道路橋梁施工裂縫的成因及防治對(duì)策探究

李綱

山東省天為工程技術(shù)有限公司 山東淄博 255000

1 實(shí)際工程案例相關(guān)分析

1.1 工程概況

Z橋作為北五環(huán)路橋工程，主橋的結(jié)構(gòu)為三孔懸臂澆筑預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)。主橋中的分孔為75+120+75=270m。單幅橋的橋面寬度為0.60+12.25+0.25+1.50+0.40=15.00m。主梁橫截面為單箱單室類型，高度為2.50-6.00m，使用了掛籃懸臂澆筑方式進(jìn)行施工。Z橋整體的下部基礎(chǔ)全部為鉆孔灌注樁基礎(chǔ)。Z橋在施工過程中，出現(xiàn)了頂板裂縫、腹板裂縫與主橋裂縫情況，由于在施工過程中，頂板與底板都沒有橫向受力裂縫，同時(shí)基于施工各個(gè)工況基礎(chǔ)上，應(yīng)將結(jié)構(gòu)應(yīng)力控制在應(yīng)力范圍中的，但腹板依然發(fā)生了受力斜裂縫問題，但其數(shù)量較少，裂縫處于分散狀態(tài)，因此施工團(tuán)隊(duì)排除了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷的問題，主要原因?yàn)槿狈ν晟剖┕すに?，使腹板基于某施工工況下拉應(yīng)力過大，最終造成裂縫，例如混凝土澆筑過程中沒有合理控制溫度、模板發(fā)生脫模等也是造成裂縫的原因。

1.2 裂縫成因

通過對(duì)Z工程的裂縫情況進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)其存在的裂縫類型為非荷載裂縫，裂縫主要分布在頂板與橫隔板的位置上。橫隔板的主要作用為提升結(jié)構(gòu)的整體性能與抗扭性能，受力情況十分復(fù)雜，可以加強(qiáng)構(gòu)造設(shè)計(jì)從而起到防治效果。對(duì)于頂部部分的裂縫，由于其分布在頂板下側(cè)位置上，基礎(chǔ)全部發(fā)生在施工階段，結(jié)構(gòu)的橫向預(yù)應(yīng)力生成在張拉之前，橫向預(yù)應(yīng)力張拉之后就會(huì)處于閉合狀態(tài)。因此可以判斷裂縫的成因主要包含以下幾點(diǎn)：第一，收縮因素?；炷镣瓿赡Y(jié)與硬化之后的幾天中會(huì)發(fā)生早期收縮情況，這也是造成早期收縮裂縫的主要成因。在道橋施工過程中，由于受到施工周期的影響，無法充分養(yǎng)護(hù)，就會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)環(huán)境很早出現(xiàn)變化，但由于外界溫度增加與環(huán)境濕度下降，都會(huì)導(dǎo)致混凝土的收縮情況加劇[1]。第二，溫度因素。溫度會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響，主要來自日照產(chǎn)生的溫度差，但季節(jié)性的溫差并不會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響。第三，施工工藝因素。由于Z橋的裂縫都是在施工期間產(chǎn)生的非結(jié)構(gòu)裂縫，造成這種裂縫產(chǎn)生的主要云因?yàn)槭┕すに囈蛩?。例如沒有對(duì)入模坍落度與水灰比等方面進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，使結(jié)構(gòu)的早期收縮效應(yīng)增加。再如沒有對(duì)混凝土進(jìn)行有效的保濕與養(yǎng)護(hù)處理，模板表面光滑性較差，沒有合理設(shè)置拆模時(shí)間等因素也會(huì)增加混凝土的收縮效應(yīng)。還由于沒有對(duì)預(yù)應(yīng)力進(jìn)行合理張拉，尤其對(duì)于豎向預(yù)應(yīng)力束進(jìn)行合理操作，沒有形成及時(shí)、有效張拉，最終造成Z橋的腹板部分發(fā)生斜裂縫現(xiàn)象。

