公路橋梁施工過程中裂縫產(chǎn)生原因及應(yīng)對策略

王智博

摘 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，公路及橋梁的施工規(guī)模以及數(shù)量正在不斷增加。而混凝土也在公路及橋梁的施工中得到廣泛應(yīng)用。由于混凝土的堅(jiān)固性和較好的耐壓性，其逐漸成為公路及橋梁的施工中不可缺少的步驟，但是在施工中稍不注意也會導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。所以我們還應(yīng)該系統(tǒng)分析混凝土的裂縫成因和控制措施，實(shí)現(xiàn)公路及橋梁的施工水平和施工質(zhì)量的不斷提升。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；混凝土裂縫；原因；應(yīng)對策略

1 公路橋梁的工程施工裂縫產(chǎn)生的原因

1.1 由于溫度的變化導(dǎo)致的裂縫

眾所周知的混凝土一個特點(diǎn)就是“熱脹冷縮”。假如結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度或者環(huán)境溫度有了改變，那么就會導(dǎo)致混凝土的變形，因?yàn)樽冃螘艿街車h(huán)境約束，所以在結(jié)構(gòu)內(nèi)部會產(chǎn)生應(yīng)力，一旦這個應(yīng)力比混凝土自身抗拉的強(qiáng)度范圍大時，就會產(chǎn)生溫度裂縫。而溫度應(yīng)力則有外約束應(yīng)力和內(nèi)約束應(yīng)力這兩種。所謂內(nèi)約束應(yīng)力指得是結(jié)構(gòu)內(nèi)部的某一個構(gòu)件單位，因?yàn)樵诜蔷€性的溫差作用之下，纖維之間的溫度不一樣，由于引起應(yīng)變的不同而導(dǎo)致受約束所產(chǎn)生的應(yīng)力。而外約束應(yīng)力則是指結(jié)構(gòu)內(nèi)部的構(gòu)件由于溫度的不同而產(chǎn)生變形，但是變形受到了結(jié)構(gòu)外部的超靜定約束從而沒法實(shí)現(xiàn)自由的變形而產(chǎn)生的應(yīng)力。通過科學(xué)計(jì)算得知混凝土的內(nèi)部溫度最大的變化是在0至7天范圍之內(nèi)，因?yàn)榛炷恋膬?nèi)外溫差而導(dǎo)致的溫度應(yīng)力的變化也最大。

1.2 由于收縮導(dǎo)致的裂縫

混凝土在硬化之后，其表層的水分會漸漸地蒸發(fā)掉，所以濕度也就是會慢慢變低，由此帶來的就是體積的逐漸減小，此種現(xiàn)象可以叫做縮水收縮，也能叫做干縮。因?yàn)榛炷帘韺拥乃终舭l(fā)的速度很快，但是內(nèi)部的損失卻不多，所以內(nèi)部發(fā)生的收縮比較小，與之相對的是表面的收縮大這種不均勻的收縮現(xiàn)象?；炷羶?nèi)部對于表面的收縮變形有著約束，從而使得表面的混凝土要承受拉力，一旦表面的混凝土所承受的拉應(yīng)力大于其抗拉的強(qiáng)度時，就會有收縮裂縫的產(chǎn)生。

1.3 由于地基變形導(dǎo)致的裂縫

因?yàn)榈鼗椒较虻奈灰苹蛘哓Q向不均勻的沉降使得結(jié)構(gòu)之中產(chǎn)生了附加的應(yīng)力，而這則超過了混凝土的結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度，從而導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)的開裂。地基不均勻的沉降主要有以下幾種原因：試驗(yàn)資料的不準(zhǔn)、地質(zhì)勘查的精度不夠、地質(zhì)情況的掌握不充分，在這些情況就進(jìn)行了設(shè)計(jì)與施工，從而導(dǎo)致地基不均勻的沉降，最終引起裂縫產(chǎn)生。

