道路橋梁裂縫成因及施工防治技術(shù)

龍浪

摘 要：道路建設(shè)是我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中非常重要的組成部分，最近幾年隨著我國整體經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展而發(fā)展迅速。道路橋梁施工是地方交通運輸?shù)闹匾~帶，也是促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有力支撐，它的建設(shè)質(zhì)量也越來越受到公眾的關(guān)注。公路橋梁作為交通運輸?shù)幕A(chǔ)設(shè)施，是保證國民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。低質(zhì)量的施工不僅會降低路橋建設(shè)的綜合效益，而且會威脅到人們的出行和生命財產(chǎn)安全。因此，政府有關(guān)部門和施工單位應(yīng)采取有效措施，控制路橋裂縫的發(fā)生，提高路橋施工的綜合質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：道路橋梁;裂縫成因;施工防治技術(shù)

中圖分類號：U445 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0 引言

我國公路建設(shè)的快速發(fā)展離不開國民經(jīng)濟(jì)和政策的支持，才能取得今天的成績和成就。道路橋梁施工期間，由于受到設(shè)計、施工以及外界環(huán)境等因素的影響，經(jīng)常出現(xiàn)裂縫問題，嚴(yán)重影響道路橋梁工程的外觀與安全性。當(dāng)前，應(yīng)加強(qiáng)對道路橋梁裂縫病害原因的分析，并采取針對性措施予以應(yīng)對，提高道路橋梁工程施工質(zhì)量，避免出現(xiàn)裂縫等問題。

1 道路橋梁裂縫成因

1.1 設(shè)計原因

道路橋梁在施工中出現(xiàn)裂縫，很多裂縫問題的出現(xiàn)并不僅僅是因為施工技術(shù)問題，而是與設(shè)計有著重要的關(guān)聯(lián)。如果道路橋梁工程設(shè)計不合理，那么必然會導(dǎo)致裂縫問題。首先，路橋結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，缺乏足夠的科學(xué)性，導(dǎo)致路橋結(jié)構(gòu)受力不平衡，從而導(dǎo)致其內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到影響，并對其結(jié)構(gòu)造成破壞。其次，在路橋工程設(shè)計之前，如果不認(rèn)真調(diào)查路橋工程建設(shè)的現(xiàn)場條件，很容易在設(shè)計過程中產(chǎn)生問題，使得設(shè)計內(nèi)容無法獲得預(yù)期的效果，最終導(dǎo)致裂縫問題的出現(xiàn)。最后，在道路橋梁工程設(shè)計圖紙中，并未進(jìn)行明確詳細(xì)的標(biāo)注，施工方無法對設(shè)計圖紙中的意圖進(jìn)行準(zhǔn)確的了解，導(dǎo)致施工中出現(xiàn)問題，最終導(dǎo)致裂縫問題的出現(xiàn)。

1.2 溫度因素產(chǎn)生的裂縫

溫度是引起公路橋梁裂縫的因素之一。眾所周知，混凝土具有熱膨脹和冷縮的特性。當(dāng)外部環(huán)境和結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生明顯變化時，混凝土?xí)a(chǎn)生較大的變形。當(dāng)變形受到約束的干擾時，混凝土結(jié)構(gòu)會產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)力。隨著應(yīng)力的不斷加強(qiáng)和混凝土抗拉強(qiáng)度的不斷提高，公路橋梁將出現(xiàn)溫度裂縫。大多數(shù)大跨度鋼筋混凝土公路橋的溫度應(yīng)力遠(yuǎn)大于活載應(yīng)力。溫度裂紋與其它裂紋的最大區(qū)別是溫度裂紋會隨著內(nèi)外環(huán)境溫度的變化而膨脹或收縮。

