解讀道路橋梁施工中的裂縫成因及預(yù)防措施

黃文靜

廣饒縣綜合行政執(zhí)法局 山東 東營 257300

引言

道路橋梁工程在實際施工過程中，混凝土是工程施工的主要原材料，因此混凝土裂縫成了道路橋梁工程在建設(shè)時常常出現(xiàn)的問題，而且造成混凝土形成裂縫情況有諸多原因，成為約束道路橋梁工程施工的一個關(guān)鍵因素。因此充分明確與了解混凝土出現(xiàn)裂縫的原因，并運用科學、合理的應(yīng)對與預(yù)防對策，是目前道路橋梁建設(shè)企業(yè)單位的一個首要任務(wù)。

1 混凝土結(jié)構(gòu)的含義

顧名思義，混凝土結(jié)構(gòu)就是要用特定的原料為主，按照一定的比例進行配合，攪拌均勻，直至原料緊密成型為止，常用到的特定原料包括膠凝材料，粗細骨料等等。這些材料最終形成人們所需的混凝土結(jié)構(gòu)都屬于非均質(zhì)脆性材料的范圍?？墒菑膶嶋H使用的狀況來看，一般在建筑物的修筑現(xiàn)場，公路橋梁的修筑現(xiàn)場以及土建修筑的現(xiàn)場會被使用?；炷两Y(jié)構(gòu)具有特殊的屬性，所以說在使用的過程中要不斷提升混凝土結(jié)構(gòu)的安全及品質(zhì)。一般來說，混凝土材料的運輸是非常方便的，并且在存放的過程中不需要對其進行過多的操作，就可以保持良好的耐久性。與此同時，穩(wěn)定性是混凝土結(jié)構(gòu)的一大優(yōu)勢，和其他建筑材料相比，不會因為外界的變化而出現(xiàn)質(zhì)量問題?；炷两Y(jié)構(gòu)的另一大優(yōu)勢就是具有很強的塑造性，操作人員可以按照工程的需要將其制成需要的形狀。并且混凝土結(jié)構(gòu)還可以和鋼筋材料進行混合運用，大大提升了主體結(jié)構(gòu)的承載力[1]。

2 市政道路橋梁工程中的裂縫病害

市政道路橋梁后期的運營過程中，一種最為常見的工程病害就是裂縫。裂縫的發(fā)生主要是因為混凝土材料的抗拉性比較弱，在道路和橋梁中間產(chǎn)生了裂縫。另外，受到張力的影響，道路和橋梁中會出現(xiàn)各種不同類型的裂縫病害，如安全性裂縫，異常裂縫、后天裂縫、先天裂縫、彎曲裂縫、結(jié)構(gòu)性裂縫、二次裂縫、非結(jié)構(gòu)性裂縫等。在對道路橋梁上的裂縫進行處理之前，先要分析清楚裂縫的種類，之后，采取針對性的處理技術(shù)來進行裂縫的修補。一般情況下，市政道路橋梁工程中的路面主要是瀝青路面，受到天氣和周圍環(huán)境的影響比較大，從而造成裂縫問題。例如，在溫差變化比較大的影響下，瀝青的溫度穩(wěn)定性無法保障，在發(fā)生溫縮反映后，公路路面的結(jié)構(gòu)就會發(fā)生變形的情況，延伸到路面層，路面就會出現(xiàn)裂縫的問題[2]。

3 道路橋梁施工時出現(xiàn)裂縫原因的主要分析

3.1 溫度造成的裂縫

溫度變化會對混凝土帶來極為嚴重的影響，因溫度使混凝土造成裂縫的占比較大。各省區(qū)也會因地域不同，溫度所有差異，并且溫度的高低會形成熱脹冷縮的情況，會在一定程度上造成混凝土形成變形情況，讓混凝土結(jié)構(gòu)與形狀都出現(xiàn)改變?；炷羶?nèi)部有著極大的應(yīng)力，若是此應(yīng)力超過了混凝土可以承受的范圍，則會造成混凝土出現(xiàn)裂縫的情況。而且在溫度較高的情況下，還會使裂縫持續(xù)加大。與此同時，道路橋梁工程在施工過程中，混凝土會產(chǎn)生收縮與碰撞，而混凝土其本身因含水量較高，在高溫下表面的水分會蒸發(fā)較快，內(nèi)部的水分卻未蒸發(fā)，這種情況下，也使混凝土內(nèi)外形成較大溫差。并且外層混凝土在施工中受到較大拉力，當拉力強度超過混凝土承載能力時，也會導致道路橋梁工程表面產(chǎn)生裂縫。這對混凝土建筑而言，無疑是一個十分復(fù)雜且煩瑣的施工工藝。

