道路橋梁工程施工中混凝土裂縫成因及預(yù)防措施分析

文艷

重慶對(duì)外建設(shè)集團(tuán)有限公司 重慶 401121

道路橋梁工程施工中后期階段出現(xiàn)的混凝土裂縫問(wèn)題一直是市政工程建設(shè)管控預(yù)防的要點(diǎn)，本文就混凝土裂縫成因及其預(yù)防措施進(jìn)行了簡(jiǎn)要探討，旨在為市政橋路施工建設(shè)中對(duì)混凝土裂縫的防控工作提供借鑒。

1 道路橋梁工程施工管理重點(diǎn)

1.1 重視圖紙會(huì)審，優(yōu)化施工方案

要重視對(duì)施工方案的可行性研究，選擇最佳施工方案。在路橋工程施工開(kāi)展前，應(yīng)該對(duì)工程項(xiàng)目圖紙進(jìn)行細(xì)致審查，全面核對(duì)，充分考慮工程施工結(jié)構(gòu)與工藝技術(shù)要求，以此提高建設(shè)工程質(zhì)量及安全。對(duì)工程涉及的各類專業(yè)圖紙按要求嚴(yán)格把關(guān)，一旦發(fā)現(xiàn)有不合理圖紙應(yīng)及時(shí)修正完善，為項(xiàng)目施工提供準(zhǔn)確可靠的依據(jù)。需要明確的是，施工方案的科學(xué)與否直接會(huì)影響到路橋工程施工進(jìn)度的快慢與否，為了使得道路橋梁工程施工能保質(zhì)保量進(jìn)行，一定要科學(xué)合理規(guī)劃施工方案，良好科學(xué)的施工方案有利于工程造價(jià)成本的縮減，使其建設(shè)周期得到優(yōu)化，在保證道路橋梁質(zhì)量的基礎(chǔ)上，減少裂縫出現(xiàn)的可能性。

1.2 對(duì)施工材料與施工設(shè)備質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控

施工材料與施工設(shè)備的質(zhì)量直接關(guān)系到橋梁工程施工裂縫形成的概率。驗(yàn)收員在接收材料前一定要仔細(xì)審查材料規(guī)格與質(zhì)量，對(duì)于不符合規(guī)格的問(wèn)題材料，一律不得使用。符合標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)場(chǎng)材料按照一定型號(hào)或規(guī)格擺放，對(duì)于施工中用到的機(jī)械設(shè)備，應(yīng)按照國(guó)家相關(guān)要求對(duì)其型號(hào)、規(guī)格進(jìn)行檢查，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況做好施工準(zhǔn)備工作。特別應(yīng)注意，道路橋梁工程施工過(guò)程中應(yīng)重視對(duì)大體積混凝土質(zhì)量的控制，確?；炷翝M足相應(yīng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，在管理混凝土?xí)r必須具有完備的科學(xué)管理手段和先進(jìn)的施工技術(shù)。目前，新材料技術(shù)在路橋工程施工中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，必須健全材料管理體系，不斷提高材料使用效率，減少出現(xiàn)裂縫問(wèn)題的概率[1]。

2 道路橋梁工程施工混凝土裂縫成因分析

2.1 設(shè)計(jì)因素引發(fā)的混凝土裂縫

在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，部分情況與實(shí)際荷載狀態(tài)有著比較顯著的差別，特別是溫度過(guò)高時(shí)，收縮變形情況極易出現(xiàn)在陰角位置，這種情況會(huì)易造成斜裂縫。所以，若不用鋼筋進(jìn)行鞏固完善，只根據(jù)理論軟件的結(jié)果配鋼筋，則此處就會(huì)產(chǎn)生裂縫。此外，溫度過(guò)高還會(huì)造成混凝土面板發(fā)生收縮變形，從而出現(xiàn)拉應(yīng)力，產(chǎn)生或重或輕的裂縫問(wèn)題。道路橋梁架構(gòu)中含有橋面板時(shí)，會(huì)有明顯的溫度應(yīng)力，應(yīng)運(yùn)用彈性原來(lái)進(jìn)行運(yùn)算進(jìn)行施工操作。還需注意，當(dāng)板厚顯著低于梁高時(shí)，截面會(huì)隨著溫度的變化而變化。當(dāng)梁處于較高位置時(shí)，其受溫度的影響較小。此時(shí)，板、梁兩者之間的變形會(huì)發(fā)生較大差異，受不同溫度應(yīng)力作用影響，導(dǎo)致板內(nèi)出現(xiàn)拉應(yīng)力。尤其是板的面積比梁大很多，混凝土干縮時(shí)間較短，而變形的速度或快或慢，造成橋面板受收縮應(yīng)力的影響。因橋面板邊界約束低于豎向約束，故一旦出現(xiàn)收縮現(xiàn)象將會(huì)出現(xiàn)不同程度的裂縫。

