橋梁施工中裂縫成因及預防策略

文/李針鋒 廣州市恒茂建設監(jiān)理有限公司 廣東廣州 510000

由于外界因素的影響，經(jīng)常會出現(xiàn)裂縫問題，這不僅影響到了橋梁使用，還嚴重威脅到了人們的生命財產(chǎn)安全。而橋梁裂縫是橋梁日常施工中比較常見的通病。橋梁裂縫間接影響橋梁的正常應用，有一些裂縫由于受到天氣、應力作用逐漸變成嚴重的裂縫。這樣會縮短橋梁的使用壽命，通過分析橋梁中產(chǎn)生裂縫的原因，提出合理解決橋梁裂縫的措施。

1、橋梁施工裂縫的危害性

1.1 橋梁裂縫造成的腐蝕

橋梁工程使用的材料絕大多數(shù)以鋼筋混凝土材料為主，鋼筋主要承受的是整個橋梁的拉應力，混凝土承受的是壓應力，當橋梁中產(chǎn)生裂縫以后，其他一些水、空氣、雜質就會從裂縫中趁機而入，進而會嚴重腐蝕混凝土構件中的鋼筋，腐蝕之后的鋼筋體積會增加，鋼筋體積增加時會嚴重影響到整個混凝土構件的整體牢固性，造成混凝土構件整體受力出現(xiàn)不均衡，進而會嚴重影響橋梁整體的使用安全性。

1.2 橋梁裂縫出現(xiàn)后的碳化

混凝土碳化是橋梁中比較常見的一種現(xiàn)象?；炷撂蓟话闶侵富炷潦艿交瘜W腐蝕，當空氣中出現(xiàn)的二氧化碳氣體流入到混凝土內部之后，二氧化碳與混凝土內部其他堿性物質會發(fā)生化學反應，進而產(chǎn)生碳酸鹽與水，在一定程度上會降低混凝土整體堿度。當橋梁產(chǎn)生裂縫以后，二氧化碳會跟隨裂縫流入到混凝土結構內部，進而引起混凝土構件出現(xiàn)碳化的現(xiàn)象，從某種角度來看還降低了混凝土構件的整體承載力，對橋梁的使用也會產(chǎn)生不利影響。

2、橋梁施工中裂縫的成因

2.1 施工工藝不規(guī)范造成裂縫

在橋梁施工工藝應用時，通常都有嚴格的規(guī)定，要求工藝技術按照相關標準來嚴格執(zhí)行，這樣才可以保證不會因為工藝方面的原因導致質量問題。但是在實際應用過程中，由于施工人員沒有嚴格按照工藝標準來進行施工操作，或者時選用的工藝技術不夠先進等原因，導致橋梁施工質量受到影響，而裂縫則是其中一個重要的體現(xiàn)。通常而言，通過管理手段、制度手段等，能夠有效地避免這方面的問題，從而防止裂縫的產(chǎn)生。

2.2 混凝土收縮引起的裂縫

經(jīng)過調查分析，導致橋梁裂縫最常見的原因是由混凝土收縮引起的。混凝土凝結后，表面水分逐漸蒸發(fā)，表層水分蒸發(fā)速度較內部快，濕度逐漸降低，混凝土的體積也隨之減小，此時會產(chǎn)生縮水收縮，又稱干縮。由于混凝土內外水分散發(fā)的速度差異，表面收縮量要大于內部收縮量，出現(xiàn)這種不均勻的收縮，受到混凝土內部的約束，使得混凝土表層承受較大的拉力，當這種拉力超過混凝土的抗拉強度則會出現(xiàn)收縮裂縫。

2.3 荷載導致裂縫

之所以會出現(xiàn)這種結構性的裂縫現(xiàn)象和施工人員操作不規(guī)范有直接關系，在橋梁施工過程中。由于施工人員不能夠依據(jù)橋梁實際狀況，把那些大型施工機械、材料進行隨意堆放，進而會造成橋梁承受更多的外界壓力。還有一部分施工人員對橋梁整體預制結構中的受力特點缺乏足夠的認識，進而對橋梁中的部分區(qū)位來展開隨意擾動、安裝。這種不合規(guī)范的施工方式會對橋梁整體結構施工順序造成很大影響。

2.4 溫度因素導致裂縫

橋梁施工是一項復雜的過程，橋梁施工過程中使用的很多材料主要都是以鋼筋混凝土材料為主，混凝土在應用時會隨著溫度高低變化發(fā)生熱脹冷縮，從而引起混凝土變形，同時還會對橋梁工程結構中形成一定壓力。橋梁自身有一個能夠產(chǎn)生的抗拉強度，橋梁中的拉力值大于這個抗拉強度時，橋梁工程質量就會受到威脅，進而會出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。溫度是造成橋梁出現(xiàn)裂縫的因素之一，產(chǎn)生這種裂縫的主要原因和溫度有直接關系，通常情況下，橋梁裂縫跟隨溫度高低變化而發(fā)生擴張與合并。影響溫度變化的因素主要有以下兩點：①蒸汽養(yǎng)護，這是新穎、高效的養(yǎng)護方式，這種橋梁養(yǎng)護方式適合在溫度比較低的冬季。混凝土進行蒸汽養(yǎng)護時會產(chǎn)生很高的溫度，蒸汽養(yǎng)護結束以后溫度就會快速下降，在溫度比較低的冬季會造成混凝土溫度快速下降，進而導致橋梁出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象發(fā)生。②水熱化，在對橋梁開展施工過程中，混凝土澆筑厚度超過原先規(guī)定的1.95m時，水泥在進行澆筑時就會發(fā)生水化放熱，在這種條件下溫度就會快速上升，當外部溫度比內部溫度低時，會導致內、外溫度相差很大，最終造成橋梁中表面會出現(xiàn)一定程度的裂縫。

