橋梁施工中出現(xiàn)裂縫的原因及防治措施

文∕徐召濱、汪烈

1 前言

在橋梁工程施工的過(guò)程中，出現(xiàn)施工裂縫問(wèn)題，直接會(huì)影響到整體橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。就目前現(xiàn)狀而言，在橋梁施工的過(guò)程中，由于各種因素的影響，導(dǎo)致裂縫問(wèn)題經(jīng)常出現(xiàn)，給工程的開(kāi)展帶來(lái)了極大的破壞影響，所以對(duì)橋梁施工過(guò)程中產(chǎn)生的裂縫原因進(jìn)行深入的研究，探尋出有效地防治措施，對(duì)促進(jìn)項(xiàng)目的開(kāi)展有著積極的作用。

2 加強(qiáng)公路橋梁混凝土裂縫控制的重要性

經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使得我國(guó)公路工程的施工數(shù)量也在不斷增加，公路中最為重要的橋梁的建設(shè)規(guī)模也越來(lái)越大。如今的橋梁施工，鋼筋混凝土分構(gòu)造方式占到了絕大多數(shù)。但是此類構(gòu)造方式的不足就在于經(jīng)年累月以后，裂縫等病害就會(huì)隨之出現(xiàn)。此類病害的出現(xiàn)，使得公路橋梁的工程質(zhì)量難以得到切實(shí)地保障，同時(shí)橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也會(huì)因此大大削弱。

3 橋梁裂縫帶來(lái)的危害

3.1 道路橋梁裂縫造成的腐蝕

道路橋梁在施工中應(yīng)用比較多的材料就是鋼筋混凝土，鋼筋是主體承載結(jié)構(gòu)部分，能夠承受橋梁的拉應(yīng)力，而混凝土承載的應(yīng)力。在道路橋梁出現(xiàn)了一些裂縫的問(wèn)題之后，水、空氣、雜質(zhì)等都會(huì)通過(guò)裂縫進(jìn)入到內(nèi)部，造成鋼筋材料的腐蝕作用，也會(huì)導(dǎo)致鋼筋體積的增大，然后就會(huì)導(dǎo)致鋼筋與其他結(jié)構(gòu)的連接性能，穩(wěn)定性與牢固性下降，導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)受力難以達(dá)到平衡性標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而影響道路橋梁的整體運(yùn)行。

3.2 道路橋梁變形出現(xiàn)的坍塌

目前所建設(shè)的道路橋梁施工項(xiàng)目，為了能夠滿足當(dāng)前的施工工藝要求，很多情況下都會(huì)將鋼筋與混凝土作為主體結(jié)構(gòu)材料，這種材料在運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中，如果底部出現(xiàn)裂縫的問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致道路橋梁的負(fù)擔(dān)加重，內(nèi)部分配不均勻，使用壽命會(huì)大幅縮短，如果此時(shí)不能采取必要的措施進(jìn)行處理，就會(huì)導(dǎo)致裂縫發(fā)展速度比較快，進(jìn)而導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞的情況，鋼筋出現(xiàn)變形嚴(yán)重的情況，然后是整體結(jié)構(gòu)變形、斷裂，甚至出現(xiàn)坍塌的事故問(wèn)題。

3.3 道路橋梁裂縫出現(xiàn)后的碳化

混凝土碳化為道路橋梁在施工中極為普遍的現(xiàn)象，通常就是在混凝土發(fā)生化學(xué)腐蝕的條件下，二氧化碳?xì)怏w進(jìn)入到混凝土結(jié)構(gòu)中，然后和內(nèi)部的堿性物質(zhì)發(fā)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，形成碳酸鹽和水，這樣會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的堿性提升。在道路橋梁出現(xiàn)裂縫的病害之后，二氧化碳就會(huì)快速地進(jìn)入到混凝土結(jié)構(gòu)中，從而導(dǎo)致了內(nèi)部的碳化問(wèn)題比較嚴(yán)重，這樣會(huì)使得整體結(jié)構(gòu)的承載性能的下降，道路橋梁也難以滿足正常運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)。

4 公路橋梁施工中裂縫成因

在公路橋梁項(xiàng)目開(kāi)展的過(guò)程中，裂縫現(xiàn)象是常見(jiàn)的一項(xiàng)現(xiàn)象，而導(dǎo)致這種裂縫成因的基本因素，它包含以下幾個(gè)方面的內(nèi)容，以下對(duì)其進(jìn)行歸納分析。