1.4 由于荷載導(dǎo)致的裂縫

在公路橋梁的建造過程中，假如產(chǎn)生了荷載裂縫，那么關(guān)鍵因素便是建設(shè)者在施工過程中未曾抓好質(zhì)量的管控工作，進(jìn)而讓公路橋梁擔(dān)負(fù)較大的負(fù)載，而此些負(fù)載導(dǎo)致的直接后果便是出現(xiàn)裂縫。另外，在公路橋梁開始建造以前假如未曾抓好地質(zhì)勘查工作也會造成公路橋梁產(chǎn)生開裂的狀況。因?yàn)榈刭|(zhì)勘探工作中獲得的信息不夠精準(zhǔn)，假如依照該信息來剖析公路橋梁的建造狀況，在真正施工過程中會對地基的運(yùn)用性造成一定程度的影響，并且或許讓地基因?yàn)殡y以承擔(dān)負(fù)載而出現(xiàn)下沉。還有便是鋼筋生銹也會讓公路橋梁產(chǎn)生開裂問題，此是由于鋼筋在生銹以后，其體積會增大，進(jìn)而對周邊的混凝土施以“脹化”效能，最后致使混凝土產(chǎn)生裂縫。

2 公路橋梁施工過程中裂縫的應(yīng)對策略

2.1 混凝土及瀝青的生產(chǎn)質(zhì)量控制措施

首先，在合理選擇水泥標(biāo)號的同時嚴(yán)格控制水泥用量。通常情況下，我們應(yīng)該優(yōu)先選擇標(biāo)號較高的水泥，從而相應(yīng)的降低水泥用量。其次合理科學(xué)地添加外加劑，試驗(yàn)控制混凝土的配合比。對混凝土拌合時間進(jìn)行嚴(yán)格控制，每盤拌合時間至少為三分鐘，從而保證在混凝土生產(chǎn)中可以充分發(fā)揮外加劑作用。嚴(yán)格控制混凝土塌落度，如果不合格就不能夠投入使用，以免在使用過程中產(chǎn)生裂縫。在基層施工的時候要嚴(yán)格控制含水量，使得混合料含水量不會超過施工規(guī)范范圍內(nèi)最佳的含水量。混凝土在碾壓完后需要及時的養(yǎng)生保濕，結(jié)束后要立即作下封層或作透層，使得基層水分不會迅速流失。下封層完成后，需要盡快的將瀝青面層鋪筑好，以免基層在暴曬時開裂。

瀝青的鋪筑對于減少裂縫的生成有重要影響，因此在鋪筑瀝青的時候，在比較高級的公路施工時，要在國產(chǎn)瀝青中摻入如丁苯橡膠這類高分子的聚合物，從而使得瀝青的穩(wěn)定性和粘度提高。為了減緩瀝青的老化，可以添加樹脂型改性瀝青，為了降低瀝青的混合料的低溫開裂情況，我們應(yīng)該優(yōu)先選擇延度大及稠度較低的環(huán)烷瀝青。為了減少基層在暴曬時開裂，我們要及時將瀝青鋪筑好。

