探究道路橋梁施工中的裂縫成因及預(yù)防對策

丁換強

(甘肅圓隴路橋機械化公路工程有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730030)

隨著我國國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展，城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，道路橋梁工程逐漸成為推動經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，社會各界對于道橋工程的施工質(zhì)量給予了高度關(guān)注。裂縫是道橋工程最常見的問題，其具有多元化的產(chǎn)生原因以及明顯的破壞性，因此，分析其成因，探索有效的預(yù)防對策，對于提升道橋建設(shè)水平與質(zhì)量，推動行業(yè)發(fā)展具有重要的意義。

1 道路橋梁施工中裂縫的成因分析

1.1 從現(xiàn)場施工的層面分析

(1)施工管理不嚴(yán)格。在實際施工過程中，普遍存在施工人員未按相關(guān)工藝規(guī)范進(jìn)行施工、施工管理人員管理不到位、監(jiān)理人員質(zhì)量監(jiān)督不細(xì)致、不全面、不嚴(yán)格的情況，導(dǎo)致道路橋梁工程施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，從而產(chǎn)生裂縫；(2)材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。部分施工單位為降低施工成本，使用性能不達(dá)標(biāo)的施工材料，從而嚴(yán)重影響工程質(zhì)量，導(dǎo)致裂縫；(3)施工技術(shù)不合理。受設(shè)計及施工人員專業(yè)能力、職業(yè)素養(yǎng)和工程資金投入等多種因素的影響，很多道路橋梁工程在材料選擇、施工標(biāo)準(zhǔn)與工藝技術(shù)等方面缺乏合理性，從而引發(fā)裂縫[1]。

1.2 從工程設(shè)計的層面分析

(1)結(jié)構(gòu)設(shè)計不科學(xué)。在設(shè)計階段，經(jīng)常會出現(xiàn)因設(shè)計人員專業(yè)能力不足、工作不細(xì)致認(rèn)真，而導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，使得道路或橋梁的主體結(jié)構(gòu)存在受力不均的嚴(yán)重問題，從而引發(fā)結(jié)構(gòu)性裂縫；(2)設(shè)計準(zhǔn)備工作不充足。現(xiàn)階段很多設(shè)計單位或人員，忽視設(shè)計前的實地勘察工作，僅憑收集的數(shù)據(jù)信息和工作經(jīng)驗進(jìn)行道路橋梁設(shè)計，導(dǎo)致在后續(xù)施工過程中，經(jīng)常出現(xiàn)設(shè)計方案與現(xiàn)場施工條件不符的情況，嚴(yán)重影響設(shè)計的可行性和工程的可靠性，顯著增大裂縫的產(chǎn)生概率；(3)圖紙繪制不認(rèn)真。施工過程中，施工人員會嚴(yán)格按照圖紙進(jìn)行施工，但是經(jīng)常會遇到，設(shè)計圖紙標(biāo)注不全面、繪制錯誤等情況，從而嚴(yán)重影響施工質(zhì)量，造成裂縫[2]。

1.3 從結(jié)構(gòu)荷載的層面分析

結(jié)構(gòu)主體超荷載是現(xiàn)階段造成結(jié)構(gòu)裂縫的一個重要原因。其主要體現(xiàn)在兩個方面。一個是在設(shè)計階段，設(shè)計人員沒有對當(dāng)?shù)亟煌ōh(huán)境進(jìn)行有效考察，導(dǎo)致設(shè)計承載力難以滿足實際荷載需求，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)長期處于超荷載工作狀態(tài)，從而引發(fā)裂縫；另一個是超載問題，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，路上的運輸車輛越來越多，為獲取更高的經(jīng)濟利益，很多司機忽視路面荷載限制，冒險進(jìn)行超載運輸，因此經(jīng)常出現(xiàn)道路橋梁超負(fù)荷工作的問題，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

