道路橋梁施工中裂縫的成因及預防措施

巫海峰

（江蘇江都路橋工程有限公司，江蘇 揚州 225200）

1 道路橋梁施工裂縫的不良影響

1.1 影響內部構件質量

增加交通風險發(fā)生概率的主要因素之一就是道路橋梁裂縫問題，一旦出現裂縫病害，會對道路橋梁內部構件質量產生直接影響，會影響道路橋梁的承載能力，進而引發(fā)一系列質量安全方面的缺陷，導致道路橋梁整體性能不足。

1.2 造成滲水

道路橋梁一旦出現裂縫，水體會沿著裂縫滲透到內部，尤其是在雨季，會進一步加劇滲水問題。當滲水達到一定的程度，水體會腐蝕道路橋梁工程的內部構件和結構，進而降低道路橋梁的承載能力，引發(fā)質量安全隱患，縮短道路橋梁使用壽命，降低其綜合價值。

1.3 引發(fā)混凝土結構碳化

混凝土是道路橋梁工程中重要的組成內容，如果道路橋梁出現裂縫，那么空氣會進入到裂縫中，空氣中的二氧化碳、腐蝕性物質等會導致混凝土結構發(fā)生碳化現象，進而導致混凝土結構的強度和耐久性降低，久而久之，威脅整個道路橋梁工程質量安全。

2 道路橋梁施工裂縫預防

2.1 明確施工裂縫種類

裂縫是道路橋梁工程中十分常見的問題，也是大多混凝土結構中常見的現象。我們根據道路橋梁建設情況科學地劃分裂縫類型，按照受力類型不同可以分為兩種類型裂縫：結構性受力裂縫和非結構性受力裂縫。通過具體細致地分析和研究道路橋梁施工裂縫問題，能夠有效指導后續(xù)裂縫預防工作的開展，工作人員在明確裂縫類型后，可以制定針對性的裂縫預防或者處理方案，避免裂縫問題持續(xù)惡化威脅整體結構安全。結構性受力主要是道路橋梁使用中受到了外部因素的影響，一旦發(fā)生結構性受力裂縫會嚴重影響整個道路橋梁承載能力，并且導致道路橋梁結構強度大大降低。道路橋梁自身結構變化是引發(fā)非結構性受力裂縫的主要原因，比如溫度裂縫、收縮裂縫等都屬于非結構性受力裂縫。

2.2 預防裂縫的意義

（1）采取有效的預防措施可以有效減少裂縫發(fā)生的概率，有助于道路橋梁建設質量的提升，有助于保證交通安全。道路橋梁的安全關系著區(qū)域社會穩(wěn)定、經濟發(fā)展等多方面內容，避免裂縫問題就可以從很大程度上保證交通安全和社會穩(wěn)定。

（2）預防裂縫問題可以將道路橋梁的美觀性大大提高。通常各個城市連接的關鍵紐帶之一就是道路橋梁，城市的特色、形象都能夠通過道路橋梁外觀得到體現，為此，很多城市在建設道路橋梁工程中都非常重視道路橋梁的設計和施工，通過合理的設計可以提高城市形象，達到美化城市的效果。

（3）有助于保證施工進度和質量。道路橋梁施工中通過采取有效的裂縫預防辦法，能夠細化管理各個施工工序，有助于提高施工的專業(yè)性，能夠保證高效落實技術方案，提高施工質量。同時，嚴格的管理措施還有助于保證按照施工計劃完成各項作業(yè)，有助于高效落實施工進度計劃，有助于延長道路橋梁的使用壽命。

3 道路橋梁施工裂縫形成原因

3.1 荷載過大

不同類型的道路橋梁的承載能力存在一定差異，如果外界向道路橋梁施加超過設計標準的壓力就容易引發(fā)結構性裂縫問題。造成荷載裂縫問題主要包括兩方面的因素：（1）在設計道路橋梁工程中沒有對資金投入方面的問題進行客觀細致地考慮，施工中荷載預算不足，同時施工進度要求較為嚴格，施工人員沒有詳細地計算和分析施工用料和工具，在橋梁上堆放了大量的施工材料，尤其是一些承載力不足的位置如果堆放大型施工設備很容易出現道路橋梁發(fā)生應力裂縫的問題；（2）設計人員沒有對施工中開洞、鑿槽等問題進行充分考慮，導致道路橋梁承載能力發(fā)生了較大的變化，同時沒有調整橋梁使用要求和承載標準，經過長期使用后引發(fā)了裂縫問題。

