橋梁施工裂縫產(chǎn)生的原因及應對策略

黎渭平

（中鐵一局集團橋梁工程有限公司，重慶 401121）

0 引言

從國家發(fā)展的角度來說，現(xiàn)階段的橋梁建設為我國的建設和交通運輸提供了便利條件，極大地促進了經(jīng)濟的發(fā)展；從人民生活的角度來說，橋梁為人民的日常出行與日常生活提供了便利?；诖?，相關人員應當對橋梁施工質量多加關注，對施工過程中裂縫產(chǎn)生的原因進行分析，設計出合理的建設方案和修繕方案，不斷完善橋梁施工，保障人民的生命財產(chǎn)安全，促進各行業(yè)的發(fā)展。

1 橋梁施工產(chǎn)生裂縫的危害以及裂縫類型

1.1 橋梁施工產(chǎn)生裂縫的危害

橋梁施工中產(chǎn)生的裂縫有諸多危害。一方面會影響到橋梁結構，遇到降雨天氣時，雨水會通過裂縫進入橋梁深處，長此以往，雨水會逐漸滲透侵損橋梁結構，橋梁混凝土內部結構會出現(xiàn)一定的損壞，這對橋梁整體的結構穩(wěn)定性安全性產(chǎn)生極大威脅。在多雨時節(jié)，裂縫會因水壓和水量的影響逐漸擴大，橋梁裂縫便會由淺入深、由細小變明顯，形成貫穿型裂縫。另一方面，大氣中存在的二氧化碳和混凝土結構發(fā)生化學反應，生成碳酸鈣物質，橋梁脆化，安全質量和負載力下降。需要注意的是，這會對橋梁中的鋼筋鈍化膜造成嚴重破壞，使鋼筋銹蝕，橋梁裂縫擴寬，橋梁變成“危橋”，人民生產(chǎn)生活將受到極大的影響。

1.2 橋梁施工產(chǎn)生裂縫的類型

通常來說，每個橋梁施工項目都或多或少地存在橋梁施工裂縫的問題，不過橋梁施工裂縫的產(chǎn)生部位和裂縫程度存在差異，不同裂縫對橋梁整體穩(wěn)定性的影響程度也有所不同，所以專業(yè)人員將橋梁施工產(chǎn)生的裂縫分成了兩種類型，第一種是因橋梁各部分受力不均產(chǎn)生的裂縫，多與施工過程的受力計算偏差有關；第二種是因橋梁施工所用的原材料質量不符合國家橋梁建設標準、施工工藝不符合實際情況以及橋梁后期的修繕工作未能得到有效落實產(chǎn)生的，多與施工監(jiān)管制度、施工項目管控等工作的工作質量有關。

2 橋梁施工裂縫產(chǎn)生的原因

2.1 不科學的橋梁施工工藝

在橋梁施工的建設工作中，施工工藝的使用對橋梁施工質量有直接的影響，如果混凝土澆筑等施工工藝科學合理，橋梁的使用壽命便會延長，如果橋梁施工工藝無法得到有效的應用，橋梁將會出現(xiàn)不同類型、不同嚴重程度的貫穿裂縫、橫向裂縫等。通常來說，施工工藝不合理導致裂縫產(chǎn)生的原因可以分為三個方面：

第一，施工工藝不合理導致混凝土保護層厚度過厚，在橋梁施工過程中，施工人員的反復踐踏會給橋梁帶來一定的外界壓力，在這種情況下，橋梁建筑構件將會偏離預定的高度，構件高度降低，構件上面的混凝土厚度增加，受力鋼筋出現(xiàn)豎直的貫穿裂縫。

第二，混凝土振搗的施工工藝不合理將會影響橋梁內部結構的穩(wěn)定性，促使橋梁裂縫的產(chǎn)生。合理使用混凝土的振搗施工工藝能夠增強混凝土的密度、強度和可使用性，但此工藝對工作人員的專業(yè)水平要求極高，需要保證混凝土振搗的速度穩(wěn)定、插點均勻排列，一旦施工工藝使用不合理，鋼筋混凝土結構的內部就可能出現(xiàn)空洞、蜂窩等，使橋梁的硬度和密度降低。

