道橋工程中的裂縫防治措施研究

曾慶賀，江沈平

(杭州先高路橋工程有限公司)

1 查找造成道橋工程裂縫的原因

1.1 荷載造成的裂縫

因?yàn)楹奢d造成的裂縫一般有兩種，一種是直接應(yīng)力裂縫，另一種是次應(yīng)力裂縫。直接應(yīng)力裂縫的成因包括，在進(jìn)行路橋設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員在計(jì)算結(jié)構(gòu)的有關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)，因?yàn)槭韬觯斐傻妮d荷漏算，從而從設(shè)計(jì)圖紙中就存在了結(jié)構(gòu)尺寸不標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)象。而在施工過程中，施工人員沒有按照圖紙嚴(yán)格施工，并且對預(yù)制結(jié)構(gòu)的受力情況不明了，也存在施工的不當(dāng)。這就使在道橋正式通行后，過往的車輛的荷載超過了設(shè)計(jì)時(shí)的荷載。再加上，天氣的變化，遇上暴雨、地震、海嘯等自然災(zāi)害，也會(huì)造成道橋的裂縫。

次應(yīng)力裂縫的成因包括，實(shí)際建造的道橋與通過理論和公式得出的結(jié)果之間存在的偏差，再加上，在施工時(shí)，根據(jù)需要進(jìn)行打洞、添設(shè)牛腿等結(jié)構(gòu)，都會(huì)使實(shí)際的受力情況跟圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的受力情況存在偏差，也會(huì)導(dǎo)致裂縫。

1.2 水分揮發(fā)造成道橋工程的裂縫

在實(shí)際的操作中，水分的揮發(fā)也會(huì)引起裂縫的出現(xiàn)，而引起水分揮發(fā)的原因，主要有四種，第一種是塑性收縮，第二種是縮水收縮，第三種是自生收縮，第四種是炭化收縮。

在道橋建造過程中，少不了澆筑這個(gè)環(huán)節(jié)，混凝土在澆筑4h過后，就會(huì)與水發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，這時(shí)候，水分也會(huì)隨著快速蒸發(fā)，相應(yīng)混凝土也就發(fā)生了塑性收縮。隨著水分的蒸發(fā)，混凝土就會(huì)出現(xiàn)板結(jié)的現(xiàn)象，表面的水分在悄悄的揮發(fā)，從而使內(nèi)部的水含量降低，整個(gè)澆筑的結(jié)構(gòu)體積變小，這就是混凝土發(fā)生的縮水收縮。在整個(gè)過程中，混凝土和水之間都有不同的化學(xué)反應(yīng)，并且也在不斷的消耗水分，這就是自生收縮。在空氣的濕度非常大的時(shí)候，空氣中的二氧化碳也會(huì)與混凝土中的某些成分發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，這也會(huì)使混凝土發(fā)生收縮，這就是炭化收縮。

1.3 地基變化造成道橋工程的裂縫

在進(jìn)行道橋建設(shè)的前期進(jìn)行考察，但是沒有對地質(zhì)進(jìn)行仔細(xì)的勘察，沒有充分了解地質(zhì)特點(diǎn)，受到外界的影響，或者本身土質(zhì)原因，都會(huì)造成地基下沉，或者在水平方向的移位，使整個(gè)地基的結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而產(chǎn)生的附加應(yīng)力，已經(jīng)大于混凝土結(jié)構(gòu)本身可以承受的拉伸能力，就會(huì)使道橋出現(xiàn)裂縫。除了土質(zhì)的問題，在道橋的使用過程中，如果天氣寒冷，使地基呈現(xiàn)凍土的現(xiàn)象，也會(huì)引起地基的結(jié)構(gòu)變化。

1.4 溫差過大造成道橋工程的裂縫

一年四季，由于地球公轉(zhuǎn)導(dǎo)致的溫度差，還有地球自轉(zhuǎn)過程中，使日照的時(shí)間不一，形成的晝夜溫差。同時(shí)還包括，在用蒸汽進(jìn)行道路養(yǎng)護(hù)，或者施工的操作不當(dāng)引起的溫差。除此之外，還有自然災(zāi)害，以及不可抗拒的溫差，都會(huì)使混凝土的強(qiáng)度變化，從而影響鋼筋和混凝土的粘合度降低，這樣就使道橋的結(jié)構(gòu)不再穩(wěn)定。

