道路橋梁施工中混凝土裂縫成因分析以及應對措施

文/谷志

1 前言

目前，我國社會經(jīng)濟飛速發(fā)展，交通事業(yè)的進步是主要推動力量。道路橋梁施工具有施工周期長、環(huán)境復雜、投入人力物力多等特點，如果不科學利用施工技術將導致路面出現(xiàn)裂縫問題，為人們的出行帶來安全隱患。為此，需要施工單位認真分析混凝土裂縫成因，加強施工期間的人員和材料管理，嚴格按照相關工藝施工，最終有效提升道路橋梁施工質(zhì)量。

2 道路橋梁混凝土裂縫類型分析

在當前我國道路橋梁工程施工中，鋼筋混凝土材料得到廣泛利用，結(jié)合道路橋梁結(jié)構(gòu)承載能力可以將道路橋梁裂縫分為結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫兩種，對道路橋梁也會產(chǎn)生不同影響，具體說來：

首先，結(jié)構(gòu)性裂縫。導致這種裂縫出現(xiàn)的因素在于外力對橋梁的施加或者橋梁結(jié)構(gòu)自身承載力下降，比如說完成道路橋梁施工后，由于車輛的長期通行或者外部承載力造成橋梁變形，在這一過程中橋梁自身會產(chǎn)生應力抵抗外部承載力，當橋梁自身應力無法支撐承載力或者橋梁內(nèi)部各部分力失去平衡時，就會出現(xiàn)變形，進而導致裂縫出現(xiàn)[1]。

其次，非結(jié)構(gòu)性裂縫。造成這種裂縫出現(xiàn)的主要原因是外界因素，比如說溫度的變化、雨水的侵蝕作用以及混凝土相關成分發(fā)生變化，都會導致非結(jié)構(gòu)性施工裂縫出現(xiàn)，一旦道路橋梁出現(xiàn)這種裂縫就會不同程度上影響美觀性和路面耐久性，也會對安全車輛的通行造成威脅。

3 導致道路橋梁工程裂縫出現(xiàn)的主要因素

首先，設計方案因素。在道路橋梁工程施工中，裂縫出現(xiàn)的一大因素與施工設計方案不合理有關，比如沒有對施工現(xiàn)場做好勘察工作，而是根據(jù)以往施工經(jīng)驗開展施工，未能充分考慮各種環(huán)境因素影響，或者設計圖紙標識內(nèi)容不明確以及在設計環(huán)節(jié)沒有提出嚴格要求，都會導致施工期間數(shù)據(jù)精確性無法得到保障，增加道路橋梁發(fā)生裂縫的概率。這就要求施工單位必須保證設計方案的科學性和規(guī)范性，認真分析自然環(huán)境、地質(zhì)地貌等相關因素，在道路橋梁工程的設計環(huán)節(jié)做好全程監(jiān)管工作，避免設計期間存在一定漏洞[2]。

其次，現(xiàn)場監(jiān)管不到位。為打造高質(zhì)量道路橋梁工程，需要嚴格按照設計方案開展施工作業(yè)，然而部分施工單位為獲得更大施工效益存在擅自修改施工計劃的情況，使得設計方案與實際施工效果存在偏差，其中裂縫就是主要的問題體現(xiàn)。主要在于施工人員存在不規(guī)范操作的情況，或者監(jiān)管人員未能盡到自身職責，導致原料配比不科學、攪拌和振搗不充分，并且整個道路橋梁工程施工期間也存在施工材料隨意堆放和施工秩序混亂的問題。

再次，材料管理力度不足。在施工環(huán)節(jié)多種因素都會誘發(fā)裂縫，其中材料的質(zhì)量是出現(xiàn)的重要因素?；炷林饕伤嗌皾{、礦渣材料、骨料構(gòu)成，部分施工單位未能做好材料的采購質(zhì)量控制和現(xiàn)場材料檢查，導致混凝土的相關性能無法達到設計要求，比如說使用的骨料顆粒過大或者主要材料配比不合理，都容易出現(xiàn)裂縫問題，進而造成一定的經(jīng)濟損失[3]。