第三，混凝土澆筑工藝不合理也會產(chǎn)生橋梁裂縫，如果澆筑速度過快、澆筑高度不符合實際需要，橋梁整體結構分層，也會在一定程度上加速裂縫的產(chǎn)生。

2.2 不穩(wěn)定的環(huán)境因素

橋梁裂縫的產(chǎn)生與不穩(wěn)定的環(huán)境因素有不可分割的關系，我國幅員遼闊，地質條件和氣候條件復雜多樣，不同地區(qū)的環(huán)境條件差異明顯，橋梁建設工作需要根據(jù)實際情況做出相應的調整，降低橋梁裂縫出現(xiàn)的可能。部分地區(qū)由于受到氣候的影響，環(huán)境潮濕，工作人員要設計針對性的方案。施工人員如果不能結合具體環(huán)境制定針對性的施工方案，將會極大地增加施工裂縫出現(xiàn)的概率。除此之外，混凝土松軟導致的混凝土結構不均勻沉降會使橋梁的底部支撐松動，引起橋梁安全隱患，這也是橋梁施工過程中產(chǎn)生混凝土裂縫的關鍵原因之一。

2.3 不確定的溫度變化

溫度變化是導致橋梁施工過程裂縫產(chǎn)生的常見因素之一。在橋梁施工過程中，內外部的施工溫度差異會直接導致施工裂縫的產(chǎn)生。橋梁竣工后，施工人員不能對橋梁進行有效養(yǎng)護，也會導致溫度裂縫的出現(xiàn)。致使溫度裂縫形成的原因可以分為兩種：一種是施工現(xiàn)場存在的晝夜溫差，另一種是混凝土材料的熱量差異。晝夜溫差過大這一情況只存在于我國部分施工區(qū)域，區(qū)域施工跨度較大便會產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象，混凝土的配制和橋梁養(yǎng)護工作將受到影響。而混凝土材料的熱量差異則是每一個橋梁施工項目中均需要考慮的問題，同其他建筑材料相比，水泥釋放的熱量較多，如果不能在水泥溫度降低后進行其余部分的施工，就會導致溫度裂縫出現(xiàn)，溫差過大還會加深裂縫深度，對于一些大型橋梁工程來說，為了保證施工進度，溫度裂縫極容易出現(xiàn)。

2.4 不可逆的地基變形

對于建筑工程來說，地基是決定工程項目整體質量的關鍵所在，地基的質量會影響上層建筑的安全性和橋梁整體結構的穩(wěn)定性。如果地基出現(xiàn)問題，就會發(fā)生嚴重的安全事故，對人民生命財產(chǎn)安全造成的損害是不可估量的。地基變形多是由于橋梁外部發(fā)生形態(tài)變化致使工程結構損壞而形成的，地基不穩(wěn)，橋梁的抗壓強度無法達到承載標準，其形狀會隨之改變。除此之外，橋梁在使用過程中會受到一定的壓力，長時間的動態(tài)荷載會使地基發(fā)生位移，極有可能導致橋梁開裂。橋梁荷載一般可以分為混凝土的實際靜、動態(tài)載荷和二次應力，這些都會導致橋梁裂縫的產(chǎn)生。通常情況下，橋梁設計階段的負荷預算不足會導致實際施工效果無法達到預期要求，產(chǎn)生橋梁裂縫。施工使用的材料和施工設備堆積產(chǎn)生的壓力也會增加橋梁的支撐負擔，導致施工過程中的橋梁上部壓力超出橋梁負荷，產(chǎn)生橋梁裂縫。