1.4 從外部環(huán)境的層面分析

(1)外界溫度變化。由于混凝土是道路橋梁工程的主要施工材料，其性能容易受外部環(huán)境溫度的影響而變化，因此，如果不能采取有效的預(yù)防手段，很容易因為外界溫度變化而引發(fā)混凝土開裂，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫；(2)自然環(huán)境侵蝕。隨著季節(jié)的不斷交替，道路橋梁主體結(jié)構(gòu)會反復(fù)受到凍融、雨水等因素的侵蝕，而引發(fā)耐久度下降，逐漸產(chǎn)生裂縫[3]。

2 道路橋梁施工中裂縫的有效預(yù)防

2.1 科學(xué)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計

提升道路橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計科學(xué)性，是預(yù)防裂縫產(chǎn)生的重要措施。在設(shè)計階段，設(shè)計單位或人員應(yīng)秉承實事求是、具體問題具體分析的設(shè)計原則，對道路橋梁的結(jié)構(gòu)布局進(jìn)行科學(xué)化、規(guī)范化的設(shè)計。同時，進(jìn)行設(shè)計前，必須要組織設(shè)計人員，到工程所在地進(jìn)行細(xì)致、全面的實地勘察，準(zhǔn)確收集相關(guān)數(shù)據(jù)信息，如當(dāng)?shù)貧夂蛱卣?、水文條件、施工現(xiàn)場周圍環(huán)境和交通運輸特點，在此基礎(chǔ)上結(jié)合建設(shè)單位的設(shè)計要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計。此外，在設(shè)計過程中，應(yīng)重點考慮容易引發(fā)裂縫的環(huán)節(jié)，如材料選用、施工工藝和養(yǎng)護標(biāo)準(zhǔn)等，并及時與專業(yè)技術(shù)人員溝融，商討及制定有效的預(yù)防措施，從結(jié)構(gòu)設(shè)計的角度有效避免裂縫的產(chǎn)生。

計算荷載量是道路橋梁工程結(jié)構(gòu)設(shè)計階段需要重點考慮的設(shè)計項目。在設(shè)計階段，設(shè)計單位應(yīng)結(jié)合建設(shè)單位提供的工程用途、施工等級和當(dāng)?shù)亟煌ㄌ攸c，科學(xué)計算主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計承載力，并提出明確的荷載等級。施工單位在明確工程設(shè)計承載力和荷載等級后，應(yīng)與設(shè)計人員一同到項目所在地進(jìn)行加強考察，結(jié)合真實環(huán)境及實際情況，對設(shè)計及施工方案進(jìn)行合理化調(diào)整及優(yōu)化，并根據(jù)溫度氣候、地質(zhì)地形和土壤特征等外部條件，對荷載量進(jìn)行合理布局。通常情況下，影響道路橋梁結(jié)構(gòu)荷載的因素有很多，因此，需要設(shè)計和施工人員能夠多角度、多層面的進(jìn)行荷載極限值確定以及裂縫成因分析，從而制定出最有效、最科學(xué)的裂縫預(yù)防方案。

2.2 采取有效預(yù)防技術(shù)

