淺談路橋施工中裂縫防治技術(shù)

席東旭

（山東鼎信路橋試驗(yàn)檢測有限公司，山東 濰坊 261500）

0 引言

在路橋工程施工中，裂縫是較為常見的一種質(zhì)量通病[1]。這主要是由于目前路橋工程施工主要材料為混凝土，其具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性和抗腐蝕性，在路橋施工中發(fā)揮了重要作用。但是，混凝土裂縫問題也是常見問題，路橋施工中的裂縫，對(duì)路橋工程的正常使用造成影響，并且增加了工程安全隱患。有效防治路橋施工中的裂縫問題一直以來都是路橋工程建設(shè)施工的重點(diǎn)內(nèi)容。因此，深入探討路橋施工中裂縫防治技術(shù)措施，對(duì)于促進(jìn)路橋工程發(fā)展，加快我國交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平具有重要意義。

1 路橋工程施工中裂縫的成因

1.1 地基發(fā)生形變

當(dāng)路橋工程地基發(fā)生形變所產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)力大于混凝土的抗拉能力時(shí)，會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，在路橋工程中出現(xiàn)裂縫。具體來說，造成這種現(xiàn)象的原因有2種。1）塑性條件下的混凝土基礎(chǔ)支架發(fā)生不均勻沉降，使得混凝土結(jié)構(gòu)受到一定的約束，或者遭受巨大的變形，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。2）當(dāng)混凝土具有較大的體積，且重量較大時(shí)，混凝土整體會(huì)受到重力的影響，從而導(dǎo)致地基產(chǎn)生一定程度的沉降，這時(shí)的水泥漿持續(xù)上浮，一直到混凝土沉降最終范圍，而其受到鋼筋與模板的雙重作用，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，出現(xiàn)裂縫[2]。

1.2 溫度改變和凍脹影響

溫度變化對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)具有非常明顯的影響，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生改變，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫。在路橋工程施工中，根據(jù)其所處的環(huán)境不同，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)也會(huì)受到一定的影響。尤其是溫度是影響混凝土結(jié)構(gòu)熱脹冷縮產(chǎn)生的主要原因，也是結(jié)構(gòu)發(fā)生形變的關(guān)鍵因素[3]。長期處于溫度變化環(huán)境中，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部拉應(yīng)力逐漸高于其自身強(qiáng)度，從而產(chǎn)生溫度裂縫。此外，路橋工程在零度以下的環(huán)境中，混凝土吸收飽和的情況會(huì)越來越明顯，其內(nèi)部水分逐漸降低，甚至出現(xiàn)冰凍，從而在混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生一定的膨脹應(yīng)力，與冷水對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響相結(jié)合，也會(huì)增加滲透壓力，從而導(dǎo)致膨脹力不斷提高，最終影響混凝土強(qiáng)度，產(chǎn)生裂縫，降低路橋工程質(zhì)量。

1.3 施工材料質(zhì)量問題

混凝土主要是由砂石、水泥、水、骨料、摻合料以及一定的外加劑混合而成的，其中各項(xiàng)原材料的質(zhì)量對(duì)混凝土最終質(zhì)量都會(huì)造成影響，進(jìn)而導(dǎo)致路橋施工質(zhì)量達(dá)不到要求。如果砂石、水泥等材料性能不達(dá)標(biāo)，則會(huì)直接影響混凝土的強(qiáng)度、耐久性，導(dǎo)致混凝土裂縫產(chǎn)生；如果混凝土各項(xiàng)材料配比不符合標(biāo)準(zhǔn)，或者攪拌振搗不充分等情況，也會(huì)影響混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并且對(duì)混凝土收縮性造成影響，造成收縮性裂縫、荷載裂縫等；如果摻合料和外加劑的選擇不正確，水泥和骨料發(fā)生一定程度的化學(xué)反應(yīng)，也會(huì)造成混凝土質(zhì)量下降，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生[4]。