4.1 原材料引起的混凝土裂縫

公路橋梁施工中，混凝土無(wú)疑是最為主要的一類施工材料，其主要是在水泥、沙子以及骨料等按照一定比例拌制而成。材料的配合比務(wù)必要達(dá)到既定的施工標(biāo)準(zhǔn)，否則必定會(huì)對(duì)混凝土的施工質(zhì)量造成不良影響；骨料的質(zhì)量也應(yīng)切實(shí)保障，否則將會(huì)影響到混凝土的堅(jiān)實(shí)度和強(qiáng)度；拌制過(guò)程中水的添加量也應(yīng)嚴(yán)格控制，以確?；炷临|(zhì)量的穩(wěn)定。

一些超重車輛對(duì)路橋造成的巨大壓力的壓迫，也會(huì)導(dǎo)致路橋面層出現(xiàn)壓縮性以及網(wǎng)狀等類型的裂縫，表面坑洼以及隆起的情況也會(huì)隨之出現(xiàn)。而隨著雨水在這些裂縫區(qū)域的侵蝕作用的持續(xù)作用，路面的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和堅(jiān)實(shí)性被嚴(yán)重削弱，最終使得原本較小的裂縫變成為難以彌補(bǔ)的巨大凹陷。

4.2 荷載引起的混凝土裂縫

此類裂縫主要是在路面結(jié)構(gòu)荷載作用最終出現(xiàn)的，具體來(lái)看主要包括應(yīng)力和次生應(yīng)力兩種類型。其中的次生應(yīng)力裂縫，是因次生應(yīng)力而引發(fā)的混凝土開(kāi)裂。這樣的情況一般出現(xiàn)在試用階段，因結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了與實(shí)際設(shè)計(jì)條件不同的變化情況，進(jìn)而導(dǎo)致了次生應(yīng)力的出現(xiàn)；對(duì)于路橋結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，由于一些不可避免的外力開(kāi)鑿，應(yīng)力集中條件下，次生應(yīng)力隨之出現(xiàn)，進(jìn)而導(dǎo)致了混凝土的開(kāi)裂；所謂直接應(yīng)力裂縫，主要是指在外力荷載條件下直接形成的裂縫，之所以會(huì)出現(xiàn)裂縫，與設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)計(jì)算存在錯(cuò)誤等有著很大的關(guān)系，進(jìn)而使得荷載的控制難以有效進(jìn)行。

路橋的荷載應(yīng)控制在適宜的區(qū)間內(nèi)，過(guò)大的話則會(huì)造成混凝土底部的落空，而結(jié)合料的散失以及瀝青滲水等不良情況也會(huì)隨之出現(xiàn)，嚴(yán)重情況下交通的運(yùn)行也會(huì)因此受到阻礙。從此處即可清晰地看到瀝青砼的缺陷和不足，然而現(xiàn)實(shí)施工中仍有許多的施工單位將其作為主要原料，由此也就使得路橋難以承載其上的荷載，最終也就導(dǎo)致了施工裂縫的出現(xiàn)。

4.3 溫度變化引起的混凝土裂縫

對(duì)于公路橋梁的施工來(lái)說(shuō)，只要是環(huán)境出現(xiàn)變化，不管是外部還是內(nèi)部，都會(huì)對(duì)混凝土形態(tài)以及質(zhì)量造成不良影響。對(duì)于大面積的混凝土，內(nèi)部或外部環(huán)境的變化，都會(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力出現(xiàn)異常，而混凝土的強(qiáng)度也會(huì)因此大大削弱。一般來(lái)看，溫度變化會(huì)直接產(chǎn)生混凝土裂縫，因此針對(duì)晝夜交替以及氣候變化等造成的溫度變化等，務(wù)必要予以高度重視，以確保混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

4.4 地基沉陷導(dǎo)致的裂縫

實(shí)際施工條件下，因地質(zhì)勘查數(shù)據(jù)不精確以及試驗(yàn)資料不全面和地基地質(zhì)差異大等現(xiàn)實(shí)性因素，極易導(dǎo)致地基沉降等不良情況的出現(xiàn)，進(jìn)而隨之出現(xiàn)結(jié)構(gòu)應(yīng)力，而結(jié)構(gòu)部件的也會(huì)因此開(kāi)裂和受到破壞。