3.2 溫度變化

熱脹冷縮作用是影響道路橋梁工程施工中十分重要的一項因素。混凝土結構在溫度劇烈變化時會發(fā)生較為嚴重的熱脹冷縮現象，導致形狀發(fā)生了變化，進而導致道路橋梁結構內部拉應力較大。當拉應力大于道路橋梁最大限度時會導致混凝土結構發(fā)生溫度裂縫，進而影響道路橋梁整體結構性能。溫度變化引發(fā)的混凝土裂縫比其他裂縫更加特殊，隨著溫度的變化裂縫會進一步發(fā)生改變，這種變化會進一步加劇溫度裂縫問題，并且會導致裂縫的隱蔽性較強，增加了裂縫查找和修補的困難。

3.3 水化熱影響

混凝土本身性能會受到水化熱的影響。在道路橋梁混凝土結構施工中存在較為嚴重的水化熱情況，水化熱會釋放出大量的熱量，進而導致混凝土結構內部溫度升高較快，熱量在內部聚集，導致無法均勻地分布熱量，加上外部結構熱量散失較快，進而引發(fā)內外溫差增加。混凝土結構內外拉應力不一致，容易引發(fā)表面裂縫問題。

此外，有的地區(qū)氣溫較低，在完成道路橋梁混凝土澆筑作業(yè)后需要進行蒸汽養(yǎng)護，在養(yǎng)護過程中混凝土結構內部溫度會受到蒸汽的影響而升高，當停止蒸汽養(yǎng)護后混凝土結構外部溫度會快速下降，進而引發(fā)內外溫差增大的現象，導致發(fā)生混凝土裂縫問題。

3.4 施工材料質量問題

道路橋梁施工中最為主要的材料就是混凝土材料，可以說，道路橋梁工程施工質量的高低從很大程度上取決于混凝土施工質量。裂縫問題作為困擾混凝土結構多年的現象，備受各界關注。水泥、骨料、添加劑等都是配置混凝土中主要的原材料，如果這些原材料質量存在問題那么必然會對混凝土結構的整體質量產生影響，導致道路橋梁工程容易出現裂縫等質量問題。比如水泥中的f-CaO較高時，會引發(fā)其配制的混凝土過高的膨脹應力。

4 道路橋梁施工中裂縫預防

4.1 優(yōu)化結構設計

預防道路橋梁裂縫的第一步就是優(yōu)化結構設計，確保設計方案科學合理。設計單位或者設計師在設計階段要堅持以實事求是為原則，科學、細致地分析道路橋梁結構情況，規(guī)范化設計道路橋梁結構。為此，在設計前設計單位可以組織相關人員細致全面地勘察分析施工現場的實際情況，做好相關數據信息的收集，明確勘察資料的準確性，從氣候、水文、交通、社會人文等多個方面考慮項目所在區(qū)域的實際情況，就材料、施工工藝、養(yǎng)護標準等多方面影響裂縫問題的因素進行重點考慮分析，同時加強溝通，保證技術人員工作專業(yè)性，從設計角度采取預防裂縫的措施。

道路橋梁工程結構設計階段需要重點考慮和計算荷載量。在設計階段，設計單位要對當地交通特點、施工等級、工程用途等多方面進行綜合性考慮，就主體結構的設計承載力進行科學地計算，并且確定道路橋梁的荷載等級。在設計承載力和荷載等級確定后，施工單位還要和設計人員共同考察項目所在區(qū)域的真實情況，合理地調整和優(yōu)化設計方案、施工方案，并且在布置荷載量時進一步考慮溫度氣候、地質地形、土壤特征等外部條件。通常道路橋梁容易受到結構荷載等多方面因素的影響，所以，工作人員需要對裂縫成因、荷載極限值等方面進行綜合地確定和分析，從而保證裂縫預防方案科學合理。

