐處基礎和地基處理，確保其不發生沉降、移位等變形。
　　3-3耳墻式橋臺、U型橋臺，要控制其間填土的土質、含水量及密實度，做好橋臺的防水和排水設施，防止填土過濕及受凍。
　　3-4橋墩混凝土或大體積混凝土澆筑中，要按要求及技術規程，對不可避免的施工縫，要清除浮漿，沖洗待澆面并鋪水泥漿，后在繼續澆混凝土。施工中盡量不留施工縫。
　　3-5預先設計好澆注順序和分區，澆注時嚴格按順序進行，并在混凝土中摻入緩凝劑，調整硬化開始時間，為防止發生裂縫，可最先澆注會產生最大撓度的混凝土，最后澆注容易產生裂紋的中間支點混凝土。
　　3-6預制構件模板應涂隔離劑并保持澆注前有效，構件起模前用千斤頂均勻松動，后再平穩脫模。
　　3-7構件堆放，按其受力特點設墊塊，重疊堆放，墊塊應在一條直線上，板、柱等正反相同的構件應做好標志，避免放反損壞；運輸中，應在構件間設墊木并互相綁牢，防止晃、撞。
　　3-8吊裝時，按規定設吊點。對側向剛度差的構件如預制空心箱梁，要有橫向加固，并設牽引繩，防止吊中晃。
　　3-9施工中嚴格按施工規范和設計要求進行。
　　六、結構性裂縫
　　（1）設計原因為主的裂縫
　　1-1鋼筋錨固長度不夠產生裂縫。受拉鋼筋必須有足夠的錨固長度，否則會產生鋼筋滑移裂縫，因此設計應使鋼筋伸到最大應力處，懸臂結構的頂部鋼筋應伸出反彎點以外。
　　1-2計算簡圖與實際受力不符引起開裂。在設計圖紙時，要做好簡化模型。
　　1-3計算錯誤，構造不當引起的變形開裂。
　　1-4構件剛度不足引起開裂。
　　1-5結構次應力引起開裂。
　　（2）使用原因為主的裂縫
　　主要包括改變建筑結構使用條件，在建筑結構上任意鑿孔洞、溝槽。任意加層，年久失修等因素引起。
　　（3）其他原因引起的裂縫
　　主要包括高溫使鋼筋混凝土結構開裂脫皮，強度降低、鋼筋腐蝕、火災地震等原因。
　　綜上所述，對不同原因的裂縫采取不同的有針對性預防措施，就可減少或防止裂縫的發生和擴展。但當裂縫出現后，并不可怕，要經過認真分析，查找原因，當裂縫不是危及結構或構件安全、設計同意下，可以進行裂縫修補。
　　1、裂縫修補材料要求
　　（1）當采用化學灌漿材料時，要求漿液的粘度小，可灌性好，漿液固化后的收縮性小，抗滲性好，其抗壓、抗拉強度高，有較高的粘結強度，要求漿液為無毒或低毒材料，漿液固化時間可以調節。
　　（2）化學灌漿主要采用環氧樹脂和甲基丙烯酸脂類。其中環氧樹脂漿液配比（重量比）：環氧樹脂：丙酮：乙二胺=100：20：15；甲基丙烯酸脂類漿液配比（重量比）：甲基丙烯酸甲脂：醋酸乙烯：過氧化二苯甲酰：對甲苯亞磺酸：二甲基本胺=100：18：1.5：1：1
　　（3）水泥漿和水泥砂漿有時也用于裂縫修補，但需做試配，并檢驗其抗壓、抗拉、抗彎強度。
　　2、裂縫修補方法及規定
　　對靜止裂縫，當裂縫寬度小于0.3MM時，裂縫淺而細且條數多時，宜用環氧樹脂漿液或水泥漿液進行表面封閉；當裂縫細而深時，宜用甲基丙烯酸脂類漿液或低粘度環氧樹脂漿液灌注；當裂縫寬度大于或等于0.3MM時，宜用環氧樹脂漿液灌注；當裂縫寬度大于1.0MM時，可用微膨脹水泥漿修補，修補前應在裂縫表面涂刷一層水泥漿界面劑。
　　對于活動裂縫，即處于繼續開展而未穩定的裂縫，應在分析并控制裂縫開展使其穩定后，方可按上述方法修補。
　　3、裂縫修補的施工
　　用灌漿法修補裂縫，其原理是將裂縫構成一個密閉性空腔，有控制的預留進出口，借用專用灌漿泵將漿液壓入縫隙，并使之填注密實。施工的工藝流程：裂縫處理---埋設灌漿嘴、盒、管---封縫---密封檢查---配制漿液---灌漿---封口結束---檢查。
　　從裂縫的產生到發現、分析原因、采取措施治理，我們可以得到在橋梁施工中，預先采取措施可以預防裂縫的出現。但也要認識到裂縫的發生并不可怕，對發現的裂縫不應隱埋，要經過認真分析和探討后，采取有效的辦法去解決，對分析不可靠的裂縫，該報廢的就應報廢，對質量問題絕對不能馬虎。