道路橋梁施工中的裂縫問題解決對策

朱元慶

（北京城建北方集團有限公司，北京 101300）

0 引言

在路面的施工過程中，做好對每一個環(huán)節(jié)的管理工作是防止道路橋梁施工中產(chǎn)生開裂的十分關(guān)鍵的工作。但目前中國在道路橋梁施工中仍面臨著一些需要克服的問題，其中產(chǎn)生開裂的問題是較為普遍的一種，而這種問題產(chǎn)生的原因主要由于過去人們對這方面的關(guān)注程度不夠，也沒有技術(shù)的積累，從而導(dǎo)致了道路橋梁開裂情況的發(fā)生。因此，要求工程從業(yè)者必須針對實際狀況進行仔細分析反思，然后在反思的基礎(chǔ)上提出具體的處理對策，來進一步改提升路橋梁施工過程的效率以及最終的工程質(zhì)量水平。

1 道路橋梁施工中出現(xiàn)裂縫問題的原因

首先，載荷的超限。載荷超限在中國現(xiàn)有的道路橋梁，甚至是設(shè)計強度標準值較低的道路橋梁中比較普遍，尤其是部分時間較早的道路橋梁，在建設(shè)時未能預(yù)想到外部負荷的增大，而如今路面橋梁的通行壓力已經(jīng)很大，內(nèi)部負荷也相比以往發(fā)生了較大幅度的上升，因此這種道路橋梁早已無法適應(yīng)現(xiàn)代的城市發(fā)展需要，必須加以更新或淘汰。另外，由于中國城鎮(zhèn)化建設(shè)步伐較快，各個城市均開展了大量道路工程建設(shè)，導(dǎo)致了部分設(shè)計低于國家標準的道路橋梁受到超限行駛，使道路橋梁也受到了損害。

其次，由于施工材料使用原因而形成的建筑裂紋。由于施工材料使用不科學，也是造成道路橋梁在施工時形成裂紋的主要原因之一。在橋梁澆筑過程中，如果采用了42.5 標號的普通硅酸鹽混凝土，則能達到較好的澆筑效果，從而增強了路面耐凍性、耐腐蝕性，并符合結(jié)構(gòu)強度要求。但由于在施工中，不能嚴格按照國家工程建設(shè)規(guī)定進行材料選用，從而造成了混凝土標號和施工單位的設(shè)計不一致，很容易形成開裂問題。與此同時，當在混合材料配比過程中，所使用的原料品質(zhì)出現(xiàn)問題時，如出現(xiàn)較多雜質(zhì)、礫石粒徑較大或過小等，也會導(dǎo)致開裂問題的出現(xiàn)。

再次，混凝土構(gòu)件也會受環(huán)境溫度的影響，隨著環(huán)境溫度的提高而擴張、下降而縮小，這些體積的改變也會在構(gòu)件內(nèi)部形成一定的熱應(yīng)力，尤其是高度變化很大的道路橋梁構(gòu)件，在高溫應(yīng)力的影響下導(dǎo)致構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生變形。高溫應(yīng)力一般都是在氣溫變動很大的環(huán)境中形成，如劇烈日照、氣溫的驟然下降或上升、季節(jié)氣溫差異較大等環(huán)境。而因為道路橋梁的不良導(dǎo)體特性，當氣溫出現(xiàn)急劇變動時，道路橋梁構(gòu)件的內(nèi)部溫度和外界氣溫差異很大，這就導(dǎo)致了在同一斷面上熱量的分配方式不同，構(gòu)件的溫度變化也不相同，在這種情形下就會產(chǎn)生裂紋[1]。

最后，對道路橋梁的裂紋形成因素進行深入研究，水泥在實際使用時會產(chǎn)生收縮的狀況，從而影響道路橋梁的使用安全。在澆筑混凝土的過程中，應(yīng)該調(diào)節(jié)混凝土溫度、分層緊密性等，以提高混凝土的熱力學穩(wěn)定性。另外，現(xiàn)場環(huán)境的氣溫變化也會對混凝土中的水分、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等因素形成直接影響。當氣溫較低時，混凝土容易產(chǎn)生裂紋；氣溫過高時，混凝土水分的揮發(fā)速率提高，容易產(chǎn)生裂紋，從而影響了混凝土的穩(wěn)定性。如果道路橋梁澆筑中的混凝土含水量不足時，其內(nèi)部的結(jié)構(gòu)就會由于內(nèi)在氣壓和外部環(huán)境壓力差異大而產(chǎn)生壓縮應(yīng)力減小的狀況，混凝土的應(yīng)力分配也不平衡，從而降低了道路橋梁的總體施工水平。從水泥塑性變形的角度分析，在水泥施工過程中，施工的前5h，水泥的可塑性較高，在凝固狀況下的水泥，塑性相對穩(wěn)定，混凝土結(jié)構(gòu)容易水化，會產(chǎn)生泌水等問題，在重力的影響下，水泥的骨料結(jié)構(gòu)也會受到影響，從而降低了水泥的綜合品質(zhì)。

