探討道路橋梁施工中混凝土裂縫成因分析以及應(yīng)對措施

徐明春

寧夏交通建設(shè)股份有限公司，寧夏銀川 750000

道路橋梁建設(shè)過程中，混凝土作為不可或缺的重要原材料，其施工質(zhì)量對工程建設(shè)總體質(zhì)量存在直接影響。而當(dāng)前道路橋梁建設(shè)使用過程中，混凝土裂縫是較為常見的病害問題，其存在不僅影響路橋工程質(zhì)量，還對其結(jié)構(gòu)安全造成較大隱患問題，因此，必須采取合理的設(shè)計(jì)、施工措施克服和控制混凝土裂縫問題，減少嚴(yán)重危害類型的裂縫。在明確路橋工程混凝土結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上，了解混凝土裂縫成因，采取有效措施進(jìn)行防治、處理。

1 道路橋梁施工過程中的混凝土裂縫產(chǎn)生的危害問題

1.1 降低結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性能

混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題會顯著降低路橋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、耐久性能，其裂縫產(chǎn)生會造成嚴(yán)重的安全隱患，影響道路橋梁的正常運(yùn)營，縮短其使用壽命。若不能及時采取有效促使，會造成裂縫擴(kuò)大，危害增加，不僅會帶來較大經(jīng)濟(jì)損失，還會危及人身安全，造成不利影響。

1.2 降低橋梁整體強(qiáng)度

道路橋梁混凝土裂縫的存在對于橋梁的影響最為顯著，混凝土裂縫會影響橋梁剛?cè)嵝阅?，降低其抗彎度，?yán)重者會破壞橋梁結(jié)構(gòu)，造成橋梁運(yùn)營出現(xiàn)問題，而且混凝土裂縫較深的情況下會造成內(nèi)部鋼筋結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重腐蝕，大大降低橋梁內(nèi)部強(qiáng)度，影響橋梁整體使用壽命。

2 混凝土裂縫形成的主要成因

在路橋工程施工期間，混凝土是由骨料、水泥、摻合料與外加劑經(jīng)過一定比例混合而成的，混凝土裂縫通常是由于溫度差異、地表沉降、內(nèi)部鋼筋銹蝕、材料質(zhì)量等多種因素造成的，或者混凝土在拌合、澆筑、施工操作不當(dāng)引發(fā)的。在道路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中，因熱脹冷縮變化，且結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)拉力，如果拉力值超過混凝土自身抗拉強(qiáng)度，就會出現(xiàn)裂縫；如果混凝土質(zhì)量不合格，或外部保護(hù)層較薄，結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋容易出現(xiàn)銹蝕問題，會導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)；由于混凝土收縮造成的裂縫，分為塑性收縮裂縫、干性收縮裂縫兩種類型。

2.1 材料質(zhì)量導(dǎo)致的裂縫問題

混凝土是由骨料、水泥以及摻合料與外加劑共同混合而成，若混凝土原材料質(zhì)量不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，會在施工過程中引發(fā)裂縫問題。如果混凝土骨料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，會對混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生一定影響，并對混凝土攪拌過程中的水量產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響混凝土的收縮性能，最終在道路橋梁工程施工過程中出現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)性裂縫。另外，混凝土中的摻合料與外加劑在質(zhì)量與類別方面的選擇，以免在攪拌過程中其與骨料、水出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，在施工過程中出現(xiàn)裂縫問題。

2.2 荷載導(dǎo)致的裂縫問題

由于荷載而導(dǎo)致的混凝土裂縫問題，是指路橋混凝土結(jié)構(gòu)在其正常運(yùn)營過程中，需要承受常規(guī)動靜荷載和次應(yīng)力，兩者的共同作用下會形成一定的裂縫問題。這種類型的裂縫問題又分為直接應(yīng)力裂縫、次應(yīng)力裂縫。首先，之所以產(chǎn)生直接應(yīng)力裂縫，是由于道路橋梁設(shè)計(jì)、施工階段出現(xiàn)計(jì)算問題，造成荷載計(jì)算量不足，加上后期施工階段材料、機(jī)械堆積，荷載超標(biāo)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫；其次，產(chǎn)生次應(yīng)力裂縫的原因是設(shè)計(jì)、施工階段考慮不周全，對于相關(guān)的鑿槽、開洞等工序出現(xiàn)遺漏，使得荷載發(fā)生變化，從而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。