3 避免橋梁施工裂縫產(chǎn)生的應對策略

3.1 優(yōu)化橋梁的施工工藝

想要減少橋梁施工中的裂縫，首先要優(yōu)化橋梁的施工工藝，保證橋梁建設項目的整體質量。施工單位應當確定施工工序、規(guī)范施工工藝、培訓施工人員的施工技藝。應制定合理科學的管理制度、建立清晰的獎罰機制、提升施工人員的責任意識、規(guī)范橋梁施工的施工步驟，這不僅可以提高橋梁建設工作的效率，還能確保橋梁的整體質量。橋梁的施工工藝主要是混凝土施工工藝，混凝土施工項目涉及的施工過程繁多，包括零件制造、混凝土注入、混凝土運輸和去除混凝土等，這對施工人員的專業(yè)能力和責任意識都有著很高的要求。員工應明確自己的工作內容和施工標準，按照標準完成施工任務，嚴格按照標準操作，規(guī)避操作不當導致的風險，保證橋梁施工項目的安全。除此之外，橋梁建筑工程師要加強不同施工程序之間的配合，根據(jù)現(xiàn)場施工過程中橋梁不同結構的實際情況制定相應的施工方案，如果要開展組裝支撐結構的工作，就要了解與現(xiàn)澆箱形梁支撐相關的數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進行分析，制定組裝方案，確保支撐工作的順利進行，保證橋梁支撐結構的穩(wěn)定性。

3.2 加強施工材料的質量把控

橋梁工程施工前，施工單位應保證混凝土的質量，選擇性能良好的水泥材料用于橋梁建設。從某種程度上說，混凝土施工質量的高低和施工材料的質量密切相關，因此采購人員一定要選擇低熱量、高性能的水泥材料，提高混凝土結構強度，避免橋梁工程返工，減少施工單位的總體資源投入。當然，施工人員也要做好混凝土配合比工作，對水、砂石等材料的質量進行嚴格把控，依據(jù)行業(yè)規(guī)范完成混凝土配比工作。施工人員可以根據(jù)施工實際需要合理調整混凝土材料的配置比例，適度添加合成纖維等添加劑，結合抗裂性能好的混凝土材料，保證混凝土的密度。在必要情況下，施工人員可以選用特定的水泥材料或投入粉煤灰降低水化熱，在一定程度上減少溫度裂縫的產(chǎn)生。值得注意的是，橋梁建設材料的選擇還要結合當?shù)氐臍夂蚝偷刭|情況，避免橋梁建設過程中出現(xiàn)混凝土沉降，致使沉降裂縫的形成。

3.3 加強橋梁施工的溫度把控

溫度對橋梁施工過程中裂縫的出現(xiàn)有極大的影響，施工人員一定要創(chuàng)建并維持一個合適的恒溫施工環(huán)境，從根本上避免裂縫的發(fā)生。為了更好地控制溫度，施工單位可以圍繞四個方面進行思考，根據(jù)施工現(xiàn)場設計合理的溫度調控方案。

第一，施工人員要選取低熱水泥作為橋梁施工的材料，利用礦渣水泥、粉煤灰水泥等材料降低混凝土調配過程中產(chǎn)生的熱量，減少水泥的使用量，降低水化熱產(chǎn)生的熱量。

第二，開展混凝土澆筑施工工作時，工作人員應采用合理的澆筑方式，避免因澆筑層面過厚導致的混凝土散熱不完全。除此之外，也要適當使用冷卻系統(tǒng)降低骨料入模的溫度，幫助混凝土內部快速散熱。

第三，施工人員要有效控制混凝土的入模溫度，如果當?shù)貧鉁馗?，就要選擇合理的方式降低混凝土入模時的溫度，如果當?shù)貧鉁氐?，就要利用合理的措施提高混凝土入模的溫度，以此保證混凝土的密度和橋梁的硬度。需要注意的是，混凝土入模時，混凝土不可以暴曬在陽光下，這會使混凝土脆化。

第四，安裝混凝土支架時要采用預壓等施工方式避免橋梁建設過程中混凝土發(fā)生變形，降低裂縫出現(xiàn)的可能。

3.4 做好橋梁裂縫的定期修補工作

雖然可以通過一些方式可以降低裂縫產(chǎn)生的可能，但是不能完全消除橋梁裂縫。施工人員應當對橋梁竣工后出現(xiàn)的裂縫采取相應的修繕措施以加固橋體。通常情況下，施工人員使用裂縫填充的方式填充寬度不超過0.3mm 的橋梁裂縫，使用注入環(huán)氧樹脂的方式填充大裂縫，對不滲水且不深的小裂縫，施工人員多會選擇在其表面涂抹樹脂，既能防水又達到了修補裂縫的目的。

