路橋工程施工中裂縫成因及處理

何志強(qiáng)

（四川川交路橋有限責(zé)任公司， 四川 德陽 618000）

路橋工程在施工過程或使用過程中出現(xiàn)裂縫可能由于施工技術(shù)不當(dāng)、外界環(huán)境腐蝕、溫度控制不當(dāng)、原材料不合規(guī)等多種因素所致[1]。為確保工程施工安全與質(zhì)量，在施工期間對裂縫的控制需有所針對性，認(rèn)識(shí)到裂縫的危害所在并針對性予以解決，明確裂縫的成因及相應(yīng)處理方法是保障路橋工程質(zhì)量的關(guān)鍵之一[2]。本文以路橋工程施工裂縫為切入點(diǎn)，研究了裂縫的成因及相應(yīng)處理策略。

1 路橋施工中裂縫的危害

1.1 工程壽命問題

若道路橋梁存在裂縫，首先會(huì)對該工程的實(shí)際使用年限產(chǎn)生明顯影響。雖說裂縫的出現(xiàn)造成的影響為鋼筋腐蝕或結(jié)構(gòu)損壞之類的間接影響，但從根本上會(huì)影響路面結(jié)構(gòu)的一體性以及工程整體的牢固性，繼而導(dǎo)致路橋工程無法達(dá)到預(yù)期使用年限，投入使用后增加維修頻率[3]。

1.2 鋼筋腐蝕問題

道路橋工程表面出現(xiàn)裂縫時(shí)，外界潮濕的環(huán)境或雨水會(huì)影響到已經(jīng)暴露于表面的鋼筋，久之出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象[4]。鋼筋被腐蝕后會(huì)直接影響到鋼筋強(qiáng)度與持久性，從而影響工程質(zhì)量。

1.3 工程結(jié)構(gòu)問題

若工程裂縫產(chǎn)生位置處于主體結(jié)構(gòu)上會(huì)直接對結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生損壞，繼而對整體性能產(chǎn)生影響[5]。當(dāng)路橋工程結(jié)構(gòu)表面存在較大型裂縫時(shí)，裂縫存在的滲透作用會(huì)進(jìn)一步對橋梁內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致工程質(zhì)量下滑。

2 施工中裂縫的成因

2.1 原材料因素

路橋工程的施工原材料中，混凝土屬于基礎(chǔ)材料，由砂子、骨料、水泥混合而成，需要按照一定比例加以配置。若原材料存在質(zhì)量隱患，會(huì)直接造成混凝土強(qiáng)度無法達(dá)到路橋工程的實(shí)際要求，在施工過程中出現(xiàn)凝固時(shí)間與預(yù)期不符、強(qiáng)度無法達(dá)標(biāo)、混凝土過度滲水之類的問題。添加劑方面，部分添加劑與拌合水中含有的氯化物質(zhì)會(huì)造成混凝土強(qiáng)度受到影響，少數(shù)情況下甚至?xí)︿摻町a(chǎn)生腐蝕作用，繼而減輕路橋工程的實(shí)際承載力。在水分作用下，鋼筋可能出現(xiàn)銹蝕或腐蝕現(xiàn)象，即便鋼筋存在保護(hù)膜設(shè)計(jì)也可能由于保護(hù)膜破損而造成工程裂縫。

2.2 環(huán)境因素

環(huán)境因素主要是外部環(huán)境，例如氣候、溫度等。路橋工程的主體構(gòu)成混凝土存在熱脹冷縮的特征，若溫度過低會(huì)造成其表面出現(xiàn)裂縫。除此之外，路橋工程的主體結(jié)構(gòu)位置若長期處于陽光暴曬之下，可能影響到水泥的水化反應(yīng)。當(dāng)外界氣候與溫度環(huán)境出現(xiàn)變化時(shí)，混凝土溫度梯度上升，在溫度應(yīng)力作用下混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化造成裂縫。不少路橋工程的裂縫出現(xiàn)于冬季，當(dāng)溫度在 0攝氏度以下時(shí)混凝土中的水分凝結(jié)成冰且體積增大，導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。

2.3 化學(xué)反應(yīng)因素

多數(shù)路橋工程表面出現(xiàn)裂縫的原因在于混凝土收縮造成體積變化所致，其收縮造成的裂縫可分為干縮性裂縫與塑性收縮兩種。當(dāng)水泥發(fā)生化熱反應(yīng)后，其表面會(huì)由于產(chǎn)生熱量卻無法得到均勻散發(fā)而導(dǎo)致表面與內(nèi)部溫度不一，造成裂縫的出現(xiàn)。另一方面，由于凝固前水泥劇烈反應(yīng)后水分快速蒸發(fā)，混凝土在失去水分的情況下本身存在收縮力，其表面在拉力作用下出現(xiàn)龜裂形狀且不規(guī)則的裂縫。

3 裂縫的預(yù)防及處理措施

3.1 裂縫的有效修補(bǔ)

1、結(jié)構(gòu)加固

由于裂縫的存在會(huì)直接影響道路橋梁工程的外觀以及結(jié)構(gòu)性能，繼而影響到安全性以及使用壽命。因此可采用混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固、預(yù)應(yīng)力加固、截面面積增加等方式實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性加固，這是最為穩(wěn)妥的修補(bǔ)方式。

