橋梁施工裂縫成因分析及防控措施探究

杜玉華

(龍建路橋股份伊哈公路工程有限公司, 哈爾濱 150001)

橋梁施工裂縫成因分析及防控措施探究

杜玉華

(龍建路橋股份伊哈公路工程有限公司, 哈爾濱 150001)

橋梁裂縫成因諸多，如荷載引起的裂縫、溫度差異引起的裂縫、收縮引起的裂縫，等等，必須嚴加控制。一定要做好施工材料的質(zhì)量控制，同時結(jié)合具體裂縫情況，選用合適的裂縫控制措施，以此保障橋梁后期投入使用的安全性。

橋梁施工；裂縫成因；防控措施

1 橋梁施工裂縫成因

1.1 荷載引起的裂縫

橋梁施工中，如果對施工材料和機械設備不進行合理的安排放置，不重視預制結(jié)構(gòu)施工工藝，在結(jié)構(gòu)運輸、安裝中沒有按照工藝要求進行，就會出現(xiàn)實際荷載大于理論荷載的情況，進而增加橋梁的額外壓力，最終導致出現(xiàn)裂縫。另外，一些施工人員不按施工圖紙進行施工，未經(jīng)試驗檢測和理論計算擅自更改結(jié)構(gòu)設計，對橋梁的疲勞度檢驗不到位，直接導致載荷力增大，致使出現(xiàn)裂縫。

橋梁結(jié)構(gòu)中的直接應力裂縫是一種常見的裂縫類型，其由外載荷引起，產(chǎn)生原因是：設計時沒有考慮橋梁的承受力，導致橋梁承受力預測與實際承載力不相符，投入使用后，因受力過度，出現(xiàn)裂縫。在橋梁具體施工階段，因施工企業(yè)的安全意識淡薄，沒有全面考慮可能造成裂縫的因素，甚至有一些施工企業(yè)只是片面重視經(jīng)濟效益，不按合同規(guī)定進行操作，使橋梁結(jié)構(gòu)與受力模式不符合規(guī)范要求。還有，不重視機械設備的疲勞計算等因素，都會增加裂縫出現(xiàn)幾率。

1.2 溫度差異引起的裂縫

混凝土結(jié)構(gòu)受溫度變化的影響很大，一旦結(jié)構(gòu)內(nèi)部和環(huán)境溫度相差較大時，就會直接導致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。另外，因橋梁的外部壓力相對比較大，同時受到了結(jié)構(gòu)變化和外部巨大壓力的影響，在這兩種不利條件的作用下，橋梁結(jié)構(gòu)就會發(fā)生變化，嚴重時就可能造成坍塌。特定環(huán)境下，一旦橋梁溫度應力大于荷載應力，同樣會出現(xiàn)溫度裂縫，且此種裂縫的嚴重程度會和溫度密切相關。日光照射也會使混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。橋梁多數(shù)是暴露在自然環(huán)境中，特別是夏季，暴曬時間過長就會使橋梁整體結(jié)構(gòu)的受熱不均勻，進而出現(xiàn)溫度裂縫。

