道路橋梁施工中裂縫成因及預(yù)防措施

高俊君

山西路橋第六工程有限公司 山西晉中 030600

在實際使用過程中，混凝土路橋經(jīng)常出現(xiàn)裂縫，影響路橋的美觀和使用壽命，甚至影響路橋結(jié)構(gòu)，從而影響其安全性。在日常養(yǎng)護過程中，應(yīng)科學(xué)分析混凝土路橋裂縫產(chǎn)生的原因，運用科學(xué)方法防控道路橋梁裂縫，對其安全性和耐久性進行重點評估，及時排除施工安全隱患，保證施工作業(yè)質(zhì)量，提升道路橋梁安全性，有效緩解交通壓力，營造舒適安全的通行環(huán)境[1]。

1 道路橋梁施工中裂縫成因

1.1 設(shè)計問題

公路橋梁主要伸縮縫設(shè)計施工前，應(yīng)嚴(yán)格按照切割施工裝置圖紙的設(shè)計要求，經(jīng)檢查放樣后進行公路橋面切割縫的施工設(shè)計?？紤]到重型公路車輛的損壞，可能是造成路橋伸縮縫施工裝置性能損壞的主要因素，因此路橋伸縮縫施工裝置的主要材料和性能必須經(jīng)過嚴(yán)格的檢驗和篩選才能正確確定。在反復(fù)加大荷載壓力作用下，需要慎重考慮梁端部，梁端的嚴(yán)重破損可能導(dǎo)致接頭道路橋梁與普通路面之間可能出現(xiàn)高度上的誤差，由此會產(chǎn)生橋頭跳車問題，導(dǎo)致普通車輛重力施加給道路橋梁伸縮連接縫的巨大沖擊力和負(fù)荷不斷增大，以至于道路橋梁伸縮連接縫也會出現(xiàn)嚴(yán)重破損。

1.2 荷載問題

路橋工程是城市的基礎(chǔ)交通設(shè)施，該工程的有效建設(shè)可以保障人們的正常生產(chǎn)和生活。至于項目，在投產(chǎn)過程中需要承受非常大的負(fù)荷。若是超出道路橋梁本身能夠承受的荷載范圍，就有較大可能會造成混凝土裂縫問題。在道路橋梁工程的施工建設(shè)過程中，混凝土是其中非常常見的施工材料，而且這種材料的應(yīng)用也比較普遍，具有較強的耐久性，但是混凝土自身承受作用的能力還是有限的，并且會受到外力的不良影響，以至于出現(xiàn)裂縫問題?；炷恋氖芰Y(jié)構(gòu)主要分為直接應(yīng)力與次應(yīng)力這兩種，在這兩種作用力的影響下，混凝土很容易出現(xiàn)變形問題，若是混凝土能夠承受的作用力值小于其所承受的荷載，就會產(chǎn)生裂縫，其中的裂縫也包括彎曲裂縫、剪切裂縫與局部應(yīng)力裂縫等多種[2]。

1.3 裂縫問題

裂縫問題是導(dǎo)致路橋問題的首要因素，對路橋整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有很強的破壞作用。在路橋結(jié)構(gòu)中，最容易產(chǎn)生裂縫的結(jié)構(gòu)是橋面結(jié)構(gòu)。這是道路橋梁結(jié)構(gòu)當(dāng)中一個至關(guān)重要的組成部分。一旦道路橋梁中這部分的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了裂縫，那么道路橋梁整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性就會有一些問題并產(chǎn)生負(fù)面的影響，導(dǎo)致道路橋梁在日常運行使用的過程當(dāng)中，風(fēng)險不斷增加，加大道路橋梁事故出現(xiàn)的概率。工作人員在對道路橋梁進行養(yǎng)護的時候，一定要針對這種問題及時地進行檢查和審核，一旦發(fā)現(xiàn)這部分的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，就要第一時間對這個問題進行處理，并且定期地對這部分結(jié)構(gòu)進行有效地維護，防止這種問題再次出現(xiàn)。