1.3 超荷載問題分析

在道路與橋梁施工過程中，一旦出現(xiàn)超載現(xiàn)象，就會導(dǎo)致裂縫問題。具體來說，荷載引起的裂縫主要是指混凝土路橋工程靜荷載和動荷載不能滿足工程實際需要，最終出現(xiàn)裂縫問題。具體來說，斷裂問題包括兩種類型。第一，直接應(yīng)力裂紋。裂縫問題主要是由于工程設(shè)計階段存在預(yù)算缺失或預(yù)算不全等問題，導(dǎo)致設(shè)計階段負(fù)荷預(yù)算不足。同時，在施工過程中，施工人員在道路橋梁當(dāng)中堆積了大量材料或機(jī)械機(jī)具，導(dǎo)致荷載超出標(biāo)準(zhǔn)，最后產(chǎn)生了裂縫問題。其次，次應(yīng)力裂縫。次應(yīng)力裂縫問題出現(xiàn)主要與施工設(shè)計階段的荷載預(yù)算有關(guān)，由于沒有全面預(yù)算橋梁荷載，存在多算或者少算等情況，進(jìn)而與工程實際使用需求不符，導(dǎo)致裂縫問題產(chǎn)生。

1.4 澆筑工藝不符合要求

在開展道路橋梁施工的過程中，會選擇使用大體積混凝土來進(jìn)行澆筑，運輸混凝土的時候常見的方式就是泵體輸送，要想使得輸送更加方便，在澆筑的過程中會選擇提升混凝土的塌落度，在進(jìn)行攪拌的時候，頂部振動會使得骨料在下方聚集，表面的漿液數(shù)量增多，混凝土在收縮的時候內(nèi)部和外部的應(yīng)力差異較大，進(jìn)而出現(xiàn)裂縫問題。這種裂縫寬度較小，深度較淺，雖然不會影響混凝土結(jié)構(gòu)的承重，但是會限制到對于混凝土結(jié)構(gòu)的正常使用。澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)較大，不過施工周期較短，在澆筑工作結(jié)束之后，水泥和水會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，這樣的一種反應(yīng)會造成大量的熱量。不過混凝土結(jié)構(gòu)的導(dǎo)熱性較差，在產(chǎn)生熱量之后無法及時地被排放，在這個時期水分和熱量都會集中到澆筑體中。需要注意的是混凝土結(jié)構(gòu)表面散熱比較快，如此和內(nèi)部會產(chǎn)生溫度差，最初混凝土結(jié)構(gòu)保持塑形的狀態(tài)，幾乎不會產(chǎn)生裂縫問題，不過由于存在這種情況，水化作用緩慢，熱量無法及時地被排放，或者是就是外部溫度變化較大，遇到極端天氣，比較容易造成混凝土體積膨脹的問題，在內(nèi)部會產(chǎn)生壓應(yīng)力，混凝土表面被拉伸，由于混凝土結(jié)構(gòu)抗拉伸屬性較低，要是超過了結(jié)構(gòu)的抗拉伸極限，在混凝土表面就會產(chǎn)生裂縫的情況。

2 道路橋梁裂縫施工防治技術(shù)

2.1 重視圖紙審核

在道路橋梁設(shè)計中，應(yīng)對設(shè)計方案進(jìn)行嚴(yán)格的審核，對于其中可能導(dǎo)致裂縫問題的因素進(jìn)行預(yù)防，在審核過程中，要結(jié)合工程具體情況，對容易出現(xiàn)問題的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進(jìn)行深入研究，確保施工圖質(zhì)量達(dá)標(biāo)。負(fù)責(zé)審核的工作人員要提升自身的專業(yè)能力，同時也要積極地與設(shè)計人員進(jìn)行溝通，切實提升道路橋梁工程設(shè)計的水平，有效避免裂縫問題的出現(xiàn)。