2 在道路橋梁澆筑過程中裂紋帶來的影響

受到多方面環(huán)境影響，造成了道路橋梁在工程施工中出現(xiàn)的較多問題。其中，以道路橋梁施工時開裂問題最為嚴重，不但影響了道路橋梁的整體美觀性能，更主要的是危害了道路橋梁在使用期內(nèi)的穩(wěn)定性，給車輛帶來了相應(yīng)的安全隱患。首先，如果道路橋梁開裂造成施工現(xiàn)場的水分迅速滲入裂縫，道路橋梁將遭受外來水壓，并逐漸擴大裂紋的面積，進一步危害橋面的工程質(zhì)量。其次，如果橋面開裂得更加劇烈，將對建筑材料中的鋼筋材料、金屬框架的鈍化作用膜等產(chǎn)生損傷，進一步危害道路橋梁的使用穩(wěn)定性。最后，道路橋梁路面產(chǎn)生裂紋，空氣和水分透過裂紋流入混凝土構(gòu)件，導(dǎo)致橋面內(nèi)部產(chǎn)生碳化反應(yīng)，對橋面總體構(gòu)造的穩(wěn)定性產(chǎn)生損害，從而對道路橋梁總體構(gòu)件的質(zhì)量形成損害，減少道路橋梁的使用年限，導(dǎo)致資源浪費。

3 道路橋梁裂縫預(yù)防管理措施

第一，為了減少高溫對裂縫產(chǎn)生的負面影響，在采用水泥拌和時，必須合理調(diào)節(jié)加水量，防止混凝土隨著水加量過大而產(chǎn)生巨大的熱量，這是夏季施工必須注意的關(guān)鍵性問題。若要在夏季完成橋梁施工，應(yīng)注意將混凝土厚薄適當降低，以盡可能提高其散熱量能力，同時針對特殊情形而言，應(yīng)在混凝土澆筑后設(shè)有內(nèi)部獨立減溫設(shè)備，以提高混凝土的抗裂力。而由于抗裂性和混凝土品質(zhì)直接相關(guān)，所以在采用混凝土、堆放、施工的過程中應(yīng)特別小心，在高熱時嚴格把控灌水方法，在降溫時嚴格把控保溫方法，以有效地減少氣溫差異對裂縫產(chǎn)生的影響。

第二，由于工程質(zhì)量是限制橋梁裂縫數(shù)量的關(guān)鍵因素，因此在實施橋梁建設(shè)流程中必須嚴密地依照有關(guān)的建筑施工技術(shù)規(guī)范和流程做好工藝把控工作，這就要求施工單位在實行產(chǎn)品質(zhì)量控制中，必須建立完善的規(guī)章制度和員工管理機制，必須落實責任清單，堅持有責必究的管理理念，在這些方面才可以有效提高對建筑施工的責任意識。另外，注意建筑用材品質(zhì)和施工工藝也同樣至關(guān)重要，在建筑施工流程中保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上提高建筑技術(shù)，以減少裂紋形成。

第三，為了防止道路橋梁超負荷而產(chǎn)生裂紋，因此在開展工程建設(shè)以前，必須綜合對實際建筑場所的總體狀況進行整體考察，對工地的工作環(huán)境、車流量、現(xiàn)場天氣條件和地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平等各種因素綜合考量后，分析對建筑環(huán)境產(chǎn)生的負面影響，科學合理地設(shè)定了道路橋梁負荷量，從而全面掌握可能產(chǎn)生橋面裂紋的主要原因和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并提出合理的防治方法，在經(jīng)過工程管理者和施工的人員深入探討后，再對工程建設(shè)規(guī)劃加以改進和完善，并針對荷載能力較低下的部分進行補強，以避免裂紋形成。