1.3 裂縫防治措施

施工團(tuán)隊(duì)通過對(duì)Z橋的裂縫位置、裂縫成因等多方面因素綜合分析，采用了以下裂縫防治措施：第一，對(duì)混凝土的配合比進(jìn)行優(yōu)化。盡量使用中低強(qiáng)度等級(jí)的混凝土材料，同時(shí)選用活性較低的水泥材料，適當(dāng)使用減水劑，避免使用吸水性較高的外加劑，與此同時(shí)，要將混凝土的坍落度控制在（12±2）cm。在對(duì)混凝土澆筑過程中，要將混凝土的澆筑速度與澆筑落差嚴(yán)格控制，避免出現(xiàn)差異沉降的問題，才能使混凝土水化熱溫度不會(huì)快速增加。第二，對(duì)骨料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制，應(yīng)適當(dāng)提升骨料含量，還應(yīng)適當(dāng)增加骨料的粒徑，對(duì)含泥量也要嚴(yán)格控制。第三，采用混凝土二次振搗操作，加強(qiáng)混凝土澆筑完成后的養(yǎng)護(hù)工作水平，減少結(jié)構(gòu)與外界形成的熱流量交換。第四，在混凝土中加入聚丙烯纖維，可以有效加強(qiáng)混凝土的早期抗拉強(qiáng)度，還可以適當(dāng)加長結(jié)構(gòu)的拆模時(shí)間，從而減少拆模之后的形成的溫差應(yīng)力[2]。

2 道橋施工裂縫預(yù)防與處治對(duì)策總結(jié)

通過對(duì)Z橋?qū)嶋H案例的分析可以看出道橋施工裂縫成因較為復(fù)雜，因此除了Z橋采用的裂縫防治對(duì)策之外，還應(yīng)采用以下方式：

2.1 加強(qiáng)道橋設(shè)計(jì)的耐久性

在進(jìn)行道橋設(shè)計(jì)時(shí)，相關(guān)的設(shè)計(jì)單位必須要從整體上全面把握好細(xì)節(jié)分析和綜合的結(jié)構(gòu)比值，緊跟時(shí)代的發(fā)展步伐來向道橋設(shè)計(jì)中注入源源不斷的活力與創(chuàng)新力，同時(shí)設(shè)計(jì)單位還可以科學(xué)合理的測(cè)算道橋結(jié)構(gòu)，更要清晰的認(rèn)識(shí)到氣候變化、地質(zhì)條件、使用年限、車輛荷載、交通狀況等對(duì)道橋設(shè)計(jì)的影響，從而確保道橋的正常高效使用。

2.2 加強(qiáng)溫度控制

混凝土施工中，首先，根據(jù)混凝土配合比及環(huán)境溫度科學(xué)預(yù)測(cè)混凝土的溫度變化情況，借助先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)混凝土溫度，并根據(jù)預(yù)測(cè)的結(jié)果對(duì)混凝土進(jìn)行合理養(yǎng)護(hù)。其次，根據(jù)溫度預(yù)測(cè)結(jié)果科學(xué)確定混凝土澆筑時(shí)間，盡量避免因溫度變化過大而引起混凝土裂縫；最后，加強(qiáng)混凝土內(nèi)外部溫度的監(jiān)測(cè)，需要記錄好溫度變化數(shù)據(jù)，防止裂縫的產(chǎn)生[3]。

2.3 加強(qiáng)荷載控制

在公路橋梁使用過程中，若荷載過大而不及時(shí)處理就會(huì)導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，嚴(yán)重破壞公路橋梁結(jié)構(gòu)，從而影響公路橋梁的強(qiáng)度和剛度。因此，在載荷設(shè)計(jì)時(shí)要從實(shí)際出發(fā)，保證混凝土荷載量滿足實(shí)際需求，保證公路橋梁結(jié)構(gòu)荷載值合理，確定施工中所需的鋼筋種類和數(shù)量，保證混凝土的設(shè)計(jì)荷載大于實(shí)際荷載，有效規(guī)避混凝土裂縫的產(chǎn)生。

2.4 制定健全的道橋工程結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

要想從根本上提高道橋設(shè)計(jì)的可靠性與精確性，設(shè)計(jì)單位應(yīng)該在道橋工程的設(shè)計(jì)中健全科學(xué)完善的道橋設(shè)計(jì)理論系統(tǒng)，逐步加大對(duì)道橋設(shè)計(jì)工作的動(dòng)態(tài)監(jiān)管力度，保證好道橋設(shè)計(jì)工作的有序展開，更要充分重視起道橋結(jié)構(gòu)與工程原料的研發(fā)工作，設(shè)計(jì)人員應(yīng)清楚道橋設(shè)計(jì)的重要作用，以此來降低非重要因素的不利影響。

3 結(jié)語

總之，路橋工程的施工質(zhì)量直接關(guān)系的人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，應(yīng)引起相關(guān)部門的高度重視。相關(guān)道路橋梁施工設(shè)計(jì)部門、施工部門和監(jiān)理部門等，要提高對(duì)路橋裂縫控制意識(shí)，掌握有效防止路橋工程裂縫的方法，結(jié)合路橋工程施工實(shí)際情況，采取有效措施有效控制，提高路橋施工中裂縫的高質(zhì)量控制，提高路橋工程施工的工程質(zhì)量和效益。