3、橋梁施工裂縫防治措施

3.1 合理控制混凝土施工配合比

混凝土施工配合比是一個技術性很高的工作，因此在施工過程中依據(jù)混凝土設計強度、耐久性與混凝土和易性各項要求來確定配合比。合理控制水灰比與水泥使用量，道路施工管理人員還應該把握好質量，選擇優(yōu)良的石子，嚴格控制砂的粒徑與含量，運用科學、合理的方式減少混凝土收縮量[1]。只有這樣才能夠提升混凝土抗裂強度。混凝土養(yǎng)護是橋梁日常施工中不可或缺的重要施工環(huán)節(jié)，如果混凝土的養(yǎng)護工作沒有做到位，就會降低混凝土的整體強度，使得混凝土硬化時缺少足夠的水分從而產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。尤其在高溫條件下作業(yè)時，必須要常常澆水來進行養(yǎng)護，這樣能夠減少因為溫度產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象，通過降低混凝土收縮產(chǎn)生的約束應力，能夠起到控制裂縫的作用。

3.2 裂縫修補

橋梁中出現(xiàn)裂縫以后一定要及時進行修補，只有這樣才能夠保證橋梁工程質量。通常情況下，對橋梁裂縫進行處理的方法有很多種，比較常用的主要有表面修補法，表面修補是裂縫修補的常用技術，使用表面修補法進行裂縫處理時一般都會選擇在橋梁中混凝土表面涂漿，還有一部分橋梁是應用環(huán)氧膠泥的方式在道路、橋梁表面涂抹，這樣能夠有效滿足防腐的實際需要，在對裂縫進行涂漿之后一般都會采取刷漆的方式保持混凝土表面的平坦。混凝土表面修補完成之后，由于受到應力因素影響，使得混凝土裂縫開始出現(xiàn)開裂，在這種情況下，可以在混凝土裂縫表面粘貼玻璃纖維布，進而保證混凝土裂縫修補質量。當橋梁整體結構出現(xiàn)嚴重裂縫現(xiàn)象時就會對橋梁整體質量產(chǎn)生很大影響，在這樣的情況下再使用表面修補方法顯然不能夠滿足橋梁質量的要求，這就需要橋梁施工管理人員依據(jù)現(xiàn)場實際情況來選用灌漿法進行處理，只有這樣才能夠提升橋梁工程質量[2]。灌漿法一般是指使用真空壓力設備的方式把漿質料壓入到混凝土裂縫中，漿質料會跟隨時間的推移來達到硬化的目的，硬化之后的漿質料和混凝土兩者之間會形成固定的整體結構，這樣能夠有效避免混凝土裂縫的出現(xiàn)，進而提升混凝土密封性能。一般情況下，漿質材料種類比較多，在橋梁工程中使用水泥漿或者其他環(huán)氧聚合物，以此來為橋梁工程質量提供重要保障。

3.3 增強溫度控制

在對橋梁中出現(xiàn)的裂縫進行改善時可以添加適量的添加劑，最好使用具有干硬性混凝土來對其進行施工操作，使用這種方式在一定程度上能夠減少混凝土中水泥成分。在對混凝土進行攪拌時，可以在合適的時間把水灑在碎石上，這樣能夠實現(xiàn)冷卻碎石的目的，同時還能夠起到降低混凝土澆筑時溫度的目的。不同季節(jié)橋梁施工要使用不同的施工方式。例如，在溫度較高的夏季施工過程中，一定要減少混凝土整體澆筑厚度，使用混凝土澆筑層表面積來散熱。必要時可以在混凝土中裝置一些降溫水管，這樣能夠起到降溫混凝土的目的[3]。在對施工工序安排過程中一定要保證時間的合理性，合理控制混凝土暴露的面積，站在混凝土角度分析來說，選擇使用高性能混凝土能夠起到很好的抗裂效果，從而能夠有效避免干縮程度大的混凝土材料應用到橋梁日常施工過程中，塑性沉降裂縫是比較常見的一種裂縫現(xiàn)象。因此在對橋梁施工過程中一定要增強基礎的處理，合理布置支架。從支架角度分析來說，可以使用面積法來測定整個表面受力，通過采取預壓的方式能夠降低非彈性形變的發(fā)生。在應用混凝土的過程中通過加入適量減水劑能夠有效避免沁水的現(xiàn)象發(fā)生，從而增加混凝土保護層的整體厚度，在橋梁日常施工過程中可以使用二次抹面。

3.4 建立健全的后期養(yǎng)護機制

只有建立健全完善的養(yǎng)護機制，才能有效延長橋梁工程的整體壽命，從而將橋梁的作用充分發(fā)揮出來[4]。而且通過有效的養(yǎng)護工作，可以有效的預防運營過程中裂縫的出現(xiàn)。實踐證明，通過合理的養(yǎng)護方案，不僅可以有效的降低混凝土的變形情況，同時還可以有效提高橋梁工程的質量，防止裂縫問題的出現(xiàn)。

綜上所述，要想提升橋梁的安全性，應該加強質量管理力度，特別是橋梁施工過程中出現(xiàn)的裂縫問題應該采取合理的預防措施來進行處理，通過對橋梁中出現(xiàn)的裂縫問題成因分析可以得出，溫度問題、施工工藝問題、荷載問題都可能會造成橋梁中裂縫問題的發(fā)生，以這些成因為基礎來提出針對性的預防措施，進而提升橋梁工程質量。