研討公路橋梁施工混凝土裂縫防治

李甜甜 文勇 梁耿 王會(huì)

摘 要：現(xiàn)階段，我國(guó)交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展迅速，公路橋梁項(xiàng)目隨之增多。在公路橋梁施工中，建筑工程參與方應(yīng)重視施工過程中對(duì)混凝土裂縫問題的處理，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的承載力，保障公路橋梁建筑的整體性，旨在保障人們的出行安全。裂縫問題對(duì)公路橋梁工程的使用壽命有一定影響，會(huì)加快公路橋梁的破壞速度，因此，應(yīng)加強(qiáng)公路橋梁工程施工中混凝土裂縫的防治工作，減少公路橋梁施工企業(yè)所承擔(dān)的經(jīng)濟(jì)損失。

關(guān)鍵詞：公路橋梁;施工;混凝土;裂縫防治

中圖分類號(hào)：U445.57 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

在城市化建設(shè)中，公路橋梁發(fā)揮著重要的作用，促進(jìn)了城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的交通發(fā)展，也帶動(dòng)了周邊的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，方便了人們出行，對(duì)社會(huì)發(fā)展有重要的意義。同時(shí)公路橋梁也承載著人們的生命安全?；炷亮芽p是公路橋梁工程當(dāng)中常見的問題，必須處理好每一個(gè)施工環(huán)節(jié)，保證公路橋梁的質(zhì)量安全。

1 公路橋梁施工中混凝土裂縫的危害

我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開項(xiàng)目工程建設(shè)，但由于防治方面存在問題，公路橋梁工程施工仍然會(huì)出現(xiàn)混凝土裂縫，為工程后期運(yùn)行埋下了安全隱患。裂縫的出現(xiàn)會(huì)增加施工成本，如在維修期間會(huì)造成交通擁堵，導(dǎo)致工期延誤，難以為公路橋梁的暢通性作為基礎(chǔ)保障，從而影響人們的日常出行。

公路橋梁基本以混凝土路面為主，其本身的抗拉性能很弱，如施工過程中的管理或養(yǎng)護(hù)不到位，會(huì)加劇橋梁道面的老化程度，導(dǎo)致抗病害能力大幅度下降，且如混凝土骨料配比不合理;雨水長(zhǎng)期滯留于路面之下;車輛的長(zhǎng)期碾壓作用出現(xiàn)剝落等，混凝土表面便會(huì)出現(xiàn)不同程度的裂縫，為公路橋梁埋下安全隱患。根據(jù)調(diào)查顯示，37.8%的坍塌都是由裂縫而造成的，這樣的問題威脅著群眾的生命及財(cái)產(chǎn)安全，現(xiàn)已成為施工建設(shè)的首要問題。因此，相關(guān)部門必須對(duì)此問題加強(qiáng)監(jiān)管力度，對(duì)裂縫問題重點(diǎn)關(guān)注，施工單位必須針對(duì)性采取合理的解決方案，積極找尋裂縫產(chǎn)生的原因，從而提高工程建設(shè)的整體質(zhì)量。

2 公路橋梁工程施工中混凝土裂縫成因分析

2.1 準(zhǔn)備工作不充分

配合比是影響混凝土質(zhì)量以及混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因之一，由于施工單位在施工準(zhǔn)備階段，未嚴(yán)格遵照混凝土配合比標(biāo)準(zhǔn)，水泥摻量或者水的摻量不合理，使得混凝土漿體中的水泥與含水量始終處于不均衡狀態(tài)，在這種情況下，混凝土的穩(wěn)定性就會(huì)受到嚴(yán)重影響，從而出現(xiàn)水與水泥相分離的現(xiàn)象。此時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)將不具備完整性特點(diǎn)，進(jìn)而出現(xiàn)裂縫。另外，在混凝土配置階段，由于施工方未考慮拉力的影響因素，一旦施工人員操作失誤，混凝土內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生巨大的拉應(yīng)力，隨著拉應(yīng)力的不斷擴(kuò)大，在達(dá)到混凝土本身承載力極限的情況時(shí)，產(chǎn)生裂縫的幾率就會(huì)大幅上升。

