橋梁施工裂縫產生的原因及應對策略

文／焦曉紅 天水市交通建設工程質量檢測中心有限公司 甘肅天水 741022

引言：

基于國家發(fā)展這一視角而言，橋梁建設快速的發(fā)展，給我國快速建設與交通運輸業(yè)的繁榮發(fā)展提供了有力支撐，明顯地帶動了區(qū)域經濟的發(fā)展；基于民眾生活這一視角而言，橋梁給民眾的平時出行和平時生活帶來了方便。所以，有關人員需要高度重視橋梁工程的施工質量，積極圍繞其施工裂縫的成因展開探討與研究，施工前， 根據(jù)地質、環(huán)境及原材料情況，制定出切實可行的施工技術方案，積極推進公路橋梁施工高質量發(fā)展，確保人民生命財產安全，充分發(fā)揮橋梁紐帶作用，助推經濟快速發(fā)展。

1.橋梁施工裂縫的影響

橋梁施工裂縫的存在會帶來很多不好的影響，一方面，會給橋梁結構帶來不利影響。在橋梁裂縫產生時，雨水會順著裂縫滲入橋梁工程結構中，這個時候，混凝土內部結構便會在雨水的影響下促使結構受損，最后導致橋梁結構的穩(wěn)固性降低。并且，裂縫會因為水壓的作用而持續(xù)擴展，使得裂縫從表面慢慢擴展至深層，這個時候裂縫會轉變發(fā)展成貫穿型裂縫，給橋梁工程結構帶來進一步的破壞。另一方面，大氣中二氧化碳會和裂縫部位的混凝土結構相互作用，在水、大氣與水泥這三者彼此間的作用反應下，會生成碳酸鈣成分，這一成分會給橋梁里的鋼筋鈍化膜帶來明顯的破壞，在鋼筋生銹腐蝕之后，鋼筋會產生明顯的銹脹力，致使混凝土剝落，進而使橋梁裂縫進一步擴大，最終致使橋梁喪失使用功能，阻斷交通運行。綜上所述，橋梁施工中的裂縫會帶來極大的危害影響，除了會使整個橋梁工程的穩(wěn)固性明顯降低，而且在橋梁通車之后，裂縫還會進一步擴展，從而給行車安全帶來嚴重的威脅。

2.橋梁混凝土裂縫的危害與類型

2.1 裂縫危害

橋梁混凝土裂縫會對橋梁結構產生很多不利影響。一是會給橋梁工程結構安全可靠性帶來明顯的影響，在冬季時，雨水會順著裂縫滲入橋梁工程的深層部位，由于冬季雨水結冰，致使混凝土表面長期受到水結冰時的膨脹力，長期下去，會給橋梁結構帶來極大的破壞影響，進而使整個橋梁結構的穩(wěn)固性、牢靠性以及安全性出現(xiàn)明顯下降。在多雨季節(jié)時，裂縫會由于水壓與水量的影響而不斷擴展開來，從而轉變發(fā)展成貫穿型裂縫，給工程結構帶來更加嚴重的影響。二是大氣中的二氧化碳會與混凝土結構相互作用，產生碳酸鈣成分，從而使橋梁結構變得非常脆弱，并使其安全性與載荷性能明顯降低。值得一說的是，這會給橋梁里的鋼筋鈍化膜帶來不可忽視的損壞影響，導致鋼筋生銹腐蝕，橋梁喪失承載能力，進而給民眾的生產生活帶來明顯的影響。

2.2 裂縫類型

一般而言，橋梁施工過程中，多多少少總會產生裂縫，但是裂縫出現(xiàn)的部位與裂縫嚴重程度以及裂縫出現(xiàn)的原因往往會有所不同，每種裂縫會給整個橋梁的穩(wěn)固性所帶來的影響也是不一樣的，因此專業(yè)人員對橋梁施工裂縫的類型進行了劃分，主要包括，一是由于橋梁不同部位受力不均衡而形成的裂縫，這種裂縫的形成大都和施工環(huán)節(jié)的受力計算偏差有著極大的關系；二是由于橋梁施工中所采取的材料質量沒有達到設計要求、施工工藝與實際狀況不相符等原因而形成的裂縫，其大都與施工監(jiān)管制度、工程施工管理等工作的實施質量有著密不可分的關系。

