橋梁施工中裂縫成因及預(yù)防策略

【摘要】在橋梁工程的使用過程中，施工裂縫是一種常見的工程病害，如果橋梁中出現(xiàn)裂縫，將會(huì)給橋梁工程帶來安全隱患，影響行車安全等。因此，橋梁施工中裂縫問題對(duì)整個(gè)橋梁工程的安全性與穩(wěn)定性具有重要影響?；诖?，本文主要分析了橋梁施工中裂縫的成因，從溫度控制、混凝土配比控制以及裂縫修補(bǔ)等方面著手，提出了橋梁施工裂縫的預(yù)防對(duì)策。

【關(guān)鍵詞】橋梁施工;混凝土裂縫;裂縫成因

由于外界因素的影響，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)裂縫問題，這不僅影響到了橋梁使用，還嚴(yán)重威脅到了人們的生命財(cái)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(yīng)用，有一些裂縫由于受到天氣、應(yīng)力作用逐漸變成嚴(yán)重的裂縫。這樣會(huì)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(gè)橋梁的拉應(yīng)力，混凝土承受的是壓應(yīng)力，當(dāng)橋梁中產(chǎn)生裂縫以后，其他一些水、空氣、雜質(zhì)就會(huì)從裂縫中趁機(jī)而入，進(jìn)而會(huì)嚴(yán)重腐蝕混凝土構(gòu)件中的鋼筋，腐蝕之后的鋼筋體積會(huì)增加，鋼筋體積增加時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響到整個(gè)混凝土構(gòu)件的整體牢固性，造成混凝土構(gòu)件整體受力出現(xiàn)不均衡，進(jìn)而會(huì)嚴(yán)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(xué)腐蝕，當(dāng)空氣中出現(xiàn)的二氧化碳?xì)怏w流入到混凝土內(nèi)部之后，二氧化碳與混凝土內(nèi)部其他堿性物質(zhì)會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生碳酸鹽與水，在一定程度上會(huì)降低混凝土整體堿度。當(dāng)橋梁產(chǎn)生裂縫以后，二氧化碳會(huì)跟隨裂縫流入到混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，進(jìn)而引起混凝土構(gòu)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(gòu)件的整體承載力，對(duì)橋梁的使用也會(huì)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(yīng)用時(shí)，通常都有嚴(yán)格的規(guī)定，要求工藝技術(shù)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來嚴(yán)格執(zhí)行，這樣才可以保證不會(huì)因?yàn)楣に嚪矫娴脑驅(qū)е沦|(zhì)量問題。但是在實(shí)際應(yīng)用過程中，由于施工人員沒有嚴(yán)格按照工藝標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行施工操作，或者時(shí)選用的工藝技術(shù)不夠先進(jìn)等原因，導(dǎo)致橋梁施工質(zhì)量受到影響，而裂縫則是其中一個(gè)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(diào)查分析，導(dǎo)致橋梁裂縫最常見的原因是由混凝土收縮引起的?；炷聊Y(jié)后，表面水分逐漸蒸發(fā)，表層水分蒸發(fā)速度較內(nèi)部快，濕度逐漸降低，混凝土的體積也隨之減小，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生縮水收縮，又稱干縮。由于混凝土內(nèi)外水分散發(fā)的速度差異，表面收縮量要大于內(nèi)部收縮量，出現(xiàn)這種不均勻的收縮，受到混凝土內(nèi)部的約束，使得混凝土表層承受較大的拉力，當(dāng)這種拉力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度則會(huì)出現(xiàn)收縮裂縫。

2.3荷載導(dǎo)致裂縫

之所以會(huì)出現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)性的裂縫現(xiàn)象和施工人員操作不規(guī)范有直接關(guān)系，在橋梁施工過程中。由于施工人員不能夠依據(jù)橋梁實(shí)際狀況，把那些大型施工機(jī)械、材料進(jìn)行隨意堆放，進(jìn)而會(huì)造成橋梁承受更多的外界壓力。還有一部分施工人員對(duì)橋梁整體預(yù)制結(jié)構(gòu)中的受力特點(diǎn)缺乏足夠的認(rèn)識(shí)，進(jìn)而對(duì)橋梁中的部分區(qū)位來展開隨意擾動(dòng)、安裝。這種不合規(guī)范的施工方式會(huì)對(duì)橋梁整體結(jié)構(gòu)施工順序造成很大影響。