2.2 加強(qiáng)施工溫度控制

水泥溫差的主要原因是水泥水化熱的影響，因此降低水泥水化熱是降低水泥溫差的必要措施。減少早期低水化熱水泥的使用;避免使用低熱值、水化后凝結(jié)時間長的復(fù)合水泥、低熱值礦渣硅酸鹽復(fù)合水泥、粉煤灰礦渣硅酸鹽復(fù)合水泥或其他低粘度水泥;盡量不要選用大粒徑的粗細(xì)骨料和潔凈的中粗水泥砂。摻入適量的粉煤灰等水泥外加劑也有助于降低水泥的水化熱。但由于水泥粉煤灰的振搗比小于大摻量水泥，小摻量的水泥粉煤灰容易懸浮在大體積混凝土的基層表面，產(chǎn)生塑性和收縮裂縫;摻入適量的水泥減水劑可以改善大體積混凝土的振搗效果，降低水灰比，提高大體積混凝土的散熱強(qiáng)度，減少大體積水泥的使用;通過添加適量的水泥緩凝劑，可以有效地延緩大體積混凝土兩種熱釋放的最大時間和峰值。

2.3 把控施工原材料的入場，保障施工順利展開

在實際施工過程中，相關(guān)施工企業(yè)需要嚴(yán)格管理原材料質(zhì)量，監(jiān)控材料的質(zhì)量問題，對混凝土澆筑比例進(jìn)行控制，防止由于配比不當(dāng)進(jìn)而出現(xiàn)裂縫問題。在攪拌和配置混凝土?xí)r，相關(guān)施工人員需要嚴(yán)格按照設(shè)計方案中材料配比開展施工操作，避免由于混凝土澆筑而有大量熱量產(chǎn)生，這樣將會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)外溫差，進(jìn)而出現(xiàn)裂縫問題。因此，施工人員在對水泥材料進(jìn)行選擇時，應(yīng)對水化熱較低的水泥進(jìn)行使用。特別是在拌制混凝土?xí)r，應(yīng)加入相關(guān)的外加劑和粉煤灰，這樣既提高了混凝土的耐久性，又能減緩混凝土的溫升，使混凝土強(qiáng)度以及抗拉性能等得到增強(qiáng)。在施工中對材料質(zhì)量進(jìn)行控制，可以使裂縫問題的出現(xiàn)得到減少。因此，施工企業(yè)需要做好材料質(zhì)量控制工作，具體需要在施工前認(rèn)真檢查混凝土材料質(zhì)量，根據(jù)相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和法律法規(guī)，檢查混凝土、配套材料等質(zhì)量。同時施工人員需要對混凝土強(qiáng)度進(jìn)行控制，確保能夠滿足具體的施工需求。施工人員需要有效開展試驗工作，明確配合比，制定出混凝土強(qiáng)度的合格標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 正確控制荷載問題

在確定荷載量的時候，設(shè)計人員需要仔細(xì)地分析施工現(xiàn)場的實際情況，持續(xù)地改進(jìn)工程設(shè)計方案，充分地研究道路橋梁工程區(qū)域重點實際情況，開展綜合的分析，實現(xiàn)科學(xué)合理的控制工程荷載量。在這個時期道路橋梁工程的荷載和多個影響因素有著緊密的聯(lián)系，因此，設(shè)計人員需要從多方面進(jìn)行分析，加強(qiáng)荷載控制，防止路橋工程荷載超過工程荷載的極限值，并認(rèn)真研究荷載裂縫的影響因素，按照得到的結(jié)果來選擇合理的方法進(jìn)行應(yīng)對。不僅如此，在道路橋梁施工時期，能夠選擇預(yù)應(yīng)力法和錨固補(bǔ)充法等措施來進(jìn)行固定，有助于提升道路橋梁工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，增強(qiáng)道路橋梁的承載力，防止產(chǎn)生裂縫的情況。至于設(shè)計問題，道路橋梁工程企業(yè)需要正確評估設(shè)計方案的經(jīng)濟(jì)性以及技術(shù)性，選擇最合理的設(shè)計方案和施工方案，避免產(chǎn)生裂縫問題，進(jìn)而嚴(yán)重影響到整體的施工質(zhì)量。