1.3 收縮引起的裂縫

塑性收縮。塑性收縮一般在混凝土澆筑完成后大概5 h左右會發(fā)生，這主要是由于此時混凝土水化反應相對強烈，同一時間其分子鏈也形成，再加上混凝土的水分蒸發(fā)，進而導致出現(xiàn)塑形收縮。通常塑形收縮出現(xiàn)的量級能達到1%左右。假如骨料下沉時遇到鋼筋，就會在結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生沿著鋼筋方向的裂縫。縮水收縮?；炷劣不螅韺铀终舭l(fā)得很快，與此同時混凝土結(jié)構(gòu)的濕度還在下降，這樣的綜合結(jié)果就是混凝土體積變小。因混凝土硬化時，結(jié)構(gòu)表層水分損失比較嚴重，但是混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水分損失卻比較小，這就使得結(jié)構(gòu)表面收縮力比內(nèi)部收縮力大，也就是出現(xiàn)了整體結(jié)構(gòu)的不均勻狀態(tài)。還有一部分原因是硬化中，結(jié)構(gòu)表面收縮形變受到結(jié)構(gòu)內(nèi)部約束力的影響，導致表層承受拉應力，此時如果超過其抗拉強度，就會產(chǎn)生收縮裂縫。通常情況下，混凝土結(jié)構(gòu)硬化以后是以縮水收縮為主的，比如配筋率超過3%的構(gòu)件，一般對結(jié)構(gòu)收縮的約束力很大，進而造成結(jié)構(gòu)表面易出現(xiàn)裂紋。收縮裂縫都屬于表面裂縫，龜裂狀縱橫分布，而且這些裂縫的寬度和深度都比較小。

1.4 施工質(zhì)量及養(yǎng)護產(chǎn)生的裂縫

施工的過程中，由于施工方式及材料選用等問題都能夠影響混凝土結(jié)構(gòu)?；炷恋呐渲眯枰m當比例的石礫、水泥和水等，如果混凝土的選材上不符合混凝土的要求，或是配置比例不恰當，都能夠造成混凝土裂縫現(xiàn)象。對于橋梁建筑需要用到的鋼筋，如果混凝土不能夠保護鋼筋結(jié)構(gòu)時，鋼筋結(jié)構(gòu)容易受到腐蝕，降低混凝土的承受壓力，造成混凝土發(fā)生裂縫。

在修復裂縫過程中，由于修復的材料以及修復的方法不能夠匹配原有的混凝土結(jié)構(gòu)，使混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫?；炷两ㄖ暮侠眇B(yǎng)護能夠防止混凝土裂縫的產(chǎn)生。由于混凝土建筑物長期暴露在干燥的環(huán)境之中，混凝土外部干燥收縮會引起裂縫的產(chǎn)生。另外，養(yǎng)護工作不規(guī)范，不能夠落實，因養(yǎng)護不當也會使公路或橋梁產(chǎn)生裂縫。

2 混凝土裂縫防止對策

2.1 從荷載問題進行改進

從荷載方面進行改進?；炷恋慕ㄖY(jié)構(gòu)要設計合理，合理地布置鋼筋間距。直徑小的鋼筋，鋼筋之間的間距密集，能夠減小裂縫的發(fā)生。為了防止因鋼筋被腐蝕造成的混凝土裂縫現(xiàn)象，在混凝土中可以適當加入一些試劑，加強混凝土保護層的作用。對于荷載問題，最重要的是限制超載車輛的通過。當超過混凝土建筑物本身能夠承受的壓力時，混凝土建筑就會產(chǎn)生裂縫。

2.2 從地基和溫度方面進行改進

從地基方面進行改進。對建筑物的地基進行夯實和換填夯實等。對于有凍土的基底，要考慮到凍土存在的影響，對基底進行技術處理，使基底的沉陷均勻，避免因基底沉陷不均勻造成混凝土結(jié)構(gòu)裂縫?；炷羶?nèi)部的溫度和混凝土的配置材料有關?；炷猎谛纬蓵r，采用水泥的量和混凝土的厚度呈現(xiàn)正比例關系。水泥的用量又和混凝土建筑物內(nèi)部溫度以及壓力相關。有效地控制混凝土內(nèi)外兩部分的溫差，能夠減少混凝土建筑裂縫的產(chǎn)生?；炷两Y(jié)構(gòu)本身受溫度影響比較大，針對此種現(xiàn)象，在混凝土施工中，施工單位應該完善溫度控制工作，以此保障混凝土施工技術的有效應用。在橋梁施工中，可以應用冷水降溫方法，冷卻混凝土碎石，以此降低澆筑溫度。遇到特殊情況，比如夏季施工時，如果遇到高溫天氣，同樣可以使用冷水降溫方法，減小澆筑層面厚度，以此降低施工整體溫度，避免出現(xiàn)裂縫。橋梁施工中使用混凝土施工技術，要提前把冷卻水管埋在其中，接著注入冷水，以此實現(xiàn)降溫效果。還需注意的是，施工中，要掌握混凝土進模溫度，這也是溫度控制中的關鍵環(huán)節(jié)。