3.裂縫產生的原因

3.1 施工工藝不合理

在橋梁施工過程中，施工工藝是否合理的運用會給工程質量帶來明顯的影響，合理的、規(guī)范的、符合現(xiàn)場實際的、切實可行的混凝土澆筑施工工藝，能夠明顯的增加橋梁工程的使用年限，但施工工藝缺乏合理性，沒有被有效運用在施工中，那么橋梁便會產生多種多樣的裂縫問題。一般而言，施工工藝缺乏合理性造成裂縫形成的原因主要包括下列這幾種：

一是施工工藝缺乏合理性，造成混凝土保護層厚度不符合規(guī)范要求，在混凝土施工過程中，由于未設置作業(yè)施工平臺，施工人員頻繁踩踏鋼筋，擾動已澆筑的混凝土，同時，導致鋼筋位置發(fā)生變化，使橋梁建筑構件受力會與預設高度相互偏離，鋼筋預設高度下降，構件上的素混凝土厚度擴大，就會產生豎向的貫穿型裂縫。

二是混凝土振搗缺乏合理性，極易使混凝土產生孔洞和蜂窩麻面，使混凝土內部結構受到極大的影響，進而促進混凝土裂縫的形成。對混凝土的振搗施工工藝進行正確、合理的運用，可以使混凝土的密度、強度等得到有效提升，不過這項工藝要求操作人員必須要具備較強的專業(yè)能力，能夠確保振搗過程中不漏振、不過振，插點布設合理。只有振搗工藝得到合理、有效的運用，才能夠避免混凝土結構內部產生空洞等情況，進而提高橋梁的硬度與密度。

三是混凝土澆筑工藝缺乏合理性，也同樣會引起橋梁裂縫情況的出現(xiàn)。若澆筑速度偏快、澆筑高度沒有達到要求以及混凝土降落的高度過高，都會進一步加快裂縫的形成。

3.2 環(huán)境因素的影響

橋梁裂縫的形成和環(huán)境因素的影響存在著很大的關系，我國地域遼闊，氣候條件復雜多樣，各個地方的環(huán)境條件都存在著很大的不同，橋梁工程施工應當依照當?shù)貙嶋H氣候條件，制定切實可行的措施，以減小裂縫發(fā)生的概率。有些地方因為氣候條件的影響，空氣濕度大，工作人員必須制定專門的施工方案。施工人員若無法根據(jù)實際的施工環(huán)境編制專門、完善的施工方案，那么在實際施工中就極易導致裂縫問題的產生。另外，地基松軟會致使混凝土結構出現(xiàn)沉降的情況，橋底支撐力度不足，也會造成不均勻沉降，致使結構產生破壞性裂縫，給橋梁工程后期使用埋下了隱患。

3.3 溫度變化的影響

溫度變化會造成橋梁施工裂縫的形成。在橋梁工程施工期間，混凝土內外部的施工溫度差往往極易造成裂縫的形成。在施工完成之后，施工人員沒有及時開展合理、有效的養(yǎng)護，也會造成溫度裂縫的形成?？偟膩碚f，造成溫度裂縫產生的原因主要包括下列這幾種：一是施工現(xiàn)場的早晚溫度差別太大而造成施工裂縫的形成；二是混凝土材料的熱量差異性。早晚溫差太大僅在國內少數(shù)區(qū)域，通常會引起熱脹冷縮的情況，對混凝土的配合比設計要求與混凝土養(yǎng)護工作產生一定程度的影響。而混凝土材料的熱量差異，是所有混凝土橋梁建設項目必須要重點考慮的一個問題，與其他材料相比，混凝土中的水泥在凝結硬化的過程中會釋放大量的熱量，若無法在水泥溫度下降后及時完成其他部分的施工作業(yè)，則會造成溫度裂縫的形成，溫度偏差太明顯也會使得裂縫深度進一步發(fā)展。

3.4 地基變形的影響

對橋梁工程而言，地基會對整個工程質量起到決定性的作用，地基的質量不僅會對上層結構的安全性帶來直接的影響，而且也會對整個橋梁結構的穩(wěn)定性帶來影響。若地基存在問題，則會導致安全事故出現(xiàn)，給人民的人身財產安全帶來難以想象的危害。地基變形與橋梁結構發(fā)生形變有著很大的關系，在橋梁結構形變之后，整個橋梁會受到損壞，從而使地基的穩(wěn)固性與橋梁的抗壓性明顯降低，這樣一來，就極易導致裂縫問題的產生。另外，橋梁在使用期間需要承受外部所施加的壓力，在這種長期性的動態(tài)壓力作用下，地基會發(fā)生移動，從而導致橋梁工程裂縫問題的發(fā)生。在進行橋梁工程施工設計的過程中，倘若負荷預算偏低，那么便會使得實際施工效果不能夠達到設計中所提出的要求，以至于會造成裂縫現(xiàn)象的產生。施工中所采取的材料與施工設備堆積形成的壓力也會使橋梁的支撐負擔進一步加劇，造成施工期間的橋梁上部壓力比橋梁負荷來得大，進而引起橋梁裂縫情況的發(fā)生。