4.5 道橋縫隙水壓作用產(chǎn)生施工裂縫

一般來(lái)看，路橋出現(xiàn)裂縫的主要影響因素是水壓條件，因多種情況產(chǎn)生的積水使得路面的瀝青膜脫落，進(jìn)而造成了其粘合能力的下降，此時(shí)路橋的長(zhǎng)效使用必定會(huì)受影響，且還會(huì)對(duì)砼表面的平整度造成削弱，而路橋的結(jié)構(gòu)也會(huì)因此出現(xiàn)坑洞或是緊密性較低的情況，長(zhǎng)此以往結(jié)構(gòu)即會(huì)全部脫落。

5 公路橋梁施工中裂縫的處理與防治措施

為了能夠解決公路橋梁施工裂縫問(wèn)題，在實(shí)踐的過(guò)程中需要按照項(xiàng)目的實(shí)際情況采取有效地內(nèi)控治理方案進(jìn)行處理，以下為比較提出的常見(jiàn)橋梁施工裂縫治理措施。

5.1 保證橋面與橋梁達(dá)到相同使用年限

具體設(shè)計(jì)的過(guò)程中，務(wù)必要對(duì)不同階段不同部位的受力情況做出精細(xì)分析和明確設(shè)定，以提升橋面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和堅(jiān)實(shí)性，從而使其能夠更為高效地應(yīng)對(duì)不同條件下的各個(gè)部位的荷載和承壓。需要注意的是，橋面與橋梁整體的設(shè)計(jì)應(yīng)盡最大程度保持統(tǒng)一，以通過(guò)專業(yè)理論與現(xiàn)實(shí)實(shí)踐條件的充分融合，從而切實(shí)地防范施工裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)。

5.2 加強(qiáng)道橋設(shè)計(jì)的耐久性

具體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從宏觀上統(tǒng)攬，同時(shí)還應(yīng)關(guān)注各個(gè)細(xì)節(jié)等的控制和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。與此同時(shí)，還應(yīng)充分吸收時(shí)代發(fā)展的優(yōu)良經(jīng)驗(yàn)，以為新形勢(shì)條件下的設(shè)計(jì)創(chuàng)新提供基礎(chǔ)條件，從而更為科學(xué)地應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的部署和設(shè)計(jì)。同時(shí)在橋梁耐久性設(shè)計(jì)上，還需要根據(jù)橋梁結(jié)構(gòu)的自身情況，還有實(shí)際情況，對(duì)它的耐久性進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般來(lái)說(shuō)耐久性設(shè)計(jì)它包含了車輛通行的耐久磨損能力，還有橋梁結(jié)構(gòu)的自身強(qiáng)度能力，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上需要結(jié)合不同方面的數(shù)據(jù)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。

5.3 制定健全的道橋工程結(jié)構(gòu)系統(tǒng)

要想切實(shí)地提升路橋的設(shè)計(jì)精準(zhǔn)度，具體設(shè)計(jì)時(shí)務(wù)必要有完善科學(xué)的理論系統(tǒng)為其提供支持，與此同時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)工作的動(dòng)態(tài)監(jiān)督和實(shí)時(shí)管控，以確保其具體操作的科學(xué)高效。另外，如果出現(xiàn)問(wèn)題或是不適宜的部分，也能及時(shí)精準(zhǔn)地予以處理。同時(shí)在實(shí)踐過(guò)程中，需要按照工程項(xiàng)目的特點(diǎn)，針對(duì)性地將道路工程結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的健全制度制定出來(lái)，以方便在后續(xù)工程項(xiàng)目開(kāi)展中提供更多的支持。

5.4 加強(qiáng)荷載控制

對(duì)于公路橋梁來(lái)說(shuō)，如果荷載過(guò)大或是處理不及時(shí)，即會(huì)有很大可能出現(xiàn)裂縫問(wèn)題，而此時(shí)公路的橋梁結(jié)構(gòu)也會(huì)因此受到嚴(yán)重破壞。因此，荷載的設(shè)計(jì)工作應(yīng)與具體的工程環(huán)境保持協(xié)調(diào)，以使其達(dá)到現(xiàn)實(shí)所需，從而確保荷載設(shè)計(jì)的合理科學(xué)。這樣一來(lái)，混凝土裂縫的問(wèn)題也能得到有效地規(guī)避和防范。 此外，在施工中需要設(shè)計(jì)出荷載控制的系統(tǒng)方案，使其在進(jìn)行控制的環(huán)節(jié)中發(fā)揮出有效地控制措施。