2.2 溫差裂縫

溫差裂縫主要是由于混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)溫差產(chǎn)生的抵抗作用而引發(fā)，是環(huán)境與混凝土溫度差過大，導(dǎo)致混凝土在收縮過程中呈現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生的嚴(yán)重裂縫。在橋梁施工的過程中，混凝土構(gòu)建是被材料隔絕在內(nèi)的，水泥在散熱時(shí)，由于材料的隔斷，影響其熱量揮發(fā)，因此會(huì)使混凝土自身溫度著提升，當(dāng)外部環(huán)境溫度降低時(shí)，會(huì)使混凝土產(chǎn)生一定的膨脹力，進(jìn)而產(chǎn)生溫差裂縫。通常在冬季施工中此現(xiàn)象發(fā)生較為頻繁，主要是因?yàn)橥獠凯h(huán)境溫度低，混凝土內(nèi)部環(huán)境與其形成較大的溫差，混凝土外部由于受到溫度的影響收縮率顯著大于混凝土內(nèi)部，便會(huì)使混凝土產(chǎn)生裂縫。

2.3 承載力裂縫

在公路橋梁工程的施工中，承載力是檢驗(yàn)公路橋梁工程質(zhì)量的重要指標(biāo)。在承受荷載所引起的內(nèi)力時(shí)主要表現(xiàn)出多種形態(tài)，即拉、壓、彎、剪、扭以及復(fù)合受力形態(tài)。不同受力狀態(tài)所產(chǎn)生的混凝土裂縫不同。在公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)中，最為常見的混凝土裂縫主要為受彎裂縫，其裂縫機(jī)理主要是混凝土的抗壓應(yīng)力全部由鋼筋所承擔(dān)，且抗拉應(yīng)力較差，即鋼筋拉應(yīng)力較大，超出鋼筋自身承受極限時(shí)，公路橋梁鋼筋結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大的受彎裂縫。而公路橋梁壓力超出混凝土構(gòu)件所承受的限值，公路橋梁構(gòu)件出現(xiàn)微小柱體，隨著壓力的增加，微小柱體對(duì)公路橋梁結(jié)構(gòu)的破壞越來越大。同時(shí)在公路橋梁工程中還存在受拉裂縫、受剪裂縫、受扭裂縫等，因此，在公路橋梁施工中，應(yīng)重視公路橋梁混凝土承載力裂縫的防治工作，提高公路橋梁工程的質(zhì)量。

2.4 設(shè)計(jì)方面引發(fā)裂縫

如果公路橋梁工程在設(shè)計(jì)階段就缺乏科學(xué)合理性，勢(shì)必會(huì)直接引發(fā)裂縫問題的出現(xiàn)。例如，公路橋梁工程的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺乏科學(xué)性，導(dǎo)致公路橋梁工程的整體結(jié)構(gòu)受力缺乏均衡性，當(dāng)荷載過大時(shí)則無法承受，從而出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。此外，在開展公路橋梁工程施工時(shí)，未能重視并落實(shí)施工區(qū)域的實(shí)地勘察工作，使施工方案與施工項(xiàng)目的實(shí)際特點(diǎn)不相符，引發(fā)公路橋梁工程的裂縫問題。如果施工圖紙的各項(xiàng)參數(shù)缺乏嚴(yán)格的檢查與精準(zhǔn)的分析，也會(huì)直接引發(fā)施工裂縫現(xiàn)象。