2.3 提高施工質(zhì)量 加強后期養(yǎng)護

合理的施工方式能夠降低混凝土內(nèi)外部分的溫度差，降低混凝土建筑產(chǎn)生裂縫的現(xiàn)象。混凝土的澆筑方法很大程度上影響混凝土結(jié)構(gòu)。推移式連續(xù)澆筑混凝土方法能夠有效地減小混凝土建筑裂縫的產(chǎn)生。澆筑過程中減少間隔時間，層間最長時問不能超過混凝土的初凝時間。利用新的建筑技術，加強改善混凝土強度，提高混凝土抗壓能力，能夠有效地減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。規(guī)范施工方式也能夠減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。在施工初期，對于混凝土的配比、澆筑方式和時間等都有精確的計劃和施工步驟。嚴格按照計劃施工，對于施工過程涉及的問題要及時認真地解決。后期混凝土的養(yǎng)護工作，很大程度上減少了混凝土裂縫的產(chǎn)生。過于干燥的環(huán)境容易使混凝土結(jié)構(gòu)由于表面干縮產(chǎn)生裂縫，可以用掃水車灑水方式進行養(yǎng)護，使混凝土處于濕潤狀態(tài)中。

2.4 嚴格控制混凝土質(zhì)量

為滿足后期使用要求，在施工前，施工單位要先完善混凝土材料的選擇工作，以此從根本上提高橋梁施工質(zhì)量。為保證橋梁施工質(zhì)量，應該對原材料做全面的了解，選擇質(zhì)量標準高原材料，以免出現(xiàn)因原材料質(zhì)量問題導致混凝土施工質(zhì)量不合格。在攪拌混凝土時，技術人員要對配合比及塌落度進行嚴格的控制。通常塌落度要高于80 mm，但是也不能超過100 mm。在配比中，要按照橋梁的具體情況進行配制，一定不能盲目地按施工經(jīng)驗進行。

3 結(jié)語

公路和橋梁的質(zhì)量對交通和經(jīng)濟的發(fā)展有重要作用。使用混凝土建造公路和橋梁，產(chǎn)生裂縫的現(xiàn)象不能夠完全避免，但應采取一定的措施來減少裂縫現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，有效地減少裂縫的產(chǎn)生，提高公路和橋梁的質(zhì)量，為社會經(jīng)濟的發(fā)展做出貢獻。

[1] 柯鋼平，章俊君.探討道路橋梁施工中混凝土裂縫成因分析以及應對措施[J].中華民居(下旬刊)，2016，(04)：102.

[2] 王群海.道路橋梁施工中混凝土裂縫成因及應對措施分析[J].中國高新技術企業(yè)，2016，(28)：107-108.

[3] 李科.道路橋梁施工中混凝土裂縫的原因及對策分析[J].交通世界(工程技術)，2016，(03)：102-103.

Cause analysis and prevention measures of cracks in bridge construction

DU Yu-hua

(Longjian Road and Bridge Co., Ltd., Harbin-Yichun Highway Engineering Co., Ltd., Harbin 150001, China)

There are many cracks in the bridge, such as cracks caused by load, cracks caused by temperature differences, cracks caused by shrinkage, and so on, must be strictly controlled. We must do a good job of construction materials quality control combining with specific cracks and choose appropriate crack control measures, so as to ensure the safety of the use of the bridge.

Bridge construction; Cause of cracks; Prevention and control measures

2017-04-30

U445.57

B

1674-8646(2017)13-0007-02