道路橋梁施工中混凝土裂縫成因分析及應(yīng)對(duì)措施

張東旭

摘要：我國(guó)目前形勢(shì)是經(jīng)濟(jì)實(shí)力水平不斷提高，交通工程事業(yè)也有了前所未有的進(jìn)步。其中作為交通工程建設(shè)項(xiàng)目的重要組成部分之一就是道路橋梁工程。施工裂縫是目前道路橋梁工程施工項(xiàng)目中經(jīng)常出現(xiàn)的施工問(wèn)題，應(yīng)該引起施工人員的高度警惕，給予更多的關(guān)注，產(chǎn)生裂縫的原因要盡快找到，并且采取相對(duì)應(yīng)的有效措施，把道路橋梁工程建設(shè)項(xiàng)目的工程質(zhì)量從根本上提升上去。所以，必須加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工管理，嚴(yán)格控制施工過(guò)程中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，保證施工工藝按照規(guī)定進(jìn)行，使得材料和設(shè)計(jì)都符合標(biāo)準(zhǔn)。本文探討了裂縫對(duì)于到路橋橋梁施工建設(shè)的危害，分析形成裂縫的成因，提出了裂縫的應(yīng)對(duì)措施。

關(guān)鍵詞：道路橋梁;混凝土裂縫;成因分析;措施

一、前言

經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開(kāi)道路和橋梁的建設(shè)，俗話(huà)說(shuō)：“要致富，先修路。”因此，保障道路橋梁的順利施工和后期維護(hù)是很有必要的?；炷磷鳛榈缆窐蛄菏┕ぶ饕牧希淞芽p問(wèn)題一直是困擾施工的通病[1]。但是由于混凝土施工便利、裝飾性強(qiáng)，整體質(zhì)量比較高，是道路橋梁施工中必不可少的?；炷劣捎谄涮匦?，在施工過(guò)程中，以及道路橋梁投入使用后都會(huì)出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。道路橋梁的裂縫不僅影響美觀(guān)性，而且對(duì)于交通安全也有較大威脅[2]。所以，必須探尋并掌握裂縫產(chǎn)生的原因，采取有效措施，降低甚至消除裂縫的不利影響。

二、裂縫對(duì)橋梁施工建設(shè)的危害

在道路橋梁工程施工和設(shè)計(jì)的過(guò)程中有著多種多樣的形成裂縫的原因，大型裂縫的產(chǎn)生會(huì)對(duì)道路橋梁的交通安全造成巨大隱患，影響交通出行的順利進(jìn)行。根據(jù)調(diào)查顯示，世界上很多道路的塌陷以及橋梁的坍塌都是由裂縫的產(chǎn)生進(jìn)而加劇造成的[3]。因此，道路橋梁的施工裂縫是亟需解決的問(wèn)題，不僅影響了道路橋梁的整體性、美觀(guān)性，還會(huì)威脅人們的日常出行。如果裂縫出現(xiàn)在施工過(guò)程中，那么就會(huì)極大地增加施工的成本，施工單會(huì)容易造成虧損，如果裂縫過(guò)大，或者出現(xiàn)施工事故，還會(huì)造成工期延誤，浪費(fèi)人力、物力、財(cái)力，對(duì)施工企業(yè)的名譽(yù)帶來(lái)不利影響。如果裂縫出現(xiàn)在運(yùn)行過(guò)程中，那么就會(huì)給后期維修養(yǎng)護(hù)帶來(lái)巨大困難，在維修期間會(huì)造成交通擁堵，影響人們的日常出行?？偠灾?，裂縫的出現(xiàn)是一種多方面虧損的狀況，必須引起施工企業(yè)的重點(diǎn)關(guān)注，相關(guān)監(jiān)理部門(mén)也要加強(qiáng)施工工藝的監(jiān)督。施工企業(yè)積極找尋裂縫產(chǎn)生的原因，采取相應(yīng)措施，就可以極大地提升道路橋梁工程的整體質(zhì)量。