第四，當?shù)缆窐蛄和度胧褂煤螅捎谄浔旧硪资茱L雨沖刷、車輛荷載等外部影響和某些不可抗力因素影響，從而造成道路橋梁發(fā)生老化、斷裂等問題，從而減少了橋梁的實際使用壽命?；诖?，工程設(shè)計技術(shù)人員要針對施工耐久性進行重新設(shè)計，并選用最適宜的材料，合理設(shè)計，涉及基礎(chǔ)、橋面等多方位的工程設(shè)計，以改善施工結(jié)構(gòu)的總體質(zhì)量，并延長使用壽命。不僅如此，各工程設(shè)計技術(shù)人員還必須結(jié)合具體情況，設(shè)計更加合理的道路橋梁構(gòu)造，并準確測算道路橋梁工程的各個構(gòu)造比例，以減少設(shè)計偏差，增加工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。工程設(shè)計的技術(shù)人員還可以參考其他先進工程設(shè)計理論和經(jīng)驗，對既有工程設(shè)計方法加以合理完善和革新。例如，更加注重對橋面排水孔的設(shè)計，并結(jié)合其他道路橋梁工程的先進設(shè)計方法和經(jīng)驗，通過科學合理地設(shè)計橋面排水孔，提高對排水孔的沖刷能力，使橋面上的積水可以及時排凈，從而降低對橋梁的沖刷力，增強工程設(shè)計的耐久性，確保工程質(zhì)量。此外，工程設(shè)計技術(shù)人員還可從橋梁基礎(chǔ)設(shè)計方面著手，將其中的過渡層設(shè)計為碎石層，滿足了0.5 剛性基礎(chǔ)的需要，并在這一基礎(chǔ)上，使得積水通過碎石層全部流出去，減少積水對建筑結(jié)構(gòu)的破壞，從而增加整體建筑的使用壽命。

第五，根據(jù)道路橋梁工程的實際狀況，對裂縫實施管理的過程中，應(yīng)優(yōu)化對混凝土構(gòu)件的維護管理和維修技術(shù)，在注重工程質(zhì)量管理和養(yǎng)護方案設(shè)計的前提下，積極提高道路橋梁工程的綜合施工管理水平。在道路橋梁工程中，開展養(yǎng)護管理應(yīng)當以道路橋梁本身的實際需要為中心，在優(yōu)化維護與管理條件的基礎(chǔ)上，通過封堵灌漿施工、裂隙、孔洞，以提高施工質(zhì)量管理，從而減少了裂紋的擴大概率。在制訂質(zhì)量養(yǎng)護實施方案的過程中，從道路橋梁澆筑質(zhì)量、施工管理等方面加以分析，在對灌漿澆筑工程質(zhì)量加以管理的前提下，防止了裂紋擴大，可提高道路橋梁的綜合品質(zhì)。加強道路橋梁的后期維護與優(yōu)化，檢查混凝土材料結(jié)構(gòu)的被破壞程度，一旦出現(xiàn)裂紋，則針對道路橋梁工程的實際狀況，適時加以修復(fù)和控制。從混凝土品質(zhì)管理的視角，完善后期維護管理工作，調(diào)整道路橋梁修補維護方法，提高道路橋梁的綜合施工技術(shù)水平。對于后期維護工作進行管理和監(jiān)控時，也可采用修復(fù)裂縫的技術(shù)加以管理，修復(fù)混凝土表層，在表層涂刷防水膠水，并修補填料，以改善道路橋梁的綜合施工品質(zhì)[2]。

第六，地基施工作為施工工程中最關(guān)鍵的基礎(chǔ)施工，如果施工人員不能嚴格根據(jù)法律規(guī)定規(guī)范地進行基礎(chǔ)施工，那么質(zhì)量就將無法保障，甚至還會產(chǎn)生更嚴重的后續(xù)問題。道路橋梁中存在的嚴重開裂問題，正是由于不合理的基層澆筑方法而導(dǎo)致的，所以，施工單位和施工人員都應(yīng)該嚴格實施地基與基礎(chǔ)工程的澆筑，具體可參考下面的流程：首先，實地考察，施工前的摸底工作，是有關(guān)人員在了解施工現(xiàn)場地基狀況、分析地基的相對強度等工作的必要前提，并由此來區(qū)分出各個施工場所的對應(yīng)強度；其次，要通過具體的施工方法，科學精確地測算出道路橋梁的負載力，以保證負載力在地基所能接受的安全范圍內(nèi)；最后，要按照建筑公司最終的施工目的，并根據(jù)施工現(xiàn)場的實際狀況，不斷地改善并有效合理優(yōu)化施工方法，以防止由于地基沉降太大所導(dǎo)致的路橋表層產(chǎn)生裂紋。而且，施工單位還應(yīng)該在道路橋梁施工之前，全面認識和進行一定的準備工作，以保證施工中的所有施工作業(yè)都在地面安全可承受范圍內(nèi)進行，以便保證質(zhì)量，并防止在路橋施工中形成縫隙，從而影響整個施工進度[3]。