橋梁修補工作要分為小修和大中修，針對橋梁修補程度的不同，施工人員也要合理安排檢修時間周期和具體工作內容，橋梁的小修工作間隔時間短、持續(xù)時間長，確切來說，這一工作需要從橋梁正式投入使用的日期開始，直至橋梁使用壽命終止。對此開展的修補工作內容包括日常檢查道路橋梁、清潔保養(yǎng)橋梁局部區(qū)域、檢查修補局部輕微病害等。除此之外，鋼橋及索橋是用特殊材質建造的，建設材質容易發(fā)生銹蝕，這不僅會影響橋梁的正常使用、給人們的生活帶來不便，也會影響橋梁的安全性。針對這一情況，工作人員在完成小修工作內容的同時，還需要定期進行除銹、防腐工作。橋梁的大中修工作間隔時間長，按照有關規(guī)定，大中修工作的間隔時間為3～6年。由于引起橋梁裂縫產(chǎn)生的因素多且復雜，所以專業(yè)人員在進行大中修工作時需要先對公路橋梁的承載能力、通行能力、抗災能力等方面進行勘測評定，完成評定后檢查橋梁結構、裂縫位置，分析裂縫產(chǎn)生的原因，確定橋梁是否需要進行大中修、限載、加固改建等。

3.5 做好橋梁檢查工作

橋梁檢查工作是進行橋梁維修工作的前期準備工作，專業(yè)人員需要根據(jù)檢查的結果，設計可靠的維修方案。由于裂縫產(chǎn)生的原因與橋梁結構、氣候環(huán)境等多種因素有關，所以做好橋梁檢查工作也是從根本上預防裂縫產(chǎn)生的有效方法?；诖?，施工單位應確定具體的檢查方向和檢查內容，列出詳細的檢查內容。

針對橋面位置，工作人員需要從通行路面、橋面欄桿、路緣石和排水設施這幾個方面進行檢查，工作內容包括四項：第一，檢查橋面平整度、磨損度、開裂程度、承載能力，是否有坑洼、污跡；第二，檢查欄桿是否出現(xiàn)松動、開裂現(xiàn)象，是否有下?lián)仙瞎耙约安考G失問題；第三，核實路緣石的剝落程度；第四，排水設施是否出現(xiàn)堵塞和破損現(xiàn)象，排水功能能否滿足當?shù)氐膶嶋H需要。

針對橋跨結構，工作人員需要從主拱圈、主梁、拱上結構、橋梁相關部位的橫向聯(lián)系這幾個方面進行檢查，工作內容包括四項：第一，核對橋梁結構的實際尺寸（截面尺寸、路徑、軸線、鋼筋直徑等）；第二，檢查混凝土的剝落和風化隆起程度，確認橋梁是否有裂縫和堿碎現(xiàn)象，核實鋼筋銹蝕程度等；第三，查看拱圈是否扭曲變形，是否存在錯裂、開裂現(xiàn)象；第四，確定橋梁是否出現(xiàn)水平變位。

針對橋梁支座，工作人員需要從油氈支座、擺柱支座、鋼板支座、橡膠支座、四氟板支座等方面進行檢查，工作內容包括五項：第一，檢查支座老化程度、開裂程度、干澀程度；第二，檢查支座各部件的擺放位置是否正確，各部件是否受力均勻；第三，查看橡膠支座的變形程度；第四，可活動支座是否有較大距離的位移偏移；第五，支座墊石是否破碎。

針對橋梁下部結構，工作人員需要從橋墩、地基、碰撞防護工程這三個方面進行檢查，工作內容有四項：第一，檢查建設材料的風化和剝落程度；第二，查看碰撞防護工程的損壞程度；第三，確認墩臺基礎的沖刷磨耗程度，傾斜程度、下沉程度，核實墩臺是否發(fā)生水平位移等；第四，進行觸探檢查。

4 結語

綜上所述，現(xiàn)階段限制橋梁建設的因素諸多，這些問題致使橋梁存在安全隱患，施工過程裂縫的產(chǎn)生會對橋梁施工工程的有序開展帶來消極影響，針對這一問題，相關人員應當積極采取科學完善的應對策略，有效避免或減少橋梁施工過程中裂縫的產(chǎn)生，促進我國橋梁建設工作的順利進行。