2.2 施工材料因素引發(fā)的混凝土裂縫

在道路橋梁施工過(guò)程中，因水泥的超強(qiáng)黏性使得對(duì)路基下鋼筋的包裹成為可能。但混凝土由水泥、外添加劑、 粗細(xì)骨料、外添加劑等多種材料混配而成，其質(zhì)量與配比比例難以掌控，易出現(xiàn)混凝土的錯(cuò)誤使用。因水泥的特性與混凝土黏合的強(qiáng)度有直接關(guān)系，施工原材料本身質(zhì)量存在缺陷或是混凝土材料配比不當(dāng)均會(huì)造成混凝土黏度的降低、混凝土塌落，從而易出現(xiàn)裂縫。不符合要求的水泥中氧化鈣游離量超標(biāo)，且穩(wěn)定性較差，若投入使用，往往會(huì)降低混凝土抗拉強(qiáng)度。同時(shí)，水泥在水化過(guò)程中要釋放出一定的熱量，在施工過(guò)程中極易產(chǎn)生水熱化現(xiàn)象，增加裂縫出現(xiàn)概率；從配比方面來(lái)講，混凝土的各種材料有配比范圍，任何一種材料的多施和寡施都不利于與保證混凝土強(qiáng)度，預(yù)防裂縫出現(xiàn)。

2.3 施工質(zhì)量引發(fā)的混凝土裂縫

在道路橋梁施工過(guò)程中，由于施工工藝、操作方法不當(dāng)?shù)葎t極易出現(xiàn)施工裂縫，這種裂縫的分布沒(méi)有規(guī)律可言。其中，施工工藝水平如何是產(chǎn)生混凝土裂縫的主要原因之一。在道路橋梁施工混凝土結(jié)構(gòu)中，若施工操作不當(dāng)，極易造成混凝土產(chǎn)生裂縫。如混凝土的保護(hù)層超出一定厚度時(shí)，各個(gè)方向鋼筋保護(hù)層厚度也會(huì)加厚，此時(shí)，橋梁的整個(gè)構(gòu)件高度也只能降低，使得裂縫在鋼筋的垂直方向出現(xiàn)。另外，假如在對(duì)混凝土進(jìn)行振搗時(shí)，不按振搗工藝進(jìn)行操作，則極易出現(xiàn)荷載裂縫。由于混凝土的流動(dòng)性較差，在硬化前若不對(duì)其進(jìn)行充分的攪拌和沉實(shí)，則會(huì)造成硬化后的混凝土因其沉實(shí)硬化不均勻，造成后續(xù)裂縫的出現(xiàn)[2]。

3 道路橋梁工程施工中混凝土裂縫預(yù)防措施

3.1 設(shè)計(jì)方面預(yù)防措施

在道路橋梁施工組織設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)氣候條件、地質(zhì)水文等進(jìn)行有效的勘察評(píng)估，全面準(zhǔn)確地對(duì)施工中可能出現(xiàn)的施工荷載進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。確保規(guī)劃和設(shè)計(jì)的施工組織設(shè)計(jì)能有效對(duì)預(yù)防混凝土裂縫。如，針對(duì)混凝土橋面板的轉(zhuǎn)角處可設(shè)計(jì)鋼筋，為了讓不同方向的鋼筋產(chǎn)生合力，可在橋梁所有向陽(yáng)處設(shè)計(jì)雙向雙層鋼筋，防止出現(xiàn)斜裂縫；對(duì)于橋面雙向板的處理，可采用同步聯(lián)通配置，進(jìn)行雙層雙向配筋；若道路橋梁工程長(zhǎng)度超過(guò)40m，后澆帶要盡可能的設(shè)置在橋梁中部，為有效控制混凝土層面板與橋面板位置的裂縫，可將抗裂劑UEA、HEA等加入混凝土，以此提高其抗拉性。