4.橋梁施工混凝土裂縫問題的處理措施

在對混凝土材料裂縫問題的成因進行具體、深入地分析之后，為使橋梁工程施工質量能夠充分提升起來，則應當編制有針對性的工程施工措施來予以有效的保證。

4.1 嚴格執(zhí)行施工材料的質量管控工作

有關施工單位在進行工程的施工建設時，應當依照橋梁的實際施工要求，對混凝土材料本身的性質特征展開具體的掌握。為使混凝土材料裂縫問題出現(xiàn)的概率能夠得到有效下降，則應當圍繞混凝土材料的質量進行嚴格控制。一方面，工程施工人員應當依據(jù)施工現(xiàn)場的具體條件，結合施工要求與標準，對所需的水泥材料等展開合理的選取，同時對水化熱因素所可能帶來的影響進行重點考慮，從而對混凝土材料成型后的抗開裂效果進行全方位的強化。在工程施工前，應當圍繞所有的施工材料質量展開全方位的檢查與控制，若當中有不達標的材料則應當馬上進行更換，以使材料能夠最大程度符合混凝土施工質量要求及標準，確保整個橋梁工程的施工質量。另一方面，采用收縮性比較弱，且材料級配更好的粗細骨料，對材料含泥量進行重點分析，并對不同施工環(huán)節(jié)的材料質量進行嚴加把控，以給混凝土結構性能的強化與工程施工質量的提升奠定穩(wěn)固的基礎，防止給橋梁工程發(fā)揮效益及運營安全帶來不好的影響。

4.2 嚴格把控混凝土材料澆筑施工質量

在混凝土材料施工的環(huán)節(jié)中，應當嚴格根據(jù)有關工程施工規(guī)范來展開操作，并且要圍繞混凝土材料施工過程展開牢牢監(jiān)督與管控。一是應當編制合理、完善、可行的工程施工管控方案，并且圍繞混凝土工程施工中的部分細節(jié)問題展開處理，確?；炷凉こ淌┕べ|量達到要求，避免產生嚴重的工程施工安全隱患問題。二是在混凝土材料施工過程中，應當構建出一套規(guī)范、合理以及嚴苛的工程施工管理機制，將更為精細的混凝土施工管理理念切實地執(zhí)行到實際工作中，并且也應當圍繞混凝土施工中所具有的一系列影響因素進行有效解決，以切實強化橋梁工程的施工質量，避免混凝土材料裂縫情況的發(fā)生。

4.3 嚴格實施溫度控制工作

因為橋梁結構裂縫問題容易遭受外界環(huán)境溫度的明顯影響。例如，大體積橋梁墩柱基礎施工期間會出現(xiàn)溫縮裂縫問題，受外部重力束縛的橋梁，在高溫天氣條件下會形成膨脹裂縫情況，這著重是由于各種溫度應力所造成的影響，導致橋梁工程結構在一些特定位置出現(xiàn)了非常多的變形量，進而出現(xiàn)了嚴重的變動狀況。所以，有關人員應當認真實施溫度控制工作，一定要高度重視并加強對混凝土膨脹內控問題的把控。一方面，在混凝土工程施工過程中，可以合理減少混凝土中的骨料，這樣有助于加快混凝土材料的散熱速度。另一方面，在溫度控制過程中，應當確保混凝土材料性能可以最大程度展現(xiàn)出來，切實減少混凝土收縮問題的出現(xiàn)，并使混凝土構件的抗壓性能與抗裂性能得到有效強化。另外，有關人員也應當認真實施溫度控制工作，根據(jù)塑性沉降裂縫形成的特征，切實采取合理有效的防范控制措施，減少水分蒸發(fā)量，從而使溫度得到有效把控。