三、形成裂縫的原因

在道路橋梁工程施工建設(shè)過(guò)程中，有多種形成裂縫的原因，而且也有多種形成裂縫的橋梁結(jié)構(gòu)。一般來(lái)說(shuō)，有兩種比較常見(jiàn)的施工裂縫：結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫。

（一）形成結(jié)構(gòu)性裂縫的原因

設(shè)計(jì)性結(jié)構(gòu)性裂縫主要是指：道路橋梁工程施工的設(shè)計(jì)過(guò)程中，荷載作用在橋梁結(jié)構(gòu)之上，對(duì)其施壓，使其產(chǎn)生對(duì)應(yīng)其作用力大小的裂縫[4]。例如，工作人員施工過(guò)程中所使用的非預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁與非預(yù)應(yīng)力的預(yù)制梁板等橋梁結(jié)構(gòu)。施工人員在實(shí)際的施工過(guò)程中會(huì)針對(duì)不同結(jié)構(gòu)設(shè)置不同的預(yù)拱措施，但是，預(yù)拱在高強(qiáng)度的荷載作用下會(huì)漸漸失去原有的保護(hù)橋梁的作用，位于橋梁底部的抗拉區(qū)域內(nèi)最后還是會(huì)出現(xiàn)施工裂縫。而在橋梁頂部區(qū)域負(fù)彎矩的影響下非預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁會(huì)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的裂縫，但是這種通常都是比較安全的裂縫。

（二）形成非結(jié)構(gòu)性裂縫的原因

1. 干縮裂縫的形成原因

混凝土道路橋梁工程施工過(guò)程中常見(jiàn)的裂縫——干縮裂縫：在混凝土結(jié)構(gòu)硬化后，其體積會(huì)漸漸縮小，途中水分還會(huì)繼續(xù)揮發(fā)散失，進(jìn)而就會(huì)導(dǎo)致干縮裂縫的出現(xiàn)。在混凝土初步凝結(jié)的過(guò)程中是沒(méi)有很大強(qiáng)度的，如果正好遇到環(huán)境溫度很高的狀況，其表面的水分就會(huì)迅速被蒸發(fā)出來(lái)，導(dǎo)致表面干縮產(chǎn)生裂縫。

2. 變形裂縫的形成原因

混凝土道路橋梁工程結(jié)構(gòu)在凝固之前，會(huì)因?yàn)槭艿酵獠亢奢d干擾導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。盡管在混凝土完全凝固之前，它具有一定的流動(dòng)特性，但是初步凝結(jié)之后，混凝土本身的流動(dòng)性就會(huì)完全消失，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的裂縫還沒(méi)有得到復(fù)原，裂縫就會(huì)因此產(chǎn)生。

3. 溫差裂縫的形成原因

混凝土道路橋梁工程施工過(guò)程中，在水泥水化時(shí)混凝土內(nèi)部和外部會(huì)形成一個(gè)溫度差，混凝土的表面也會(huì)產(chǎn)生與周?chē)h(huán)境不同的溫度差值。急劇的變冷或者急劇的變熱從而導(dǎo)致溫差太大而出現(xiàn)裂縫。溫差裂縫往往更易出現(xiàn)在大規(guī)模大體積道路橋梁工程施工過(guò)程中[5]。除此之外，不同季節(jié)的溫度變化也會(huì)對(duì)施工造成不同的影響。

4. 塑性沉降裂縫的形成原因

在混凝土道路橋梁工程施工過(guò)程中，混凝土澆筑完畢后，往往會(huì)因?yàn)椴痪鶆虻某两祵?dǎo)致塑性裂縫的形成。主要的原因就是：混凝土的配比不合適，混凝土澆筑完畢不久后橋梁的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)生了沉降，或者是混凝土發(fā)生了沉降作用，從而導(dǎo)致塑性沉降裂縫的出現(xiàn)。