4.2 加強施工材料管理

工作人員要對原材料這一影響道路工程質量的主要因素進行嚴格控制，如果原材料質量不達標很容易引發(fā)裂縫問題。在施工階段，工作人員要加強控制原材料的采購、保存和使用等環(huán)節(jié)。項目采購人員要根據項目實際情況和市場情況合理選購材料，根據工程標準要求做好材料性能的控制和考察，按照規(guī)定標準范圍控制原材料的質量和價格。通過對采購階段進行嚴格控制能夠從源頭控制材料質量。比如，水泥作為主要的原材料之一，是引發(fā)裂縫問題的主要因素。道路橋梁施工中水化熱程度會對混合料的摻量產生較大的影響，為了將混合料水化熱減小，可以合理調整水泥的用量。為此，施工人員在施工中首先要對水泥水化熱進行檢測，避免使用不合格的水泥材料。又如，骨料的含泥量對混凝土施工質量也有著較大的影響，混凝土的熱膨脹系數會隨著骨料含泥量的減小而降低，高質量的骨料可以有效避免混凝土裂縫問題。在選擇骨料時，工作人員要按照標準需求選擇相應級配的骨料。為了進一步保證混凝土結構施工質量，有效預防裂縫問題，在正式開展混凝土配置之前還要通過試驗確定混凝土最佳配比，并且在配置階段嚴格遵守配比方案。

4.3 溫度控制

控制溫度是預防道路橋梁混凝土裂縫的主要途徑。在完成混凝土澆筑后，混凝土凝固期間內部會蓄積較多的水化熱，為了減少內部水化熱，在實際施工前期可以通過預降溫處理混凝土相應材料，有效遮蓋混凝土粗細骨料，避免陽光直射，還可以添加冷水達到降溫的效果。如果是大體積混凝土施工，可以預冷處理粗細骨料，攪拌過程中添加冰塊或者冰水。如果攪拌站所在位置比實際施工現場更遠，那么在運輸途中需要遮蓋好混凝土罐車。如果是冬季施工，工作人員要將混凝土的整體溫度適當提高，按照規(guī)范標準合理地完成混凝土配置、運輸、澆筑、養(yǎng)護等作業(yè)。在混凝土澆筑階段，要采取邊澆筑邊振搗的方式，保證振搗密實，提高混凝土結構整體密實性。

在養(yǎng)護階段，如果是夏季施工要注意做好內部降溫，可以埋設冷水管或者灑水降溫。如果是冬季施工，那么工作人員要用草簾等保溫物質覆蓋混凝土結構，避免混凝土結構內外溫差過大引發(fā)裂縫問題。在實際施工中，工作人員還要加強監(jiān)督檢測和控制溫度變化，定時監(jiān)測混凝土內部溫度情況，根據檢驗成果對混凝土內部溫度變化進行嚴格控制，同時加強整改混凝土保溫和養(yǎng)護措施，讓混凝土溫度處于緩慢變化的趨勢。

4.4 加強施工圖紙管理

工程施工圖紙是實際施工中必不可少的內容，施工圖紙指導著現場各項作業(yè)，影響著道路橋梁后續(xù)施工質量優(yōu)劣。在施工前期工作人員要細致地分析施工圖紙，標準化地審核施工圖紙設計內容，明確每個施工流程的具體情況，確保施工圖紙詳細準確。通過嚴格地審查，可以進一步加強施工圖紙的可行性，只有這樣才能進一步避免出現道路橋梁裂縫問題。在圖紙設計過程中，工作人員要細致地確定工程實際情況，同時圖紙要和施工標準相符合，保證高效、穩(wěn)定地完成施工圖紙設計。此外，技術人員、設計人員、監(jiān)理人員等多方要共同細致地核實圖紙內容，及時改正其中存在的不足之處，降低發(fā)生裂縫的概率。在實際施工中，各個部門的人員要加強溝通，高效合作，及時處理實際遇到的問題，盡可能地確保道路橋梁施工質量。