從次，荷載力因素。在道路橋梁正式投入使用后，其荷載力范圍都有明確規(guī)定，一旦超出相關范圍就會誘發(fā)施工裂縫。究其原因，主要在于建設階段施工重量大的設備施工材料隨意堆放，導致荷載力增大，同時也與施工人員未能深入了解工程結(jié)構(gòu)有關，比如吊裝環(huán)節(jié)未能分析受力因素。

最后，溫度因素?；炷敛牧鲜軠囟纫蛩赜绊戄^大，容易出現(xiàn)熱脹冷縮情況。對于建筑結(jié)構(gòu)來說，其內(nèi)部和外部都會受到溫度的影響而出現(xiàn)裂縫情況，比如說不同的日照時間以及季節(jié)變換會造成內(nèi)外溫度差異。與此同時，在施工期間水泥水熱化以及澆筑溫度等因素會對混凝土質(zhì)量造成影響，在外界氣溫較高時，提升澆筑溫度會使混凝土大量熱量聚集在內(nèi)部，隨之出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象和裂縫問題，而外界濕度偏低也會導致混凝土出現(xiàn)干縮裂縫[4]。

4 道路橋梁施工期間混凝土出現(xiàn)裂縫的危害

當前我國道路工程中主要為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這種材料的施工工藝較為成熟，具有施工效率、施工成本低的優(yōu)勢，不過在施工期間也會受到外界因素影響，導致裂縫問題出現(xiàn)。一方面，影響道路橋梁的整體性，比如對人們的駕駛舒適性產(chǎn)生影響，還一定程度上導致交通堵塞，甚至嚴重威脅人身和財產(chǎn)安全；另一方面，道路橋梁中出現(xiàn)裂縫后，初期會對結(jié)構(gòu)表面美觀性產(chǎn)生不利影響，隨著時間推移，裂縫逐漸延伸，不僅面積擴大，同時深度也在增加，甚至導致鋼筋暴露，空氣、降水對鋼筋腐蝕后會對整個道路橋梁整體性構(gòu)成破壞。從施工單位的角度講，一旦出現(xiàn)混凝土裂縫問題，后期的維護成本大量增加，將嚴重損害施工單位的行業(yè)形象。因此，需要道路橋梁施工單位嚴格按照相關工藝操作，加強施工現(xiàn)場管理[5]。

5 如何應對橋梁施工中的混凝土裂縫問題

第一，全面提升道路橋梁工程設計質(zhì)量。設計人員需要在道路橋梁設計環(huán)節(jié)，切實做好現(xiàn)場考察工作，比如在實地勘察過程中，認真分析水文、地質(zhì)條件、地勢地形、交通運輸線路和工程項目實際情況，確保設計方案合理性。在該環(huán)節(jié)要求設計人員嚴格按照相關技術規(guī)范，從整體出發(fā)，保證設計方案具有科學性和合理性，最大程度減少施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量問題。完成方案設計后，根據(jù)有關標準落實施工作業(yè)，與施工單位做好技術交底，從而減少裂縫出現(xiàn)。當前的道路橋梁工程設計中，BIM 技術得到了有效利用，設計人員可以結(jié)合工程實際情況設計出幾套合理方案，然后對不同方案進行專家評估，確定出最佳施工方案。

第二，加強施工過程質(zhì)量管理。在道路橋梁工程施工期間，需要施工單位做好工程質(zhì)量監(jiān)管工作，有效分析施工的內(nèi)部和外部環(huán)境，建立健全工程管理機制。與此同時，對建設單位和施工單位的關系有效協(xié)調(diào)明確監(jiān)管內(nèi)容，隨著質(zhì)量監(jiān)管體系的不斷完善，確保設計方案的落實。在施工質(zhì)量管理環(huán)節(jié)對荷載進行科學控制，也是有效減少裂縫出現(xiàn)的重要途徑。施工單位需要結(jié)合工程用途以及等級進行荷載控制，具體說來：一方面，技術人員需要深入到施工現(xiàn)場考察具體情況，設計和優(yōu)化方案，結(jié)合氣候、溫度，水溫、土壤等相關因素確定荷載量，并且對荷載裂縫出現(xiàn)原因進行深入分析，采取針對性的預防措施。此外，做好混凝土結(jié)構(gòu)的加固處理，全面提升結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性[6]。