收縮裂縫是道路橋梁工程中最常見的裂縫類型，在實際施工過程中，相關(guān)工作人員可以采用以下技術(shù)，有效預(yù)防收縮裂縫的產(chǎn)生。(1)嚴(yán)格控制混凝土材料的水灰比，根據(jù)設(shè)計需求和項目所在地自然環(huán)境條件，科學(xué)選擇水泥類型及添加劑種類，避免混凝土水化熱反應(yīng)引發(fā)的收縮裂縫；(2)嚴(yán)格控制和檢測骨料的含泥量，從而有效降低道路橋梁主體結(jié)構(gòu)的孔隙率，減小凍融、滲透現(xiàn)象對主體結(jié)構(gòu)的破壞，進(jìn)而避免收縮裂縫的產(chǎn)生；(3)在實施道路橋梁主體結(jié)構(gòu)混凝土澆筑施工前，應(yīng)做好混凝土模板、砼底面潤濕與收面工作；(4)認(rèn)真做好混凝土結(jié)構(gòu)初凝后與終凝前的壓實工作，通過二次抹壓，有效提升結(jié)構(gòu)的密實度，降低收縮量，從而避免收縮裂縫的產(chǎn)生；(5)當(dāng)?shù)缆窐蛄夯炷两Y(jié)構(gòu)澆筑完畢后，應(yīng)及時進(jìn)行科學(xué)的養(yǎng)護施工，確保混凝土表面的濕潤度，最大化提升結(jié)構(gòu)的各項性能指標(biāo)，預(yù)防收縮裂縫產(chǎn)生；(6)在工程完工前，及時進(jìn)行裂縫排查，并利用科學(xué)手段處理已產(chǎn)生的微小裂縫，確保工程在交付使用前能夠到達(dá)相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 嚴(yán)把施工溫度條件

溫度變化是引發(fā)道路橋梁裂縫問題的一個重要因素，因此，強化施工階段的溫度控制工作，是預(yù)防裂縫的一個重要措施。在實際施工階段，混凝土澆筑過程中的水化熱反應(yīng)是導(dǎo)致溫度變化的最主要原因，因此，強化施工溫度控制的核心，就是降低混凝土水化熱反應(yīng)，避免熱脹冷縮產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力對結(jié)構(gòu)主體進(jìn)行破壞，導(dǎo)致裂縫問題。從以下工作入手，能夠有效提升施工過程中的溫度控制能力。(1)在制備混凝土材料時，可以向骨料中加入適量的水，到達(dá)降溫的效果，尤其是在炎熱的夏季，更要注重混凝土配制過程中的降溫工作；(2)在確保混凝土強度等級的基礎(chǔ)上，盡可能多地?fù)饺敕勖夯遥ㄟ^減少水泥用量，有效降低水化熱反應(yīng)；(3)通過合理選擇水泥種類，適當(dāng)添加減水劑、摻合料，嚴(yán)格控制骨料級配等級、含堿量、含泥量等手段，有效降低混凝材料的水灰比，改善其和易性，將坍落度控制于(180±20)mm，從而在不降低強度等級的基礎(chǔ)上，達(dá)到減少水泥用量、降低水化熱的目的；(4)嚴(yán)格按照國家規(guī)范對混凝土材料溫度進(jìn)行檢測和控制，商用混凝土出罐溫度必須低于25℃，澆筑溫度盡量低于28℃，施工過程中，每隔4h對混凝土材料進(jìn)行澆筑溫度檢測，確保溫度在16～23℃之間；(5)當(dāng)無特殊設(shè)計要求時，混凝土內(nèi)外部溫差應(yīng)小于25℃，因此在施工階段，應(yīng)嚴(yán)密檢測溫度，及時調(diào)整養(yǎng)護措施，有效控制混凝土溫度梯度。對于厚度超過2m的混凝土結(jié)構(gòu)，施工過程中，混凝土內(nèi)容溫度最高不得超過70℃，最大溫差不應(yīng)超過25℃；(6)混凝土降溫作用過程中，初期降溫不宜過快，這種降溫方式有利于混凝土強度的提升，能夠有效發(fā)揮出應(yīng)力松弛效應(yīng)，避免裂縫的產(chǎn)生。

3 結(jié) 語

綜上所述，結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工工藝、施工管理、材料性能、外部環(huán)境和荷載變化都能引發(fā)道路橋梁裂縫問題，這就需要相關(guān)設(shè)計和施工單位提升裂縫預(yù)防意識，在設(shè)計階段科學(xué)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計、在施工階段，采用科學(xué)預(yù)防技術(shù)、嚴(yán)格把控溫度條件，從多個角度提升道路橋梁工程的施工質(zhì)量，提升裂縫預(yù)防能力，為人們的出行安全提供有力保障。