1.4 溫度變化問題

道路和橋梁要面對各種天氣變化，所以會受到溫度的影響。大體積混凝土道路和橋梁的裂縫主要是由于熱膨脹和冷縮對橋梁結(jié)構(gòu)的影響。這種變形會產(chǎn)生結(jié)構(gòu)應(yīng)力。如果超過道路和橋梁的承載強度，很容易產(chǎn)生裂縫，對混凝土結(jié)構(gòu)造成影響，威脅道路橋梁結(jié)構(gòu)安全。裂縫產(chǎn)生的原因是溫度變化，強烈的溫差會造成道路橋梁位移，如果道路橋梁長時間出現(xiàn)位移變化，就會造成縱向位移，很容易產(chǎn)生溫度裂縫。特別是北方地區(qū)溫度變化較大，雨雪天氣會直接引起道路橋梁的溫度變化，對混凝土結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重影響，其內(nèi)外部溫度變化較大，從而引發(fā)橋面裂縫?；炷恋缆窐蛄旱娜粘ｐB(yǎng)護工作十分重要，采用蒸汽養(yǎng)護方式容易使混凝土驟冷或驟熱，導(dǎo)致混凝土內(nèi)外溫度不均勻，形成裂縫。如果在冬季施工，保暖措施不到位也容易造成混凝土開裂[3]。

1.5 車轍問題

車轍嚴(yán)重影響路橋的質(zhì)量和使用感受，是路橋瀝青路面的常見病害之一。車轍的形成主要包括三個因素：一是路橋結(jié)構(gòu)缺陷引起的車轍，即壓實車轍；其次，由于外界環(huán)境的變化，瀝青的黏度明顯降低，車輛荷載形成的車轍為不穩(wěn)定車轍；第三，由于釘胎或鏈胎的車輛在路面行駛形成的車轍，即磨損車轍，國內(nèi)基本沒有這種車轍。

2 道路橋梁施工混凝土裂縫防治的有效措施

2.1 確保施工設(shè)計的合理性

在我國公路橋梁建設(shè)中，合理的施工設(shè)計可以在很大程度上改善各種病害。特別是對于地基沉降問題，在施工設(shè)計過程中，需要注意公路橋橋臺板的長度、強度設(shè)計和臺背回填質(zhì)量，然而我國目前還沒有對搭板的長度作出統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此，往往根據(jù)施工經(jīng)驗進行設(shè)計；同時為了趕進度，不按照設(shè)計要求分層回填壓實。通過結(jié)合以往設(shè)計資料，在道路及道路橋梁工程路基施工過程中，通過運用土工合成材料鋼筋路堤。可以很大程度上提高路面承載路，避免路基下沉，最關(guān)鍵的是沉降段的地基以及路基條件，結(jié)合沉降路段沉降幅度值以及連接處錯落沉現(xiàn)象對道路橋梁變形加以控制。其次，搭板施工設(shè)計，結(jié)合道路橋梁最大承載力對搭板強度以及強度進行選擇，使得道路橋梁路基路面與最高面保持平行，從而提高道路橋梁承載力。最后，橋臺軟基施工技術(shù)，在道路及道路橋梁工程施工過程中，針對路基沉降問題加以控制，針對軟地基易發(fā)生沉降問題，可以采用對橋臺地段進行預(yù)壓從而提高地基承載力，使其更加牢固，從而避免地基沉降問題[4]。