3 公路橋梁施工混凝土裂縫防治措施

3.1 控制原材料質(zhì)量

在防治公路橋梁混凝土裂縫問題上，最常用的防治手段為原材料的質(zhì)量控制。尤其是在篩選水泥時(shí)，從水泥型號(hào)、強(qiáng)度以及水熱化等多方面因素進(jìn)行綜合考慮。若是部分水泥材料的水熱化程度較低，則會(huì)降低混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，使公路橋梁的承載力下降。若是在組合材料配比中，加入過多的水泥，則會(huì)增加混凝土結(jié)構(gòu)的發(fā)熱量，影響公路橋梁工程質(zhì)量。在具體的公路橋梁工程實(shí)踐中，需重視材料配合比，綜合配比性能較佳的水泥材料，在進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)前，對(duì)公路橋梁混凝土集料進(jìn)行驗(yàn)收，確保集料符合公路橋梁施工需求。

3.2 把控施工技術(shù)要點(diǎn)

相關(guān)施工單位在對(duì)公路與橋梁連接位置進(jìn)行施工時(shí)，要關(guān)注相關(guān)技術(shù)的操作過程，科學(xué)監(jiān)督操作質(zhì)量。基于此，相關(guān)施工單位要對(duì)公路橋梁工程的地基與荷載施工進(jìn)行有效處理。采用增加排水板、超載法等多種方式，可以較大程度地改變或消除彎曲變形問題。如果達(dá)不到相應(yīng)的施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)施工單位也可以合理設(shè)置復(fù)合地基，以此解決彎曲變形問題。

另外，攪拌混凝土材料時(shí)，要按照標(biāo)準(zhǔn)攪拌工藝流程均勻攪拌，提高混合質(zhì)量。比如，攪拌瀝青與石料時(shí)，施工人員要保證兩種材料投放比例的科學(xué)性，并且要做到一邊加熱一邊攪拌，合理控制攪拌溫度，以免影響瀝青與石料的混合。混凝土材料的配制，需要確保各種原材料的配置比例，以保障工程質(zhì)量，減少裂縫。

此外，在臺(tái)背結(jié)構(gòu)施工中，施工單位需要確保填料質(zhì)量以及排水性合格。填料時(shí)，要使填料厚度維持在20 cm左右，這樣不僅能降低裂縫產(chǎn)生的機(jī)率，還能保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。施工單位應(yīng)加強(qiáng)對(duì)壓實(shí)施工的有效管控，壓實(shí)公路橋梁的連接部分時(shí)，施工人員需要按照相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，采用分層壓實(shí)的施工方式，選擇合適的施工設(shè)備，以此提高混凝土壓實(shí)度，減少裂縫出現(xiàn)，確保壓實(shí)施工質(zhì)量。

3.3 施工階段溫控措施

合理控制混凝土溫度能夠有效降低裂縫的產(chǎn)生幾率，尤其對(duì)溫度裂縫來說，效果將更加明顯。比如在天氣炎熱的施工季節(jié)，澆筑混凝土?xí)r，首先應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土的澆筑厚度，由于外界溫度與混凝土內(nèi)部溫差較小，以至于混凝土表面熱量快速釋放，這時(shí)可通過檢測(cè)混凝土溫度的方法，優(yōu)化和調(diào)整混凝土澆筑方案。其中，內(nèi)外溫差值應(yīng)始終控制在25℃左右，最大溫差值不得超過30℃。比如砂石料、水泥以及拌和水的溫度應(yīng)保持在25℃～30℃之間，對(duì)于混凝土骨料，需要采取必要的降溫措施，可以就近選擇地下水拌和骨料，以達(dá)到降低混凝土入模溫度的目的。

在混凝土運(yùn)輸、泵送以及澆筑過程中，施工方應(yīng)對(duì)混凝土采取保溫措施，澆筑時(shí)盡量選擇低溫澆筑的方法，同時(shí)避開中午的高溫時(shí)段，以減少外界氣溫對(duì)混凝土和易性等參數(shù)指標(biāo)造成影響。另外，在混凝土澆筑施工時(shí)，應(yīng)遵循“斜面分層澆筑”的原則，分層厚度應(yīng)介于300 mm～