第三，加強施工材料管理。在道路橋梁工程中施工材料質(zhì)量管理十分關鍵。施工單位需要根據(jù)現(xiàn)場實際情況科學確定施工材料數(shù)量規(guī)模，在不影響工程成本的前提下選擇質(zhì)優(yōu)價廉的材料。一方面，確保合作的供應商具有良好信譽；另一方面，采購人員要堅持質(zhì)優(yōu)價廉和貨比三家的原則。材料入場后需要加強管理工作，科學存放與保管材料，避免材料存在材料潮濕、腐蝕等問題，遵守倉庫取料管理制度。在材料質(zhì)量控制過程中，以水熱化較低的水泥為主，適量加入粉煤灰等摻合料，有效減緩水化熱的釋放速度。對于初級料的選擇來說，要以粒徑40mm 內(nèi)的原料為主，有利于增加骨料的體積，減少水泥使用量。

第四，制定出科學的養(yǎng)護機制。道路橋梁施工后期也需要根據(jù)養(yǎng)護機制加強有效管理，以此延長道路橋梁工程的壽命，有效減少路面裂縫以及混凝土變形問題的出現(xiàn)。在材料使用期間，需要對不同材料的比例進行確定，明確溫度范圍，在攪拌骨料過程中適量加水，保證化學反應充分。冬季運輸期間要適當提升混凝土整體溫度，使用溫水澆筑，在表面鋪設塑料薄膜，從而起到保溫作用。夏季則要加強保濕降溫工作。

第五，做好鋼筋銹蝕預防工作。在道路橋梁工程施工中，做好鋼筋銹蝕預防工作是保證工程質(zhì)量的重要內(nèi)容。為此需要施工單位技術管理人員對鋼筋銹蝕問題加強分析，對鋼筋銹蝕部位做好全面檢查工作，及時搶修銹蝕位置。具體說來：根據(jù)工程設計圖紙讓表面形成保護層，以免橋梁裂縫寬度增加，近年來我國在鋼筋原材料保護方面不斷加大力度，有效減少了由于鋼筋材料質(zhì)量問題而導致工程變形和坍塌問題。

第六，做好后期的養(yǎng)護工作。在道路橋梁工程施工中，后期的養(yǎng)護工作同樣關鍵，該項工作直接關系到工程結(jié)構(gòu)的承載力和穩(wěn)定性，對裂縫的防控同樣有著重要作用，需要技術人員認真分析出導致裂縫產(chǎn)生的因素以及橋梁結(jié)構(gòu)的受力特征之后，采取相應的補救措施。一方面，對于裂縫寬度大于0．5mm 的情況要使用開槽法修補，該環(huán)節(jié)需要技術人員利用灌縫機和開槽機對裂縫部位注入密封膠，施工工序為密封膠準備、開槽、灌縫和養(yǎng)護；另一方面對于裂縫寬度在0．2～0．3mm 的情況使用低壓注漿法，具體施工工藝流程為搭設腳手架、表面處理、找平材料、噴涂樹脂、粘貼碳纖維片材、表面防護、拆除腳手架。

第七，預防溫度變化導致的裂縫。技術人員在施工過程中需要嚴格控制水泥用量，降低水熱化程度，施工期間不斷優(yōu)化攪拌配置方式，通過有效的溫度控制減少裂縫出現(xiàn)。此外，在施工期間需要對含堿材料進行科學配比，合理選擇低碳水泥，減少化學反應出現(xiàn)。在實際施工期間，要求施工人員采取科學措施降低水化熱延遲熱高峰，比如做好科學遮陽和防風工作都能有效減少混凝土溫度變化。

6 結(jié)語

綜上所述，在道路橋梁工程施工中，施工單位需要對混凝土裂縫問題高度重視，認真分析混凝土裂縫類型以及發(fā)生原因，全面做好方案設計，加強施工過程材料的質(zhì)量管理，制定出科學的養(yǎng)護機制，重視鋼筋銹蝕預防工作，預防由于溫度變化而導致的裂縫問題。同時，對收縮裂縫、沉降裂縫的發(fā)生原因和預防措施認真分析，最終達到全面提升裂縫預防的效果，延長道路橋梁工程使用壽命。