2.3 溫度變化導(dǎo)致的裂縫問題

從混凝土組成成分可以看出其具有熱脹冷縮的特征，具體施工過程中，無論是內(nèi)部因素變化，還是外部環(huán)境變化，都會造成混凝土形態(tài)變化。一旦混凝土溫度出現(xiàn)變化或異常，都會造成結(jié)構(gòu)上的應(yīng)力變化，溫度的這種變化直接反應(yīng)出來就是混凝土出現(xiàn)裂縫問題，影響混凝土強(qiáng)度，而溫度變化的原因如季節(jié)溫差、天氣變化、日照變化等都會對溫度產(chǎn)生影響。

2.4 收縮凍脹導(dǎo)致的裂縫問題

在混凝土裂縫成因當(dāng)中，凍脹、收縮是較為常見的原因。由于混凝土收縮現(xiàn)象的產(chǎn)生而造成的裂縫問題，主要是由于混凝土出現(xiàn)了非常大的體積變形。在施工過程中，混凝土表層水分蒸發(fā)、吸收非?？?，但內(nèi)部水分損失、吸收相對較為緩慢，由于混凝土表層變形和內(nèi)部變形不一致，一旦混凝土表面拉力超過荷載能力，就會形成裂縫。而凍脹所導(dǎo)致的裂縫一般會發(fā)生在0℃以下的環(huán)境中，此時混凝土因?yàn)閮?nèi)部水出現(xiàn)結(jié)冰發(fā)生體積膨脹，嚴(yán)重影響混凝土強(qiáng)度，最終造成混凝土出現(xiàn)裂縫。

3 道路橋梁施工中混凝土裂縫應(yīng)對措施

3.1 施工前合理設(shè)計(jì)荷載、布局

路橋工程設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員應(yīng)綜合工程需求和現(xiàn)場實(shí)際情況，對路橋工程整體布局進(jìn)行有效規(guī)劃，對施工中所涉及的各類系統(tǒng)進(jìn)行合理布局。通過調(diào)整施工設(shè)備、設(shè)施的荷載作用，減少設(shè)計(jì)荷載小于實(shí)際荷載的情況，確?；炷翉?qiáng)度能夠有效承載實(shí)際荷載，控制道路橋梁施工過程中的混凝土裂縫問題。

3.2 控制混凝土原材料質(zhì)量

混凝土抗裂強(qiáng)度的提升，首先就要嚴(yán)格控制混凝土原材料質(zhì)量，骨料粒徑大小、整體抗壓強(qiáng)度、水泥質(zhì)量，都要嚴(yán)格進(jìn)行控制篩選，只有確保混凝土原材料質(zhì)量，才能根據(jù)工程設(shè)計(jì)要求施工，確?；炷聊苡行С休d荷載。另外，在混凝土配制過程中，要根據(jù)設(shè)計(jì)好的配比進(jìn)行材料供給。實(shí)際攪拌過程中，要注意控制各類外部因素，嚴(yán)格遵照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作，對于攪拌用水，要進(jìn)行控制，減少混凝土形變，提升其抗裂性能。

3.3 注意施工溫度變化

路橋工程施工過程中，多數(shù)施工放會在施工區(qū)域進(jìn)行混凝土攪拌，這樣操作技能縮短施工時間，還能降低工程成本。但是在攪拌過程中，要根據(jù)混凝土攪拌情況及時加水，有效降低混凝土溫度，特別是在夏季施工過程中，要合理控制溫度，控制澆筑厚度，確?；炷聊艹浞掷脻仓用娣e發(fā)散熱量。根據(jù)工程建設(shè)實(shí)際狀況在內(nèi)部增設(shè)降溫管，提高混凝土溫度控制能力。在混凝土澆筑完成后，要及時進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，采取有效的降溫或保溫措施，降低混凝土出現(xiàn)裂縫的可能性。