1.4 荷載影響

路橋工程的荷載量過大會(huì)導(dǎo)致其產(chǎn)生荷載裂縫，具體可以分為次應(yīng)力裂縫和直接應(yīng)力裂縫。一方面，荷載裂縫中次應(yīng)力裂縫的產(chǎn)生主要是由于在何在工作開展中，沒有對(duì)荷載情況進(jìn)行科學(xué)預(yù)算，沒有考慮有關(guān)鑿槽、開洞等其他施工工序?qū)β窐蚬こ毯奢d變化的影響；另一方面，荷載裂縫中直接應(yīng)力裂縫產(chǎn)生的原因主要是設(shè)計(jì)工作過程中出現(xiàn)漏算荷載，或者在預(yù)算方面存在不全面現(xiàn)象，導(dǎo)致荷載預(yù)算不足，產(chǎn)生裂縫。

2 路橋工程施工裂縫判斷依據(jù)

針對(duì)路橋工程裂縫的判斷，不僅要對(duì)其表面裂縫進(jìn)行查看，還需要結(jié)合相應(yīng)規(guī)范，通過指標(biāo)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)判斷裂縫的嚴(yán)重程度，從而采取針對(duì)性的技術(shù)措施治理裂縫。具體指標(biāo)見表1。

表1 路橋工程施工裂縫與環(huán)境類別、結(jié)構(gòu)形式關(guān)系

根據(jù)表1可知路橋工程裂縫與環(huán)境類別、結(jié)構(gòu)形式、施工材料等具有密切相關(guān)性[5]。在表1中，我們重點(diǎn)分析了普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的差異性，從整體來看，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土抗裂縫能力較強(qiáng)，更加適用于大跨度橋梁結(jié)構(gòu)中。具體技術(shù)措施包括先張法與后張法，根據(jù)工程實(shí)際情況，科學(xué)選擇適用方案。

3 路橋工程施工中裂縫防治技術(shù)

加強(qiáng)對(duì)路橋工程中裂縫防治，需要在路橋工程施工階段就重視施工質(zhì)量管理與控制。因此，為了確保路橋工程施工質(zhì)量，該文探討了在路橋施工中采取防水抗裂層施工工藝，為施工裂縫防治提供參考。

3.1 施工準(zhǔn)備階段

施工準(zhǔn)備工作包括3項(xiàng)。1）根據(jù)施工計(jì)劃方案與施工工序，檢查施工材料及機(jī)具準(zhǔn)備情況。2）驗(yàn)收路面，確保其滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定及設(shè)計(jì)要求。3）在防水抗裂層施工前，需要對(duì)路面進(jìn)行清理，以滿足施工要求。通常用水清理，待路橋施工面水干后進(jìn)行施工。其中，施工材料及機(jī)具的準(zhǔn)備是重點(diǎn)內(nèi)容，例如確保瀝青配料設(shè)備工作能夠滿足施工進(jìn)度要求；進(jìn)行單機(jī)調(diào)整試運(yùn)行，確保設(shè)備滿足施工能力要求等。

3.2 混合料拌合

表2為混合料拌合中溫度控制表。

表2 混合料拌合中的溫度控制

細(xì)集料和粉體料加入攪拌缸后進(jìn)行攪拌，時(shí)間控制在高于1 min，同時(shí)進(jìn)行礦物纖維加入和瀝青噴入進(jìn)行攪拌，時(shí)間控制在高于10 s?；旌狭系陌韬纤俣刃枰鶕?jù)實(shí)際施工進(jìn)度情況確定，確保成品混凝土在罐車或其他地方存在的實(shí)踐不超過3 h。

3.3 混凝土攤鋪施工

混凝土攤鋪施工工藝如下。1）攤鋪前，控制機(jī)械設(shè)備熨平板的溫度，最低不低于100℃，最高不超過150℃。2）在攤鋪過程中宜快速攤鋪，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)速度最慢不低于4 m/min，最快不超過6 m/min。3）合理選用攤鋪方式，通常為多幅攤鋪，攤鋪順序?yàn)閺牡偷礁摺?）加強(qiáng)對(duì)混凝土攤鋪溫度的控制，最低溫度在170℃，最高在185℃。攤鋪施工如圖1所示。