5. 荷載裂縫的形成原因

道路橋梁工程施工過(guò)程中主要是由應(yīng)力引起荷載裂縫的出現(xiàn)。例如配筋比不合理，出現(xiàn)錯(cuò)誤的附加筋，導(dǎo)致附加應(yīng)力過(guò)大，產(chǎn)生荷載裂縫（如下圖1所示）。

6. 脹縮裂縫的形成原因

道路橋梁工程施工的原材料是導(dǎo)致脹縮裂縫出現(xiàn)的主要原因，比如，水泥混凝土、摻和料、外部添加劑的質(zhì)量不合格，材料自身不穩(wěn)定;又或者原材料的攪拌不均勻，都會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生脹縮裂縫（如下圖2所示）。

四、控制道路橋梁工程施工過(guò)程中裂縫的措施

道路橋梁工程施工過(guò)程中裂縫的產(chǎn)生不僅會(huì)減少橋梁的美觀(guān)性，還會(huì)降低橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定可靠性。工程施工過(guò)程中可以采用以下幾種措施有地的預(yù)防和減少裂縫的產(chǎn)生[6]。

（一）施工材料的質(zhì)量要有所保證

在前提條件能夠被滿(mǎn)足的情況下，選用最優(yōu)質(zhì)的粗細(xì)集料，較大的粗骨料是首選材料。級(jí)配比優(yōu)良的中砂是最好的細(xì)集料選擇，道路橋梁工程施工過(guò)程中也要選用合適的中砂比例。集料選擇好能夠很大程度上減少裂縫的產(chǎn)生。如果選擇的水泥等級(jí)較低，那么其剛性和強(qiáng)度就不足，在道路橋梁施工完畢后，整體的質(zhì)量就得不到保障，很容易出現(xiàn)大型裂縫。相反，如果水泥的等級(jí)選擇過(guò)高，在其澆筑完畢固結(jié)的過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)裂縫。因此，在施工材料選擇方面，不僅要關(guān)注原材料的質(zhì)量，還要關(guān)注材料的合理等級(jí)和規(guī)格混凝土攪拌儲(chǔ)存（如下圖3所示）。

（二）設(shè)計(jì)最佳配合比

道路橋梁工程施工過(guò)程設(shè)計(jì)選取最佳配合比，盡量滿(mǎn)足設(shè)計(jì)需求，粉煤灰要適當(dāng)?shù)奶砑?。在攪拌混凝土?xí)r適當(dāng)?shù)奶砑雍玫姆勖夯?，不但可以減少水泥的使用數(shù)量，還能夠起到一定的潤(rùn)滑劑效果[7]。粉煤灰能夠填充混凝土的縫隙，使得混凝土更加密實(shí)堅(jiān)固，大大提升橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。

除此之外，將外加劑合理添加到混凝土的配置中，能夠達(dá)到很好的減少水分、增加塑性的效果。適當(dāng)減水可以在保證混凝土坍落度的前提下，降低其絕熱溫升。

（三）優(yōu)化施工流程，嚴(yán)控現(xiàn)場(chǎng)施工溫度

道路橋梁施工過(guò)程中，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)溫度的把控不嚴(yán)格是造成裂縫產(chǎn)生的主要原因之一。想要避免因?yàn)闇囟鹊目刂撇划?dāng)產(chǎn)生裂縫，就要重點(diǎn)關(guān)注施工工藝和流程。監(jiān)察人員加強(qiáng)監(jiān)督，保證施工溫度控制得當(dāng)。例如，在炎熱的夏天施工時(shí)，為了確保混凝土的水化熱能夠在短時(shí)間內(nèi)消散，就要適當(dāng)減少現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑的厚度，與此同時(shí)，還要降低混凝土分層澆筑的速度，只有確保澆筑的混凝土水化熱散去之后，才進(jìn)行下一層的澆筑[8]。