2.2 嚴(yán)格控制道路橋梁的荷載

對于市場路橋工程的施工過程來說，設(shè)計階段占據(jù)著非常重要的位置，也會對路橋工程的整體質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。在路橋工程設(shè)計中，相關(guān)工作人員要從整體出發(fā)，認(rèn)真觀察和研究路橋工程的布局，然后再結(jié)合實際情況對道路橋梁工程的施工建設(shè)進行科學(xué)規(guī)劃，尤其要加強對道路橋梁內(nèi)部鋼筋布局的重視，確保鋼筋能夠得到合理的規(guī)劃與應(yīng)用，這樣才能夠提高道路橋梁荷載的安全系數(shù)，保證設(shè)計方案的有效性，避免道路橋梁在運行過程中出現(xiàn)超載的情況，使得道路橋梁工程能夠保持良好的運行狀態(tài)。相關(guān)技術(shù)人員若想對道路橋梁的荷載進行有效控制，就需要結(jié)合位置的變化情況，采用合適的防控措施，以此獲得良好的控制效果 。另外，在對道路橋梁工程荷載進行設(shè)計時，相關(guān)設(shè)計人員還要對混凝土結(jié)構(gòu)能夠承受的荷載數(shù)值進行科學(xué)的計算，結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)信息構(gòu)建出合理的混凝土結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型，然后再根據(jù)這一模型對混凝土所能承受的最大荷載值予以明確。此外，在對道路橋梁工程進行施工建設(shè)時，也需要注意避免裂縫的產(chǎn)生，施工人員應(yīng)該加強對施工機械設(shè)備的重視，以免其對混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生比較大的荷載，致使混凝土結(jié)構(gòu)受到較大的壓力，產(chǎn)生裂縫。而且在具體的混凝土施工中，相關(guān)施工單位需要結(jié)合實際情況，采用合理的措施，減少道路橋梁工程的負(fù)擔(dān)，比如，要規(guī)定限重，不允許載重超標(biāo)的車輛通過等，借助這些管控措施，實現(xiàn)對道路橋梁工程荷載的科學(xué)控制，防止道路橋梁工程混凝土結(jié)構(gòu)因承受過大的荷載而出現(xiàn)裂縫問題[5]。

2.3 沉降病害的養(yǎng)護

為了有效防止基礎(chǔ)建筑物的沉降速率，需要更加重視基礎(chǔ)建筑物的施工，提高建筑物基礎(chǔ)施工的穩(wěn)定性要求。基礎(chǔ)開挖施工技術(shù)是大型公路隧道路橋基礎(chǔ)施工的技術(shù)基礎(chǔ)，地基地施工質(zhì)量直接影響了整個大型公路隧道道路橋梁的施工安全性，地基開挖施工安全過程的其中的一個重要技術(shù)基礎(chǔ)就是它需要及時進行道路橋梁地基徹底開挖，在進行地基基底開挖工程結(jié)束之后還需要及時進行基層回填和基底加固，回填一般來說是需要利用地基開挖的其他泥土材料進行基底回填，同時還提到一定要及時進行壓實土的處理。另外，要及時對各種地基及時進行加固后的處理，其處理方式已經(jīng)有很多種，比如鋼筋混凝土地基加固、預(yù)制地基樁施工灌注法、預(yù)應(yīng)力加固施工灌注法等，都已經(jīng)是常用的地基加固處理方法。由于目前公路上的道路橋梁的施工大多數(shù)都是在野外進行，適當(dāng)?shù)牡鼗庸烫幚砑夹g(shù)可以保證道路橋梁施工的全過程中的軟弱性地基得到及時處理。

2.4 支護病害的養(yǎng)護

路橋施工支護與路橋地質(zhì)環(huán)境條件密切相關(guān)。在開始路橋支護施工前，首先要認(rèn)真勘察路橋地質(zhì)環(huán)境，詳細(xì)了解路橋地層的基本構(gòu)造、變形和侵蝕情況。

從而正確設(shè)置合理的道路橋梁施工支護方案。在不同的道路橋梁地質(zhì)環(huán)境條件下，首先應(yīng)該分別選擇合理的道路橋梁施工支護方法，從而真正達(dá)到了預(yù)防道路橋梁坍塌的施工目的。針對基層地基支護墻體結(jié)構(gòu)條件不好的偏遠(yuǎn)地區(qū)，在剛剛開始準(zhǔn)備進行基層基礎(chǔ)支護墻體結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程時，必須及時針對基層基礎(chǔ)地基支護墻體結(jié)構(gòu)提前展開加固或硬化處理。

2.5 建立和完善的養(yǎng)護管理系統(tǒng)