1.5 因施工操縱不當(dāng)造成道橋工程的裂縫

在進(jìn)行購置支架的時(shí)候，應(yīng)該充分考慮其所承受的負(fù)重，以及在運(yùn)輸過程中所造成的水分蒸發(fā)問題。因?yàn)?，如果支架的?fù)載能力過低，就會(huì)在混凝土澆筑完成后，不能承受整個(gè)道橋的重量而導(dǎo)致發(fā)生斷裂。同時(shí)，在運(yùn)輸混凝土的過程中，有時(shí)候會(huì)路途過遠(yuǎn)，再加上途中發(fā)生不可預(yù)知的情況，都會(huì)使水分蒸發(fā)過多，從而使混凝土的體積縮小，達(dá)不到預(yù)期的承載能力。而且，在采購預(yù)制板時(shí)，沒有充分測試產(chǎn)品的質(zhì)量，使很多模板安裝后，因?yàn)閯偠炔粔?，?huì)出現(xiàn)變形的情況。所以，在施工過程中，工藝的質(zhì)量高低，直接影響著整個(gè)道橋的質(zhì)量。

2 針對道橋工程中裂縫的防止措施

2.1 平衡荷載

(1)在對道橋進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對道橋的結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分了解，并且從不同的角度和層面，對道橋的受力情況進(jìn)行分析。更重要的是，時(shí)刻緊密聯(lián)系實(shí)際，運(yùn)用不同的運(yùn)算方法進(jìn)行計(jì)算，對結(jié)果反復(fù)比較，最終得出最接近實(shí)際的模型。(2)施工單位和施工人員，要進(jìn)行良好的溝通，并且將圖紙中的全部內(nèi)容進(jìn)行傳授和消化，并且要求施工人員要加強(qiáng)質(zhì)量觀念，完全按照圖紙來進(jìn)行施工，不要任憑主觀思想進(jìn)行。(3)在道橋通行之后，要明確標(biāo)識(shí)載重能力，對過往的車輛嚴(yán)格監(jiān)控，對于超載的車輛通過，要加大懲罰力度。同時(shí)，公路部門也要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)和維修的工作。

(1)在混凝土結(jié)構(gòu)上，需要進(jìn)行打洞、開鑿的位置，應(yīng)該添置合理的鋼筋，來增加抗拉伸的力量。(2)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)道橋結(jié)構(gòu)的時(shí)候，應(yīng)該充分考慮形狀發(fā)生突變產(chǎn)生的次應(yīng)力，從而建設(shè)發(fā)生突變的形狀設(shè)計(jì)。(3)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)的時(shí)候，也要將因?yàn)榛炷廉a(chǎn)生的收縮現(xiàn)象，所產(chǎn)生的次應(yīng)力考慮在內(nèi)。

2.2 減少水分揮發(fā)

(1)在選購鋼筋材料的時(shí)候，為了增加受力的強(qiáng)度，施工單位要盡量選擇一些直徑較短的鋼筋材料。(2)在選購水泥的時(shí)候，為了可以降低混凝土的收縮程度，可以選擇普通的水泥，亦或者采用火山灰制作的水泥，這些類別的水泥收縮性比較差。(3)在選購骨料的時(shí)候，要充分認(rèn)識(shí)骨料的種別，也會(huì)對混凝土的收縮有重要的作用。所以，施工單位盡量要選擇一些顆粒直徑比較大，并且吸水性差的骨料。(4)為了可以延長道橋的使用壽命，在完成建設(shè)工程之后，要對混凝土及進(jìn)行定時(shí)足量的澆水，從而加強(qiáng)道橋的養(yǎng)護(hù)工作。

2.3 穩(wěn)定地基

(1)在進(jìn)行道橋建造之前，要到實(shí)地進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘查，并且要在不同的勘測點(diǎn)進(jìn)行檢測?？睖y點(diǎn)的選擇要在不同的區(qū)域，同時(shí)，根據(jù)建造的要求，進(jìn)行選擇科學(xué)的深度進(jìn)行勘測。(2)根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)情況，進(jìn)行相應(yīng)的打地基，充分將不均勻的材質(zhì)，納入荷載的范疇。

2.4 降低溫差

在進(jìn)行道橋建造之間，應(yīng)該認(rèn)真向當(dāng)?shù)氐臍庀蟛块T，詢問近期的氣象情況，并且做詳細(xì)的分析。在選擇水泥種類的時(shí)候，應(yīng)該側(cè)重水化熱低的種類，同時(shí)，在骨料進(jìn)入模板的時(shí)候，要降低骨料的溫度，以免引起混凝土內(nèi)外的溫度變化過大，造成混凝土的水分蒸發(fā)。在大自然的正常變化中，四季溫差和晝夜溫差，也會(huì)引起混凝土的結(jié)構(gòu)變化，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行相應(yīng)的保溫，或者噴水的措施來進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

[1] 楊偉林，張藝.橋梁施工中混凝土裂縫的成因分析及預(yù)防措施[J].科技信息，2010，(27).

[2] 唐偉.瀝青混凝土路面裂縫的分折與防治[J].科技資訊，2010，(6).