3.2 荷載問題

經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)混凝土出現(xiàn)裂縫荷載問題是一方面原因，道路橋梁工程路基結(jié)構(gòu)可能會受到荷載問題的干預(yù)，破壞路基結(jié)構(gòu)，導致混凝土表面出現(xiàn)大量的裂縫。在混凝土路基建造工作進行期間，應(yīng)該靈活的應(yīng)用多類設(shè)備輔助橋梁工程施工。由于工程部分路基結(jié)構(gòu)強度不達標，讓很多大型設(shè)備無法良好地進行碾壓工作，在施工碾壓階段造成嚴重的裂縫問題，降低路基整體質(zhì)量。在道路橋梁施工期間，因為外在因素的監(jiān)控方式不當，致使混凝土出現(xiàn)大量裂縫。在施工結(jié)束后，橋梁正式投入使用，在通行一段時間后，因為車輛荷載破壞橋梁路面結(jié)構(gòu)。當橋梁承受能力小于外界壓力時，就會在路面處出現(xiàn)大量裂縫。

3.3 塑性收縮與干縮

因為混凝土自身材料的特殊性，具有塑性收縮的特點，在對其進行澆筑之后的一段時間內(nèi)，混凝土中的水泥會與水產(chǎn)生化學反應(yīng)，并在此過程中散發(fā)出大量的熱能，熱能會引起混凝土內(nèi)的水分蒸發(fā)，混凝土材料可能出現(xiàn)下沉的現(xiàn)象，下沉時混凝土中的鋼筋會對其產(chǎn)生一定的阻礙，沿著鋼筋的方向混凝土會產(chǎn)生裂縫[3]。

4 橋梁混凝土裂縫控制與防治的措施

4.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化控制

清楚施工過程要點并結(jié)合建設(shè)工作內(nèi)容優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案，在工程優(yōu)化的方式下，可以使各工序工作良好地進行，對工程過程可能出現(xiàn)的各類問題進行防護。施工人員在工程進行階段，在混凝土表面覆蓋保護材料，從而可以規(guī)避混凝土腐蝕問題。工作人員還應(yīng)該研究混凝土結(jié)構(gòu)，清楚混凝土特性，發(fā)現(xiàn)鋼筋在混凝土結(jié)構(gòu)中的重要性，使用小直徑鋼筋或是控制間距等方式，提高混凝土結(jié)構(gòu)的可靠性、安全性。在道路橋梁施工設(shè)計環(huán)節(jié)，需要清楚施工模板工作內(nèi)容，檢測模板的穩(wěn)固性，保證其達到施工要求。在施工各環(huán)節(jié)進行混凝土養(yǎng)護工作，在針對性管控方式下，對外界干預(yù)因素進行合理的控制，提高橋梁的耐久性。

4.2 在混凝土澆筑過程中控制其溫度

對于橋梁混凝土裂縫來說，由于水泥散熱比較方便控制，所以為了讓水泥更加快速的降溫，可以間接控制水泥溫度，還可以利用將骨料、混凝土冷卻的方式，當然還能選擇將運輸?shù)木嚯x控制在較小的距離之中。在澆筑混凝土時，控制好溫度差，便能大大降低混凝土內(nèi)外部的應(yīng)力作用對混凝土的影響。當然還可以利用環(huán)境的方式，如在低溫天氣，選擇在溫度較低的時間段進行澆筑，在最大限度上避開高溫時段。為了讓輸送管道處于較低溫度，整個過程中應(yīng)當把泵放于冷水之中，以使太陽產(chǎn)生的能量大大降低，最終降低混凝土所吸收的熱量[4]。

4.3 對于荷載裂縫的防治對策

在工程建造的過程中，要控制荷載的力度，增加其作用力。并且避免因為荷載過大而產(chǎn)生裂縫。若是混凝土在使用的過程中負荷的重量高于自身的承載力時，就會引發(fā)裂縫的產(chǎn)生，其中主要有以下幾點原因引起裂縫的產(chǎn)生。第一，受力過大產(chǎn)生裂縫。若是橋面或者公路受到較大的作用力，那么混凝土會產(chǎn)生裂縫。在發(fā)生自然災(zāi)害時，若是橋梁或者公路受到較大的作用力時，也會因為力的作用而產(chǎn)生裂縫。第二，橋梁或者公路負荷較大時，內(nèi)部作用力不均勻也會導致裂縫的產(chǎn)生。因為橋梁內(nèi)部鋼筋的承受力是一定的，所以過往車輛不符合相關(guān)承載標準時，橋梁內(nèi)部的鋼筋受力不均勻，會降低作用力的效果，導致裂縫的產(chǎn)生。在建造作業(yè)的過程中，要對荷載參數(shù)進行分析，并且優(yōu)化建造方案，提升工程的荷載強度。另外在建造的過程中，減少公路橋梁所承載的載荷，在使用大型設(shè)施工具時，要將其擺放在正確的位置，避免對公路橋梁產(chǎn)生較大的壓力，避免荷載裂縫的產(chǎn)生。面對已經(jīng)出現(xiàn)的荷載裂縫，相關(guān)工作人員要采取相應(yīng)的補救措施，減少裂縫對工程產(chǎn)生的不利影響。