第七，采取分級方式澆筑混凝土，并利用混凝土面的分散力量，以降低混凝土中發(fā)生開裂的可能性。在選定砌筑方法時，除必須滿足每一個混凝土在初期時即被上一層的新混凝土完全包覆并搗實完成外，還必須充分考慮構(gòu)件尺寸、鋼筋直徑疏密程度、預(yù)埋工作管與地腳螺栓的留設(shè)、水泥供應(yīng)狀況和水化熱情況等各種因素的影響。具體方法為：首先，全面分級在上一層砌筑完成后，再繼續(xù)砌筑至二層，并重復(fù)以上方法砌筑，直到完成為止，分級的厚度為1.5～2.0m；其次，分段層次，在澆筑混凝土時，先是從下層進行，在砌筑至規(guī)定間距后進行下二層，按如此順序再繼續(xù)進行其他各層，當截面面積在200m2之內(nèi)時，每分段長度不得超過二段，在300m2之內(nèi)時不得超過三段，且每段體積也不能少于50m3；最后，斜邊分層，要求斜邊的坡度不得超過1/3，特別適合于連結(jié)邊長度大大高于厚度3 倍以上的特殊情形。

第八，若想真正管控裂紋，在建筑施工階段必須嚴格控制建筑施工時的各種質(zhì)量要求，使各種技術(shù)參數(shù)滿足建筑實際，具體措施包括：其一，該工程項目應(yīng)保證建筑滿足規(guī)范的壓緊度，使骨骼構(gòu)造密實、穩(wěn)固，防止骨料過度嵌擠，同樣，嚴格控制建筑滯后時限，應(yīng)限制在2h 以內(nèi)，依據(jù)該工程項目試驗段技術(shù)參數(shù)，保證碾壓距離定為60～80m；其二，碾磨流程將混合料含水率維持在最好狀況，依據(jù)建筑允許變動量＞2%為最佳含水率，緊接著用鋼輪軋機完成初壓，靜壓1～2遍，復(fù)壓時使用振動壓路機碾壓3～4 遍，以實現(xiàn)期望施工效果；其三，在碾壓過程中，要求振動壓路機不能任意調(diào)頭、轉(zhuǎn)彎、突然剎車等，并限制壓路機的碾壓遍數(shù)，初壓車速限制在1.5～2km/h，終壓速度控制在5km/h 之內(nèi)。

4 結(jié)語

道路橋梁工程建設(shè)中的開裂問題必須有效解決，為促進國家經(jīng)濟社會的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。為此，針對其破裂所產(chǎn)生的影響因素加以分析，并根據(jù)現(xiàn)代化手段，積極采用對應(yīng)的技術(shù)手段處理各種問題，使工程建設(shè)中的各個環(huán)節(jié)都更加規(guī)范化，以便于進一步提高道路橋梁工程施工的質(zhì)量和效益。同時針對路橋開裂造成的較大危害，必須采取相應(yīng)預(yù)防措施，對路橋工程建設(shè)中的開裂現(xiàn)象加以合理遏制，相應(yīng)管理機關(guān)及其建設(shè)單元也應(yīng)予以重視。綜上所述，關(guān)于道路橋梁的施工設(shè)計單元、建筑施工管理部門、工程監(jiān)理部門等，都必須具有較高的橋梁裂縫管理意識，把握合理的路橋開裂管理方法，并根據(jù)我國對道路橋梁建筑施工的有關(guān)規(guī)范，根據(jù)城市道路橋梁施工現(xiàn)場的實際狀況，實現(xiàn)對城市道路橋梁施工中發(fā)生開裂的管理，以全面提高城市道路橋梁建筑施工的綜合質(zhì)量。