2.4溫度因素導(dǎo)致裂縫

橋梁施工是一項(xiàng)復(fù)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(yīng)用時(shí)會(huì)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(shí)還會(huì)對(duì)橋梁工程結(jié)構(gòu)中形成一定壓力。橋梁自身有一個(gè)能夠產(chǎn)生的抗拉強(qiáng)度，橋梁中的拉力值大于這個(gè)抗拉強(qiáng)度時(shí)，橋梁工程質(zhì)量就會(huì)受到威脅，進(jìn)而會(huì)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(guān)系，通常情況下，橋梁裂縫跟隨溫度高低變化而發(fā)生擴(kuò)張與合并。影響溫度變化的因素主要有以下兩點(diǎn)：①蒸汽養(yǎng)護(hù)，這是新穎、高效的養(yǎng)護(hù)方式，這種橋梁養(yǎng)護(hù)方式適合在溫度比較低的冬季。混凝土進(jìn)行蒸汽養(yǎng)護(hù)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很高的溫度，蒸汽養(yǎng)護(hù)結(jié)束以后溫度就會(huì)快速下降，在溫度比較低的冬季會(huì)造成混凝土溫度快速下降，進(jìn)而導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象發(fā)生。②水熱化，在對(duì)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(shí)，水泥在進(jìn)行澆筑時(shí)就會(huì)發(fā)生水化放熱，在這種條件下溫度就會(huì)快速上升，當(dāng)外部溫度比內(nèi)部溫度低時(shí)，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)、外溫度相差很大，最終造成橋梁中表面會(huì)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(gè)技術(shù)性很高的工作，因此在施工過程中依據(jù)混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度、耐久性與混凝土和易性各項(xiàng)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(yīng)該把握好質(zhì)量，選擇優(yōu)良的石子，嚴(yán)格控制砂的粒徑與含量，運(yùn)用科學(xué)、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(qiáng)度。混凝土養(yǎng)護(hù)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(hù)工作沒有做到位，就會(huì)降低混凝土的整體強(qiáng)度，使得混凝土硬化時(shí)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(shí)，必須要常常澆水來進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，這樣能夠減少因?yàn)闇囟犬a(chǎn)生裂縫現(xiàn)象，通過降低混凝土收縮產(chǎn)生的約束應(yīng)力，能夠起到控制裂縫的作用。

3.2裂縫修補(bǔ)

橋梁中出現(xiàn)裂縫以后一定要及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，只有這樣才能夠保證橋梁工程質(zhì)量。通常情況下，對(duì)橋梁裂縫進(jìn)行處理的方法有很多種，比較常用的主要有表面修補(bǔ)法，表面修補(bǔ)是裂縫修補(bǔ)的常用技術(shù)，使用表面修補(bǔ)法進(jìn)行裂縫處理時(shí)一般都會(huì)選擇在橋梁中混凝土表面涂漿，還有一部分橋梁是應(yīng)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(shí)際需要，在對(duì)裂縫進(jìn)行涂漿之后一般都會(huì)采取刷漆的方式保持混凝土表面的平坦?；炷帘砻嫘扪a(bǔ)完成之后，由于受到應(yīng)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(jìn)而保證混凝土裂縫修補(bǔ)質(zhì)量。當(dāng)橋梁整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫現(xiàn)象時(shí)就會(huì)對(duì)橋梁整體質(zhì)量產(chǎn)生很大影響，在這樣的情況下再使用表面修補(bǔ)方法顯然不能夠滿足橋梁質(zhì)量的要求，這就需要橋梁施工管理人員依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來選用灌漿法進(jìn)行處理，只有這樣才能夠提升橋梁工程質(zhì)量[2]。灌漿法一般是指使用真空壓力設(shè)備的方式把漿質(zhì)料壓入到混凝土裂縫中，漿質(zhì)料會(huì)跟隨時(shí)間的推移來達(dá)到硬化的目的，硬化之后的漿質(zhì)料和混凝土兩者之間會(huì)形成固定的整體結(jié)構(gòu)，這樣能夠有效避免混凝土裂縫的出現(xiàn)，進(jìn)而提升混凝土密封性能。一般情況下，漿質(zhì)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(zhì)量提供重要保障。

3.3增強(qiáng)溫度控制

在對(duì)橋梁中出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行改善時(shí)可以添加適量的添加劑，最好使用具有干硬性混凝土來對(duì)其進(jìn)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(duì)混凝土進(jìn)行攪拌時(shí)，可以在合適的時(shí)間把水灑在碎石上，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻碎石的目的，同時(shí)還能夠起到降低混凝土澆筑時(shí)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(shí)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(duì)施工工序安排過程中一定要保證時(shí)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(yīng)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(duì)橋梁施工過程中一定要增強(qiáng)基礎(chǔ)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(cè)定整個(gè)表面受力，通過采取預(yù)壓的方式能夠降低非彈性形變的發(fā)生。在應(yīng)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(hù)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(hù)機(jī)制

只有建立健全完善的養(yǎng)護(hù)機(jī)制，才能有效延長(zhǎng)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(hù)工作，可以有效的預(yù)防運(yùn)營(yíng)過程中裂縫的出現(xiàn)。實(shí)踐證明，通過合理的養(yǎng)護(hù)方案，不僅可以有效的降低混凝土的變形情況，同時(shí)還可以有效提高橋梁工程的質(zhì)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(yīng)該加強(qiáng)質(zhì)量管理力度，特別是橋梁施工過程中出現(xiàn)的裂縫問題應(yīng)該采取合理的預(yù)防措施來進(jìn)行處理，通過對(duì)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(huì)造成橋梁中裂縫問題的發(fā)生，以這些成因?yàn)榛A(chǔ)來提出針對(duì)性的預(yù)防措施，進(jìn)而提升橋梁工程質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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[3]張營(yíng)營(yíng).道路橋梁施工中裂縫成因及預(yù)防策略[J].交通世界，2018（Z1）：174-175.

[4]李鴻.橋梁施工裂縫成因分析及防控措施探究[J].門窗，2016（01）：110-111.

作者簡(jiǎn)介：

李針鋒，廣州市恒茂建設(shè)監(jiān)理有限公司，廣東廣州。