5.5 加強(qiáng)溫度控制

混凝土的施工過(guò)程中對(duì)于溫度的控制應(yīng)高度重視，根據(jù)混凝土的配比以及環(huán)境溫度以科學(xué)地預(yù)測(cè)混凝土溫度的變化情況，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上對(duì)混凝土展開(kāi)科學(xué)的養(yǎng)護(hù)。其次，根據(jù)預(yù)測(cè)的結(jié)果，確定混凝土澆筑的最佳時(shí)間，以免因溫度變化出現(xiàn)混凝土裂縫；最后，混凝土的內(nèi)部溫度也應(yīng)做出精細(xì)的監(jiān)測(cè)，并做好溫度變化的記錄，以為具體的施工控制提供數(shù)據(jù)參考，從而在后續(xù)應(yīng)對(duì)相關(guān)情況能夠科學(xué)高效地予以實(shí)施。

5.6 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)控制

混凝土的養(yǎng)護(hù)管理也應(yīng)高度重視，尤其是混凝土表層的保濕養(yǎng)護(hù)，具體來(lái)看可通過(guò)覆蓋塑料薄膜或是蒸汽養(yǎng)護(hù)具體實(shí)施，以保障混凝土表層濕度的穩(wěn)定，從而切實(shí)地防范混凝土裂縫問(wèn)題。其次，混凝土的澆筑應(yīng)確保連續(xù)穩(wěn)定，振搗也應(yīng)保證均勻有序，完成以后的收光和平整也應(yīng)精細(xì)處理，以切實(shí)防范可能出現(xiàn)的裂縫問(wèn)題，并將任何可能引起裂縫的不良因素徹底消除，從而為具體施工過(guò)程的穩(wěn)步推進(jìn)提供基礎(chǔ)保障。

6 橋梁工程施工過(guò)程中裂縫問(wèn)題控制的措施

6.1 提高施工原材質(zhì)量

從材料采購(gòu)的角度出發(fā)，要考慮到工程的具體狀況，分析技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求，進(jìn)入到材料加工的生產(chǎn)車間中，從設(shè)備選擇到母材開(kāi)采，都要做好全面的控制。同時(shí)還需要加強(qiáng)母材的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的試驗(yàn)和分析，然后確定最為合理地材料供應(yīng)單位。只有落實(shí)各項(xiàng)材料的質(zhì)量管理，才能保證其滿足工程的施工要求。

6.2 提升技術(shù)人員的業(yè)務(wù)能力

積極落實(shí)各項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)管理人員素質(zhì)的提升，可以更好地保證現(xiàn)場(chǎng)管理更加的規(guī)范化與標(biāo)準(zhǔn)化，做好技術(shù)人員的培訓(xùn)和教育工作，讓其掌握裂縫發(fā)生的機(jī)理、影響因素以及管理控制要點(diǎn)等等，要做好各個(gè)環(huán)節(jié)的管理和控制，對(duì)于容易出現(xiàn)裂縫的情況要做好跟蹤管控，各個(gè)工序都要做好管理，直到最終施工結(jié)束。此外，還應(yīng)該發(fā)布相應(yīng)管理制度，所有人員都要遵守管理制度，保證路橋工程的質(zhì)量合格，不會(huì)造成嚴(yán)重的病害缺陷。

6.3 完善質(zhì)量監(jiān)督機(jī)制

橋梁工程項(xiàng)目的實(shí)施環(huán)節(jié)，需要組織專人做好現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)督和檢查工作，一旦發(fā)現(xiàn)存在任何的問(wèn)題，都要立即停止施工，查找原因并且進(jìn)行處理。此外，還應(yīng)該做好現(xiàn)場(chǎng)的組織管理工作，要是發(fā)現(xiàn)有質(zhì)量缺陷，就要立即處理，避免因?yàn)樾〉馁|(zhì)量缺陷而引發(fā)嚴(yán)重的安全事故問(wèn)題，從而可以切實(shí)提升道路橋梁工程的總體質(zhì)量水平。

7 結(jié)語(yǔ)

由以上論述可以看出，混凝土裂縫確實(shí)是公路橋梁施工中經(jīng)常出現(xiàn)的一類病害，其不僅會(huì)影響到公路工程的施工質(zhì)量，而且還會(huì)對(duì)公路的正常運(yùn)行造成不良影響。因此，應(yīng)對(duì)產(chǎn)生的各個(gè)方面的因素實(shí)施科學(xué)全面的分析和探究，并對(duì)其科學(xué)防控和精細(xì)設(shè)計(jì)，從而將可能引起裂縫問(wèn)題的各類因素控制在適宜的區(qū)間，以切實(shí)地規(guī)避和防范公路工程中的裂縫問(wèn)題。