500 mm之間，并選用插入式振搗器進(jìn)行振搗作業(yè)，為降低入?；炷恋臏囟?，在開始澆筑之前，需要在混凝土模板內(nèi)按照1.0 m的層距設(shè)置降溫冷卻水管，并保證混凝土能夠覆蓋每一層循環(huán)冷卻水管，同時(shí)，覆蓋一層水管便立即接通水管并向模內(nèi)注水，使模內(nèi)混凝土溫度快速下降。為實(shí)時(shí)監(jiān)控模內(nèi)混凝土的溫度，施工方可以預(yù)先埋設(shè)測(cè)溫管，一旦溫度差值超過標(biāo)準(zhǔn)溫差范圍，應(yīng)及時(shí)注水冷卻。

3.4 進(jìn)行合理負(fù)荷構(gòu)局

為避免公路橋梁超負(fù)荷造成裂縫，因此在進(jìn)行施工之前，綜合實(shí)際施工地點(diǎn)的總體情況進(jìn)行整體考慮，需對(duì)施工的周圍環(huán)境、車流量、當(dāng)?shù)貧夂蚣吧鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素綜合考慮，分析對(duì)施工產(chǎn)生的影響，科學(xué)化的制定公路橋梁荷載量，全面了解可能造成橋梁裂縫的主要因素及關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并制定有效的預(yù)防方案，通過管理人員及施工人員的深刻討論后，對(duì)施工計(jì)劃進(jìn)行改進(jìn)和完善，并針對(duì)負(fù)荷能力較低的部分進(jìn)行加固，防止裂縫產(chǎn)生。

3.5 嚴(yán)格進(jìn)行混凝土施工后期養(yǎng)護(hù)的控制

通過對(duì)大量公路橋梁工程項(xiàng)目實(shí)際情況和裂縫問題產(chǎn)生原因的分析發(fā)現(xiàn)，混凝土的高養(yǎng)護(hù)水平能夠有效避免混凝土裂縫的產(chǎn)生，因此，在公路橋梁混凝土施工中必須注意混凝土的養(yǎng)護(hù)。

（1）注意防止混凝土內(nèi)部與外部溫度的溫差控制，防止表面溫度出現(xiàn)梯度變化。（2）澆筑過程中應(yīng)采取有效措施進(jìn)行澆筑溫度的控制，是澆筑溫度高于混凝土使用期間穩(wěn)定溫度。（3）冬季施工時(shí)要采用草簾或塑料薄膜進(jìn)行混凝土覆蓋，確?；炷帘砻鏈囟扰c內(nèi)部溫度的平衡，必要時(shí)采取蒸汽養(yǎng)護(hù)方式。

此外，設(shè)計(jì)師在進(jìn)行公路橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化時(shí)必須注意結(jié)合混凝土材料特性，應(yīng)能夠以混凝土實(shí)際特性和相關(guān)計(jì)算數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和整體改進(jìn)，防止因結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)超出混凝土材料承載和剛性標(biāo)準(zhǔn)而導(dǎo)致發(fā)生裂縫，影響工程混凝土施工質(zhì)量。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，公路橋梁在我國(guó)的城市化建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有重要的作用。為了保證人們出行的安全，公路橋梁的質(zhì)量必須得到重視。選擇優(yōu)質(zhì)的材料和先進(jìn)的施工技術(shù)，進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)和施工，做好施工過程中的溫度控制和養(yǎng)護(hù)工作，能夠在一定程度上避免混凝土裂縫問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]簡(jiǎn)佳峰.公路與橋梁設(shè)計(jì)存在問題與應(yīng)對(duì)措施探究[J].四川水泥，2020（10）：250-251.

[2]龔干.公路橋梁設(shè)計(jì)問題與施工中裂縫成因分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2020（23）：104-105.

[3]陳強(qiáng).基于BIM技術(shù)的公路橋梁設(shè)計(jì)探究[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2020（2）：253-254.

[4]嚴(yán)龍勝.公路橋梁設(shè)計(jì)施工中裂縫成因及控制建議[J].住宅與房地產(chǎn)，2019（28）：177.