4.5 確?；炷翝仓|量

混凝土澆筑技術直接影響著混凝土結構的整體質量。在混凝土澆筑階段需要對每個施工環(huán)節(jié)進行合理嚴格地管控，有效避免施工裂縫問題。工作人員需要對混凝土覆蓋、第一層初凝時間等進行全面地考慮，保證混凝土澆筑質量能夠達到設計規(guī)定要求。在混凝土澆筑過程中，還要對鋼筋疏密程度、混凝土供應、結構受力等多個環(huán)節(jié)進行細致地考慮。當前混凝土澆筑常用的方式包括三種，分別為分層分段澆筑、斜面分層澆筑和全面分層澆筑。無論選擇哪種施工技術，最終都要保證滿足混凝土結構質量標準。

在混凝土澆筑階段，工作人員要明確建筑設計要求，嚴格控制混凝土澆筑質量。在澆筑階段，施工人員首先要將澆筑現場清理干凈，將模板內的建筑垃圾、生活垃圾等清除干凈，避免混凝土中摻入雜質降低混凝土結構的質量。其次，要用清水沖洗潤濕澆筑區(qū)域，在澆筑過程中做好用水量的控制，避免模板存在過多積水影響混凝土配合比。水洗不但可以將模板內部塵土清除干凈、將模板潔凈度和含水率提高，達到混凝土表面質量優(yōu)化的效果，還能夠避免模板吸收混凝土材料中的水分導致混凝土水分不足表面粗糙。在澆筑混凝土過程中需要做好供料管和澆筑面間距的嚴格控制，避免供料管和澆筑面距離過大在澆筑過程中引發(fā)離析問題。在澆筑過程中，針對特殊部位要選擇不同的澆筑和振搗方式。工作人員在澆筑混凝土階段要科學地選擇技術標準和振搗技術?；炷琳駬v是為了保證模板中每一處都填充密實混凝土材料，避免混凝土內部存在孔隙降低混凝土整體結構性能。漏振、過振是混凝土振搗中較為常見的問題，這和技術人員的專業(yè)能力有著很大的關系，所以技術人員要加強振搗過程的管控，保證振搗工作能夠達到規(guī)范標準要求。為了保證連續(xù)性地完成混凝土澆筑作業(yè)，要堅持連續(xù)施工，將產生斷層的問題最大限度地減少。

4.6 防止鋼筋銹蝕

鋼筋生銹是發(fā)生混凝土裂縫后常見的現象。如果鋼筋材料銹蝕嚴重會對道路橋梁結構的延展性、整體強度產生嚴重威脅。工作人員要加強鋼筋生銹位置的檢測，根據施工圖紙以及檢測設備明確鋼筋生銹的具體位置，并且按照標準要求控制混凝土厚度，避免裂縫進一步擴大延展。我國很多施工企業(yè)近些年越來越關注鋼筋材料質量問題，并且加大了鋼筋質量的控制力度，在裂縫問題處理方面通常也會做好鋼筋銹蝕問題的合理處置。在發(fā)現裂縫和鋼筋銹蝕問題后，工作人員要鑿除碳化的混凝土，抹平鋼筋材料并且灌注高等級的混凝土材料。如果銹蝕較為嚴重，可以采用增加鋼筋材料、加大截面積等方式進行道路橋梁混凝土結構的加固[1-5]。

4.7 施工養(yǎng)護

通過合理地開展保養(yǎng)措施可以優(yōu)化混凝土結構性能，在延長道路橋梁整體使用壽命方面有著十分積極的意義。為此，施工單位要從養(yǎng)護材料、養(yǎng)護設備、養(yǎng)護方法等多方面合理制定養(yǎng)護方案。工作人員要重點做好溫濕度控制，加強協調平衡處理混凝土內外溫濕度，以免內外溫差過大或者水分散失過快引發(fā)混凝土變形、裂縫等問題。

5 結束語

路橋工程持續(xù)發(fā)展，但是裂縫問題依然是困擾施工單位多年的問題。在現代科學技術不斷進步的背景下，道路橋梁混凝土裂縫問題的發(fā)生概率得到了進一步控制。在具體施工中，工作人員可以從施工材料、結構設計、混凝土澆筑、混凝土養(yǎng)護等多個方面加強控制，避免混凝土結構發(fā)生裂縫問題，提高道路橋梁工程整體結構性能，切實提升工程綜合效益。