隨著施工技術(shù)的不斷更新，現(xiàn)階段可以通過(guò)布置測(cè)溫管，用以檢測(cè)混凝土的內(nèi)外溫度。并且在實(shí)時(shí)檢測(cè)的過(guò)程中，通過(guò)相應(yīng)的調(diào)控可以保障混凝土的內(nèi)外溫差在25℃以?xún)?nèi)，這樣可以最大化保障混凝土在澆筑以及固結(jié)過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂，固結(jié)完畢后也能夠保障混凝土的強(qiáng)度和安全性。

（四）優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行道路橋梁施工之前，要綜合考慮多方面因素，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的受力情況進(jìn)行分析，在道路橋梁設(shè)計(jì)時(shí)能夠選擇最佳高效且保證安全性的方案[9]。為了防止混凝土被腐蝕，可以根據(jù)施工規(guī)范以及現(xiàn)場(chǎng)條件適當(dāng)增厚混凝土保護(hù)層;為了延長(zhǎng)有害物質(zhì)腐蝕內(nèi)部鋼筋結(jié)構(gòu)的時(shí)間，可以在鋼筋表面增加防腐涂層，延緩鋼筋結(jié)構(gòu)的腐蝕[10]。在內(nèi)部鋼筋編制過(guò)程中，要盡可能地選取小直徑、小間距的鋼筋和編制方法，并且通過(guò)設(shè)置密度高的金屬網(wǎng)增加混凝土結(jié)構(gòu)的整體抗裂性（如下圖4所示）。

五、結(jié)語(yǔ)

在整個(gè)的道路橋梁工程施工過(guò)程中應(yīng)該嚴(yán)格把控技術(shù)水平，遵循技術(shù)要求，加強(qiáng)混凝土攪拌質(zhì)量，確保橋道路梁施工效果。工程施工完畢后要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理養(yǎng)護(hù)維修，預(yù)防減少裂縫的產(chǎn)生。另外，施工單位、企業(yè)還要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)，加快分析裂縫形成的原因，以最快的速度采取有效措施，對(duì)出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行補(bǔ)修，從而提高道路橋梁整體的美觀(guān)性，增強(qiáng)道路橋梁的安全可靠性，為交通事業(yè)的發(fā)展添磚加瓦。

參考文獻(xiàn)：

[1]李小虎，竇通宇.道路橋梁施工中出現(xiàn)橋梁裂縫問(wèn)題的解決措施探討[J].科技風(fēng)， 2020（13）：136-137.

[2]葉爾豐.道路橋梁施工中混凝土裂縫成因分析及應(yīng)對(duì)措施[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)， 2020（07）：242-244.

[3]向航.研究道路橋梁施工中的裂縫成因及預(yù)防對(duì)策[J].四川水泥， 2020（02）：48.

[4]汪文淑.道路橋梁施工大體積混凝土裂縫成因及防治分析[J].安徽建筑， 2019，26（02）：129-130.

[5]劉亞明.道路橋梁施工中產(chǎn)生裂縫的原因及應(yīng)對(duì)措施[J].山西建筑， 2019，45（02）：150-152.

[6]王輝.分析道路橋梁工程施工中的混凝土裂縫成因與防治措施[J].居舍， 2019（01）：14-15.

[7]孔祥夫.道路橋梁中大體積混凝土施工裂縫及防治[J].建材與裝飾， 2019（01）：259-260.

[8]張煥雷.道路橋梁施工中出現(xiàn)橋梁裂縫問(wèn)題的解決措施探討[J].綠色環(huán)保建材， 2017（08）：90.

[9]嚴(yán)偉.試析市政道路橋梁大體積混凝土施工裂縫產(chǎn)生的原因及防治策略[J].四川水泥， 2017（08）：40.

[10]尚鵬臻.道路橋梁施工中出現(xiàn)橋梁裂縫問(wèn)題的解決措施[J].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化， 2017（08）：167-168.