圖1 攤鋪施工

3.4 混合料壓實(shí)施工

混合料壓實(shí)施工工藝步驟如下。1）在防水抗裂層壓實(shí)施工中，混凝土攤鋪后需要立即進(jìn)行壓實(shí)，根據(jù)施工設(shè)計(jì)，組合機(jī)械與施工步驟，實(shí)施壓實(shí)施工。設(shè)備主要選擇震蕩型壓路機(jī)，或者10 t～15 t雙輪鋼振動(dòng)壓力機(jī)。2）壓實(shí)施工前，需要保證設(shè)備鋼輪在進(jìn)入熱鋪混凝土中時(shí)是干凈并濕潤的。3）在混凝土沒有壓實(shí)成型之前，或者溫度沒有降到常溫，機(jī)械設(shè)備需要及時(shí)轉(zhuǎn)變行駛路線。4）攤鋪后直接進(jìn)行壓實(shí)施工，對(duì)損害的地方不宜直接進(jìn)行填充或修補(bǔ)施工。壓實(shí)施工如圖2所示。

3.5 接縫施工

不同接縫施工所采取的設(shè)備及接縫施工方法不同。針對(duì)熱接縫施工，需要在接縫處設(shè)置攤鋪、壓實(shí)機(jī)械設(shè)備，在攤鋪完成后立即進(jìn)行壓實(shí)施工；針對(duì)冷接縫施工，一般為拼接法施工；在縱向接縫施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)保證接縫兩側(cè)路面的平整度，高度誤差不應(yīng)高于1 mm；在橫向接縫施工時(shí)，前后攤鋪路面的高度應(yīng)當(dāng)在1 mm～2 mm，后攤鋪路面高于前攤鋪路面。

圖2 壓實(shí)施工

3.6 修補(bǔ)缺陷

防水抗裂層在施工后，還需要對(duì)施工情況進(jìn)行檢查，及時(shí)修補(bǔ)施工缺陷。通常情況下，施工缺陷主要是在混凝土壓實(shí)后，防水抗裂層存在離析、凸凹不平、路面拉痕的情況。這些施工缺陷出現(xiàn)后，需要及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。修補(bǔ)材料主要為瀝青，其與施工混凝土料的改性瀝青應(yīng)一致。在完成缺陷修補(bǔ)后，需要等到路面的溫度恢復(fù)到常溫狀態(tài)后，才可以進(jìn)行通車。

3.7 注意事項(xiàng)

為保證防水抗裂層施工質(zhì)量，在實(shí)際施工中，需要注意3點(diǎn)。1）加強(qiáng)施工各環(huán)節(jié)的及時(shí)銜接，科學(xué)有序協(xié)調(diào)配合各施工工序，避免混凝土材料溫度下降過快影響防水抗裂層施工質(zhì)量。2）混凝土料全部為細(xì)集料，為有效控制溫度，需要采用盤末班包裝運(yùn)輸車，避免材料散溫過快。3）一次成型，對(duì)于攤鋪施工過程中的缺陷需要及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)。

4 結(jié)論

綜上所述，路橋工程在施工過程中，常見的質(zhì)量問題就是裂縫，并且在施工中裂縫產(chǎn)生的原因較多。為了有效保證路橋施工質(zhì)量，降低裂縫造成的不良影響，在實(shí)際施工過程中，工作人員需要加強(qiáng)對(duì)裂縫產(chǎn)生原因的分析，科學(xué)判斷裂縫，從而采取有效的防治與處理措施，最大限度地避免裂縫對(duì)路橋工程施工質(zhì)量的影響，提高路橋工程穩(wěn)定性和安全性，充分發(fā)揮其使用價(jià)值，提高我國交通設(shè)施建設(shè)質(zhì)量。