4.4 加強對施工原材料的控制和設(shè)備的維護

市政道路橋梁中原材料作為重要的物質(zhì)資源，也是保障整體市政道路橋梁質(zhì)量和安全的基礎(chǔ)條件，因此相關(guān)的部門就必須加強對原材料的檢測，制定科學合理的材料審批流程，對原材料的外觀以及使用性能和質(zhì)量進行科學合理的監(jiān)測，不符合施工標準的材料一律拒收，做好對原材料的抽樣檢測。同時，加強對采購人員的監(jiān)督，避免其出現(xiàn)為謀取個人利益而選擇劣質(zhì)的原材料，嚴重影響到整體的項目施工質(zhì)量。同時針對施工現(xiàn)場的一些設(shè)備也要做好定期的維護和檢查，保證設(shè)備可以安全穩(wěn)定的運行。其次，對一些先進設(shè)備的引進，也要做好相應(yīng)的市場調(diào)查，結(jié)合項目的實際需求和項目成本，力求用最少的資金購入高質(zhì)量且功能先進的施工設(shè)備，減少不必要的資源浪費。最后也要加強對原材料的保管和儲存，倉管人員也要做好對原材料出入庫的登記，做好原材料的防水防潮的保護措施，避免原材料出現(xiàn)變形或者受損變質(zhì)，從而產(chǎn)生資源浪費，影響到道路橋梁施工項目的質(zhì)量和效率。在維護活動開展的過程中，還可以根據(jù)實際需要制定完善的維護計劃，保障相應(yīng)的維護檢修活動能夠順利進行[5]。

4.5 合理的施工組織

對于混凝土這種動態(tài)材料的施工，一定要將其掌握在一定的時間范圍內(nèi)保證施工完成，才能有效地避免施工質(zhì)量問題，同時有效介紹混凝土裂縫的出現(xiàn)，而在施工混凝土的過程中，可以說是施工組織最為艱難的一個工藝，因為要同時組織人員、材料、機械在同一個時間點進行操作。首先應(yīng)當在正式澆筑之前要溝通好廠家，預(yù)定混凝土用量以及時間，確認好之后要對其澆筑場地進行勘察，確定混凝土澆筑設(shè)備可以有效?？抗ぷ鳎瑫r也要確認隱蔽工作是否通過驗收，具備混凝土作業(yè)條件。其次，解決現(xiàn)場問題之后，要對其混凝土澆筑機械進行安排進場，時間上要提前混凝土材料到場的時間，組織好機械和材料之后，要進行人員安排，對于放料人員、澆筑人員、收面人員、振搗人員都要系數(shù)安排，確?；炷聊軌蝽槙车氖┕ね瓿桑坏┯绊懟炷恋臐仓?jié)奏，就容易讓混凝土長時間等待，時間過長會讓混凝土逐漸凝固，對于混凝土的振搗難度加大，而振搗不密實的混凝土，極易出現(xiàn)裂縫，同時收面也較為困難，因為其水分過度流失，收面摩擦力加大，工人施工效率也會明顯下降，加大混凝土裂縫出現(xiàn)的概率。因此時間的控制，對于混凝土澆筑組織是非常關(guān)鍵的，只有控制好澆筑時間，才能夠有效避免混凝土由于施工不合理、不科學而導致的裂縫問題出現(xiàn)[6]。

4.6 修補裂縫

在工程進行中可能因為外界因素的干預(yù)，使混凝土表面出現(xiàn)一定數(shù)量的裂縫。此時應(yīng)該及時修補，裂縫可以降低對工程造成的不利影響，在當下表面修補法、灌漿法均是常用的手段。表面修復(fù)法是確定裂縫部位，加水泥漿涂抹在裂縫表面，完成修補裂縫的工作任務(wù)；灌漿法是將水泥漿或者環(huán)氧聚合物等材料作用在裂縫部位，修補混凝土表面處的裂縫。

4.7 加大養(yǎng)護工作的重視程度

工程全部竣工并投入使用之后，要按照國家相關(guān)部門的標準，采取合理的方式進行養(yǎng)護管理工作，避免混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，對于已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫，要采取一定的解決措施進行修復(fù)工作，避免裂縫問題進一步擴大，影響工程的使用效果。在進行日常養(yǎng)護工作時，相關(guān)工作人員要認識到自身的責任，對混凝土出現(xiàn)裂縫的原因進行研究分析，采取有效的措施解決問題，為公路橋梁建設(shè)提供強有力保障[7]。

5 結(jié)束語

綜上所述，混凝土施工質(zhì)量直接影響著道路橋梁工程整體質(zhì)量，因此，必須重視混凝土施工，做好預(yù)防控制措施，盡可能避免裂縫的產(chǎn)生概率，如果裂縫出現(xiàn)，明確原因后采取合理的補救措施。只有先預(yù)防再整改，才能切實提高道路橋梁工程的混凝土施工質(zhì)量，從而進一步推動我國道路橋梁工程的發(fā)展。