3.2 材料方面預(yù)防措施

混凝土穩(wěn)定性、耐久性與有害裂縫是緊密相連的，為減少因混凝土因施工材料問(wèn)題而造成的裂縫，為有效控制混凝土收縮變形，應(yīng)依據(jù)工程特點(diǎn)選用合適的水泥。合理使用水泥，控制細(xì)骨料用量，避免因溫度變化導(dǎo)致混凝土發(fā)生變形。為使用高強(qiáng)度混凝土，嚴(yán)格按照要求配置水灰比，應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配比，（見(jiàn)表1）。

表1 擬采用高強(qiáng)度混凝土配合比

此外，在施工過(guò)程中，混凝土中的水泥石凝結(jié)硬化時(shí)非常容易出現(xiàn)大量的水分蒸發(fā)，為有效降低混凝土的水分蒸發(fā)量，可在混凝土拌合時(shí)降低用水量，從而有效降低混凝土的收縮。介于此，在施工過(guò)程中必須嚴(yán)格控制拌和混凝土的用水量，若條件允許還可添加高效減水劑。

3.3 施工過(guò)程中的預(yù)防措施

圖2 橋面板預(yù)埋管處鋼筋補(bǔ)強(qiáng)措施

通過(guò)有效安排施工順序，可以降低建筑物各構(gòu)件之間的應(yīng)力作用，從而避免混凝土早期裂縫的產(chǎn)生。管理者要懂得用一定的工藝監(jiān)測(cè)手段來(lái)進(jìn)行控制，如降低預(yù)埋管道的直徑，因?yàn)榫€路、管道與混凝土以90°角收縮時(shí)，會(huì)加大裂縫出現(xiàn)概率，所以應(yīng)使混凝土收縮垂直方向異于與管道方向，從而降低裂縫出現(xiàn)的概率；其中預(yù)埋管線直徑應(yīng)控制在板厚的1/3以下，當(dāng)使用偏粗管線時(shí)可采用PVC電線管上、下間距200mm處設(shè)鋼絲網(wǎng)片的方法，補(bǔ)強(qiáng)鋼筋（參照?qǐng)D2）。

注重混凝土的養(yǎng)護(hù)，結(jié)束混凝土澆筑工作后，通常盡快用草簾等進(jìn)行覆蓋進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，這有利于降低混凝土的收縮量，其更加穩(wěn)固，防止混凝土裂縫的產(chǎn)生，將混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)當(dāng)不少于14d。大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間不宜小于28d。若澆筑面積偏大，應(yīng)選用合適的養(yǎng)護(hù)劑，更合理的養(yǎng)護(hù)混凝土。

混凝土的澆筑和養(yǎng)護(hù)過(guò)程中所用到的模板作用具大，其具有支撐混凝土重量、確?；炷列螤畹淖饔谩９试谶M(jìn)行模板拆除過(guò)程中，必須先確認(rèn)混凝土自身的強(qiáng)度能承受外部荷載作用。模板的拆除時(shí)間視混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)條件而定，切記勿因拆模過(guò)早而產(chǎn)生荷載裂縫。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，道路橋梁工程施工中裂縫產(chǎn)生的原因交錯(cuò)復(fù)雜，要想更好地對(duì)其進(jìn)行解決，就必須明確了解混凝土裂縫的成因，并針對(duì)不同成因采取有效的預(yù)防措施。同時(shí)，積極學(xué)習(xí)并引進(jìn)國(guó)內(nèi)外道路橋梁工程施工中先進(jìn)的技術(shù)，更進(jìn)一步提高管理水平，保證道路橋梁工程施工質(zhì)量安全性和穩(wěn)定性。