3.4 采用新型抗裂材料

鋼纖維混凝土成本相對其他混凝土來說，價格較高，但是其阻裂效應(yīng)非常有效，這種效應(yīng)可以有效降低，甚至消除混凝土原始裂紋和收縮性，比較適宜于大面積的混凝土施工。可以通過在混凝土中摻合纖維，全面提高混凝土性能，減少早期收縮裂縫出現(xiàn)的概率，達(dá)到良好的施工效果，確保工程建設(shè)質(zhì)量。

3.5 注意混凝土凝結(jié)問題

道路橋梁工程施工過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)大體積混凝土結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)中混凝土凝結(jié)時間會受到一定影響，其水化熱效果必須加以重視。在水泥水化速率加快的情況下，混凝土短時間內(nèi)即可發(fā)生凝結(jié)，但是容易出現(xiàn)早期硬化的問題，也會造成最高中心溫度時間的縮短，進(jìn)而引起混凝土凝結(jié)溫度峰值的升高。實(shí)際的路橋工程施工期間，必須充分注意混凝土凝結(jié)問題，合理控制凝結(jié)時間，避免推遲或超前的情況出現(xiàn)，從而確保混凝土整體性能和質(zhì)量能夠有效控制，施工前要對水泥溫度、砂石淋水、混凝土入模后的溫度進(jìn)行合理控制。

4 混凝土裂縫的處理措施

4.1 填充法

一些較寬的裂縫可以借助填充法進(jìn)行處理，填充法的操作便利、成本低、應(yīng)用廣泛；小型裂縫可在其基礎(chǔ)上開挖凹槽，然后再填充，若路橋表面出現(xiàn)的裂縫較大，就必須使用澆筑材料及時進(jìn)行修補(bǔ)，以便提升道路橋梁的防水性能，還能降低混凝土內(nèi)部鋼筋的腐蝕速度。

4.2 局部修補(bǔ)法

路橋工程混凝土施工期間，受施工工藝、外部其他因素影響，可能會出現(xiàn)漏漿、泌水等問題，容易造成混凝土內(nèi)部存在氣泡、孔洞等缺陷，嚴(yán)重影響混凝土工程質(zhì)量。路橋工程運(yùn)營過程中需要承載較大載荷，也容易出現(xiàn)各類裂縫問題，若不能及時發(fā)現(xiàn)并處理，必然會對混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性能、整體強(qiáng)度等產(chǎn)生不利影響。在此基礎(chǔ)上，可以采用局部補(bǔ)強(qiáng)、預(yù)應(yīng)力錨固等方式及時進(jìn)行修補(bǔ)，或者采用灌漿法進(jìn)行處理。修補(bǔ)完成后，要及時進(jìn)行檢查驗(yàn)收，確保修補(bǔ)后的混凝土結(jié)構(gòu)能夠滿足路橋工程整體需求和工藝標(biāo)準(zhǔn)。特別是在模板拆除后，要嚴(yán)格依照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，確?；炷潦┕べ|(zhì)量。

4.3 表面處理法

混凝土施工期間，進(jìn)行表面施工時要提前清理表面雜物、塵土，并用沖洗進(jìn)行清洗，然后晾干，在確認(rèn)混凝土表面干燥后，可以在其表面涂抹樹脂保護(hù)膜，以便保護(hù)混凝土結(jié)構(gòu)，避免雨水滲入其中，減少混凝土滲漏問題的可能性。

5 結(jié)語

道路橋梁施工過程中，造成混凝土裂縫的原因較多，嚴(yán)重的裂縫問題會影響整體工程質(zhì)量，因此，在施工設(shè)計(jì)階段就應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格把關(guān)，這能夠有效預(yù)防混凝土出現(xiàn)裂縫，并且嚴(yán)格監(jiān)管施工工序以及流程，也能夠有效減少由于溫度以及收縮冷脹等變化引發(fā)的裂縫問題。所以，預(yù)防混凝土裂縫主要方式，應(yīng)從施工設(shè)計(jì)、材料組成、工序流程、養(yǎng)護(hù)管理等多方位展開，從而有效提升道路橋梁的整體質(zhì)量以及抗裂強(qiáng)度。

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