2.5 控制混凝土澆筑質(zhì)量

（1）在混凝土澆筑時要采用分層澆筑，澆筑后振搗密實，減少塑性裂縫產(chǎn)生;在大體積混凝土施工中結(jié)合工程實際情況，采用薄層連續(xù)澆筑的施工工藝，提高混凝土內(nèi)部散熱速度，減少溫度裂縫的發(fā)生。（2）混凝土澆筑后振搗，采用插入式振搗器。根據(jù)振動器的工作半徑控制移動距離，一般不超過工作半徑的1.5倍;振搗必須均勻，直到混凝土表面沒有氣泡為止，不得出現(xiàn)漏振、過振等問題，避免混凝土產(chǎn)生離析現(xiàn)象。（3）為提高混凝土的抗裂性，應(yīng)在配筋中采用小直徑鋼筋，適當(dāng)縮小鋼筋之間的距離，全截面構(gòu)造的鋼筋混凝土配筋率應(yīng)控制在0.3%～0.5%。（4）在混凝土澆筑之后，利用探測設(shè)備進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)檢測。

2.6 保證鋼筋質(zhì)量

鋼筋質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響道路橋梁施工的建設(shè)質(zhì)量。對橋梁鋼筋做好防腐工作十分必要。因此，確保所采用的施工方案必須科學(xué)合理，確保方案在各個施工環(huán)節(jié)均達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，只有這樣才能從根本上解決橋梁鋼筋銹蝕問題。比如防腐材料的選擇，可以嚴(yán)格按照材料的等級來選擇，這樣可以更好地發(fā)揮其應(yīng)有的性能，也可以最大限度地節(jié)約施工成本。此外，還可以采用先進(jìn)的處理技術(shù)，減少材料的腐蝕損傷。最后，施工環(huán)節(jié)也可采用化學(xué)防護(hù)方法，使鋼筋本身攜帶足夠的電子，減少腐蝕現(xiàn)象。

2.7 積極開展后期養(yǎng)護(hù)與維修

橋梁施工完成后，應(yīng)及時對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，防止裂縫的發(fā)生。在特定的養(yǎng)護(hù)期內(nèi)，可采用復(fù)合草席和灑水，以保證混凝土表面的潤濕性。同時，要加強(qiáng)對混凝土表面溫度的監(jiān)測，特別是在夏季高溫期。如果混凝土溫度過高，可采取增加澆水次數(shù)等措施降低混凝土結(jié)構(gòu)的溫度。需要注意的是，由于橋梁混凝土結(jié)構(gòu)體積較大，養(yǎng)護(hù)時間應(yīng)適當(dāng)延長（7天以上）。養(yǎng)護(hù)工作結(jié)束后，應(yīng)對混凝土進(jìn)行強(qiáng)度檢測，確保混凝土強(qiáng)度符合設(shè)計要求。檢查中，如發(fā)現(xiàn)施工裂縫，應(yīng)及時修補(bǔ)。如果裂縫寬度小于0.2 mm，可采用直接修補(bǔ)的方法封閉裂縫表面。需要注意的是，裂縫寬度超過0.5 mm時，應(yīng)嚴(yán)格按開槽法修補(bǔ)，并用聚合物砂漿填充。在進(jìn)行修理工作之前，應(yīng)清除表面上的碎屑，以免影響修理工作的美觀。

3 結(jié)語

路橋建設(shè)的質(zhì)量水平關(guān)系到經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和人民生命財產(chǎn)安全。針對橋梁裂縫的巨大危害性，必須采取有效的預(yù)防措施，有效控制路橋施工中的橋梁裂縫。有關(guān)部門和建設(shè)單位要高度重視。

參考文獻(xiàn)：

[1]王未亮.橋梁施工中裂縫成因分析及預(yù)防對策[J].交通世界，2020（33）：76-77.