2.2 混凝土的施工溫度控制措施

為了降低裂縫出現(xiàn)的可能性，我們需要采取措施對溫度應(yīng)力進(jìn)行控制。第一，在對混凝土進(jìn)行拌合時，要冷卻碎石從而使得混凝土澆筑溫度得到降低。第二，在夏天對混凝土進(jìn)行澆筑時要降低澆筑的厚度，并通過澆筑層面進(jìn)行散熱。第三，將冷卻管埋設(shè)于混凝土中，通過注入冷水對內(nèi)部進(jìn)行降溫。第四，對混凝土入模的溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制?？傊?，在混凝土凝結(jié)硬化的過程中，要及時了解其溫度的變化情況，對其內(nèi)部溫度情況進(jìn)行隨時監(jiān)測，這對于采取相應(yīng)的技術(shù)措施，確保在混凝土的施工中不會產(chǎn)生過大溫度應(yīng)力以及避免產(chǎn)生溫度裂縫有著重要作用。我們可以使用圓盤式的溫度計(jì)對混凝土進(jìn)行測溫，分別對混凝土內(nèi)外的溫度進(jìn)行測定。把溫度計(jì)的感應(yīng)棒置于模板的外側(cè)，在混凝土的保溫罩內(nèi)對混凝土的表面溫度進(jìn)行測定。在混凝土進(jìn)行澆筑前需要在模板上提前留出測溫孔，并將圓盤式的溫度計(jì)置于測溫孔內(nèi)對混凝土的內(nèi)部溫度進(jìn)行測定。在混凝土完成澆筑后，需要每兩小時對混凝土的內(nèi)外溫度進(jìn)行一次測定，并將測定的溫度進(jìn)行記錄，計(jì)算出混凝土的內(nèi)外溫差。

2.3 混凝土的施工中工藝質(zhì)量控制措施

對路橋工程進(jìn)行施工時，對于頂帽、托盤以及墩身應(yīng)該通過一次性的方式立模，先對托盤以及墩身處的混凝土進(jìn)行施工，然后將安裝完成后的頂帽等處的鋼筋吊裝到位，最后對頂帽等處的混凝土進(jìn)行施工。在澆注的時候，我們應(yīng)該通過汽車泵將混凝土送達(dá)墩頂，在泵管的出口位置通過連接泵送的軟管最終使得混凝土送達(dá)需要澆注的部位，整個的澆筑主要采用的是分層施工以及逐層振搗方式。澆注的順序主要為從墩身一側(cè)向另一側(cè)往復(fù)的進(jìn)行移動澆注，也就是說在澆筑完一層后即刻返回來，再進(jìn)行下一次的移動澆注，從而保證混凝土得到均勻的施工。大體積的混凝土在施工中，每層澆注的厚度一般不能高于三十厘米，振動棒振搗的時間每次不能高于二十秒，一般振搗到混凝土開始泛漿為宜。振動棒位置與模板邊緣的距離以高于二十厘米為宜。

2.4 混凝土的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量控制措施

大量的實(shí)踐都表明，很多混凝土之所以會產(chǎn)生裂縫主要還是由于養(yǎng)護(hù)工作的不到位所造成的。所以在路橋的施工中我們要保證混凝土養(yǎng)護(hù)的質(zhì)量。首先，要防止混凝土內(nèi)部與外部的溫度出現(xiàn)較大溫差，防止其表面溫度出現(xiàn)梯度變化。其次，冬季需要控制好澆注時的施工溫度，并采取一定的措施使得澆注時的溫度高于混凝土在使用期間穩(wěn)定的溫度。最后，當(dāng)混凝土完成澆注后，對于裸露在外面的混凝土要覆蓋塑料薄膜，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)工作，必要時還應(yīng)該采用蒸汽養(yǎng)護(hù)從而保證養(yǎng)護(hù)的質(zhì)量。

3 結(jié)束語

綜上所述，公路橋梁施工過程中的混凝土裂縫問題不僅會嚴(yán)重影響道路及橋梁的施工質(zhì)量，甚者會危害人民的生命安全。所以要解決有關(guān)裂縫的問題，就要對混凝土原材料進(jìn)行嚴(yán)格控制，施工前要合理的設(shè)計(jì)荷載，時刻注意施工中的溫度變化，以及對混凝土的凝結(jié)時間嚴(yán)格控制。只有這樣，才能有效的減少裂縫的形成，從而保障道路及橋梁的施工質(zhì)量，保障人民的生命安全，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙麗.高速公路橋梁裂縫的產(chǎn)生機(jī)理與應(yīng)對措施[J].交通世界（建養(yǎng)機(jī)械），2013（Z1）：204～205.