為確保養(yǎng)護工作能夠順利開展并取得一定成效，相關(guān)部門應(yīng)加強養(yǎng)護工作管理，如建立更加全面、完善的路橋養(yǎng)護體系等。道路橋梁的使用，包括檢測等信息的有效分析和處理，也可以為后續(xù)的道路橋梁養(yǎng)護提供更科學(xué)的參考。除此以外，還需要建立一個完善的道路橋梁養(yǎng)護工作系統(tǒng)，這樣也能有效實現(xiàn)對道路橋梁維護的統(tǒng)一評價效果，使得工作人員對于道路橋梁整體的維護工作所產(chǎn)生的效果更加客觀地反映出來，也可以真實地反映出道路橋梁在長時間運行后的狀態(tài)，這也有利于后續(xù)養(yǎng)護工作的開展。

2.6 施工溫度的控制

要嚴(yán)格按照工期，確保所有工作都在施工計劃內(nèi)完成。如遇極端天氣，工期需要調(diào)整，所有工作應(yīng)保質(zhì)保量完成，避免出現(xiàn)人員中暑或凍傷問題。應(yīng)重視對骨料的科學(xué)配比，使用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，加入塑化劑提高混凝土強度，降低水泥水化熱和溫差。夏季高溫天氣，應(yīng)對每層混凝土的厚度進行控制，盡量減少澆筑層面，這樣才能更好地散熱。在寒冷冬季進行作業(yè)時，應(yīng)注意保暖，避免長時間暴露。

2.7 嚴(yán)格把控混凝土質(zhì)量

混凝土是混凝土路橋施工中最關(guān)鍵的材料之一，因此應(yīng)增加混凝土保護層厚度，以提高混凝土保護層質(zhì)量，為路橋安全施工奠定堅實基礎(chǔ)，必須要嚴(yán)格按照配比進行調(diào)制，增加水分比例，有效提高混凝土孔隙率，還要增加灰份投入，這樣才能使總體質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。通過增加水灰配比，使混凝土毛細(xì)孔比例逐漸縮小，間接增大其中有益成分比例，減少其他物質(zhì)占比，并將這些廢棄物質(zhì)從內(nèi)部排出，增加其耐久性，最大限度提高混凝土使用壽命。要提高路橋工程鋼筋與混凝土配比，有效增加混凝土保護層厚度，提升混凝土耐久性和安全性。混凝土道路橋梁設(shè)計中，道路橋梁混凝土地基施工最為關(guān)鍵，只有保證混凝土地基安全施工，才能保證道路橋梁穩(wěn)定，應(yīng)根據(jù)地基不同位置情況有效解決地質(zhì)問題，提升建設(shè)安全性和實用性。分析道路橋梁地基類型，識別不同地下環(huán)境，科學(xué)處理地基，主要方法是對地基進行夯實和擠密處理，再開展有效的加固處理。地基施工主要有以下幾種方式: 對地基深度進行分析估算，了解建筑環(huán)境和地面高度，確定地基施工深度，充分利用緩沖方法對路橋壓力進行有效分解，消除外界壓力，延長路橋地基使用壽命。實施地基保護措施，依靠地下連續(xù)墻進行輔助支撐，對地基進行安全處理。設(shè)計過程中，可以采取加固處理技術(shù)，人為加強路橋地基承載能力，最大程度加強地基承受能力，減小地基變形或沉降可能性。建議多使用箱形截面，這種截面形式能夠有效提高整體結(jié)構(gòu)剛度，減少混凝土道路橋梁疲勞振動。

3 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段道路橋梁的常見病害種類繁多，因此本文選取了沉降、裂縫、支護病害等幾種較為常見且危害性過于嚴(yán)重的病害，這些病害可能是由于設(shè)計、施工、養(yǎng)護等原因形成的。因此，在路橋施工過程中，現(xiàn)場工作人員應(yīng)對路橋工程中可能出現(xiàn)的病害進行處理，采取措施，最大限度地避免病害的發(fā)生。一旦發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)積極采取對策加以解決，從而保障路橋工程。