2、灌漿修補(bǔ)

若在施工過程中發(fā)現(xiàn)裂縫的深度較大，可能會(huì)對混凝土結(jié)構(gòu)或其性能產(chǎn)生影響，此時(shí)需選擇灌漿修補(bǔ)法，將灌漿材料加入到裂縫之中讓其硬化，從而達(dá)到修補(bǔ)作用。目前我國施工使用的灌漿材料大多為水泥漿或環(huán)氧聚合物，若裂縫深度較大或?qū)挾容^大應(yīng)選擇聚氨酯或甲基丙烯酸酯作為灌漿材料加以修補(bǔ)。

3、表面修補(bǔ)

表面修補(bǔ)方式適用于混凝土的表現(xiàn)裂縫，直接使用水泥漿涂抹在裂縫上即可，操作較為簡單，不會(huì)對承載力產(chǎn)生影響。

4、嵌縫法

在裂縫所在位置開槽，將封堵材料填入其中。這種方式修補(bǔ)后能保障工程外觀整潔性，且修補(bǔ)效果較好。

3.2 嚴(yán)格控制溫度

在施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土溫度，避免溫度應(yīng)力造成裂縫。在夏季施工時(shí)澆筑混凝土的過程中可適當(dāng)降低澆筑厚度，讓混凝土能夠均勻散熱，避免由于熱力不均導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。在攪拌混凝土的過程中將碎石用水冷卻來控制混凝土溫度，避免其過高。在混凝土入模時(shí)嚴(yán)格控制溫度，并在混凝土中埋設(shè)冷卻管，利用冷水實(shí)現(xiàn)內(nèi)部降溫。由于路橋工程屬于大體積混凝土施工，這類施工操作在凝結(jié)硬化期間必須嚴(yán)格控制溫度場升降變化規(guī)律，了解其內(nèi)部溫度狀況，避免混凝土溫度應(yīng)力過大。澆筑混凝土前在模板上預(yù)留測溫孔，在測溫孔內(nèi)放入圓盤式溫度計(jì)測線了解其內(nèi)部溫度，澆筑完成后應(yīng)每隔兩小時(shí)測量一次內(nèi)外溫度并計(jì)算溫度差，詳細(xì)記錄后觀測溫度差變化值。

3.3 嚴(yán)控原材料配比

路橋工程中混凝土的主要成分為水泥，實(shí)際施工中必須嚴(yán)格控制水泥配比，避免原材料由于配比量操作不當(dāng)導(dǎo)致應(yīng)力變化出現(xiàn)裂縫。施工時(shí)應(yīng)考慮到原材料在結(jié)構(gòu)上的各種變化可能性，結(jié)合參考混凝土使用等級(jí)選擇適合的配合比例。除此之外，需考慮到意外情況或現(xiàn)場施工環(huán)境的不確定因素，對配比靈活調(diào)整。除了水泥以外，鋼筋也是路橋工程的主要原材料之一。為了避免發(fā)生負(fù)筋由于施加壓力無法復(fù)位的情況，必須根據(jù)負(fù)筋實(shí)際直徑來調(diào)節(jié)鋼筋馬鐙確切位置以及鋼筋接頭的位置與排布，通過統(tǒng)一的墊塊加以固定。澆筑操作前仔細(xì)測試每個(gè)鋼筋支架，查看其保護(hù)層是否符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。模板與鋼筋支架之間的拉伸力度必須達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，在焊接操作上確保規(guī)范性，以免連接位置存在漏漿隱患。

3.4 控制路橋荷載

路橋工程在規(guī)劃及設(shè)計(jì)階段便應(yīng)展開合理的環(huán)境調(diào)查，了解其周邊環(huán)境以及施工環(huán)境，在路橋的承載能力指標(biāo)參數(shù)設(shè)計(jì)以及主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上具體化，通過多次測算試驗(yàn)達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。若在施工期間出現(xiàn)不達(dá)標(biāo)情況導(dǎo)致表面由于荷載作用發(fā)生裂縫或主體結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)裂縫必須及時(shí)修復(fù)整改。在澆筑大體積混凝土?xí)r，每層混凝土澆筑厚度應(yīng)控制在30厘米以內(nèi)，振搗時(shí)間則控制在20秒以內(nèi)，震動(dòng)棒與模板邊緣的距離控制在20厘米以上。除此之外，應(yīng)加強(qiáng)施工后的混凝土保護(hù)，避免內(nèi)外溫差較大導(dǎo)致溫度梯度變化出現(xiàn)裂縫。在澆筑完成后，混凝土外露面必須通過塑料薄膜覆蓋養(yǎng)護(hù)，必要時(shí)可利用蒸汽養(yǎng)護(hù)。

4 結(jié)論

綜上所述，路橋工程規(guī)模的加大讓施工環(huán)節(jié)必須更加重視質(zhì)量控制。裂縫不僅會(huì)造成路橋工程外觀受損，還會(huì)直接影響工程質(zhì)量安全及使用壽命。施工方必須明確裂縫成因并針對性處理，提升工程質(zhì)量。