4.4 合理實施混凝土養(yǎng)護工作

為切實避免混凝土材料施工后出現(xiàn)明顯的裂縫問題，全方位的提高橋梁工程項目施工要求，有關施工單位一定要重視混凝土材料澆筑施工后的養(yǎng)護作業(yè)。一是在拆模施工結束后工程施工單位與施工人員應當依照混凝土材料的利用狀況，及時對已澆筑的混凝土進行灑水保濕，防止混凝土過于干燥而導致裂縫的形成。二是要有效加強有關人員的養(yǎng)護工作意識，編制完善、規(guī)范以及合理的養(yǎng)護工作方案，給混凝土提供更合適的施工環(huán)境溫度，切實確?；炷翗嫾姆€(wěn)定性與可靠性，從而充分減少橋梁裂縫情況的出現(xiàn)，全方位強化橋梁工程的施工質量。

4.5 有效處理混凝土表面缺陷問題

混凝土表面缺陷問題是橋梁經常會出現(xiàn)的一種病害問題，對于這種病害，一般可以采取高標號的環(huán)氧砂漿材料來進行有效處理。在橋梁施工過程中表面出現(xiàn)缺陷時，主要采取的方法包括人工鑿除法、氣動工具鑿除法與速射水法等，在修復時，重點圍繞表面缺陷部位展開處理，將橋梁表層破損部位的材料完全清理干凈，并且將表層的污染物混凝土完全清理干凈，在這個過程中，必須確保基礎面材料具備較為優(yōu)異的堅硬性與密實性。

4.6 干縮裂縫問題的防范與處理

（1）為使混凝土強度能夠達到有關要求，則需要采取低熱化水泥，同時也需要對混凝土水灰比進行嚴格控制，適量添加減水劑。另外，根據(jù)施工要求，對混凝土骨料級配及強度進行合理確定，依照配比試驗情況，正確設定外加劑的用量大小，在使用期間必須確保其拌制的均勻性與充分性。

（2）在夏天這個季節(jié)進行混凝土材料澆筑施工時，應當對澆筑溫度進行嚴格把控，切勿在溫度較高的時段進行混凝土材料的澆筑施工。另外，還應當對混凝土澆筑厚度進行合理調節(jié)，依靠澆筑層面散熱，防止混凝土熱量太大而引起裂縫問題。并且，也可以依靠二次振搗的手段，使混凝土密實度得到進一步提高，確保結構的可靠性與穩(wěn)固性，并使混凝土的抗裂性能得到真正強化。

（3）在施工環(huán)節(jié)中，也應當重視強化混凝土的管理和保養(yǎng)，讓混凝土結構能夠始終處于一個合適的濕度狀態(tài)中，防止干縮裂縫的形成。在S25 天莊高速施工中，對于高大墩柱的養(yǎng)護，主要選擇了“薄膜纏繞覆蓋墩頂?shù)嗡边@一養(yǎng)護措施，也就是在墩頂上放一個打了小眼的水桶，墩身則用薄膜纏繞包裹著，讓墩身始終具備一定的濕度。在高溫天氣下，采用土工布覆蓋在現(xiàn)澆梁上，以使混凝土表面始終具有一定的濕度。在多風天氣下，對于防撞護欄混凝土的養(yǎng)護，則在里邊覆蓋一層土工布，而在外邊則覆蓋一層彩條布，通過這樣的方式，避免水分風干速度太快。

4.7 提高施工材料的管控力度

任何一個工程施工都需要使用到材料，所以，有關部門必須圍繞施工材料的質量展開牢牢控制，以使橋梁工程的施工質量能夠獲得有效的確保。具體來說，一是應當對施工材料的采購與驗收環(huán)節(jié)進行嚴格的監(jiān)督與管控。其中，在采購上，應當嚴格根據(jù)企業(yè)標準盡可能的選購優(yōu)質的建材，避免安全事故的出現(xiàn)；在施工材料的驗收上，則應當依照企業(yè)目前所施行的制度來圍繞材料展開全面、實時的監(jiān)管與檢測，以使工程主體結構的質量能夠獲得有效的確保。鋼筋混凝土是建筑工程施工中使用頻率最高的一種材料，其的質量會對工程質量起到直接的影響，若質量不合格則可能會導致橋梁施工裂縫的形成。另外，鋼筋混凝土未得到充分、均勻的攪拌也同樣會引起裂縫問題的產生。因此在實際施工中，必須要圍繞鋼筋混凝土的運輸、攪拌以及采購等環(huán)節(jié)專門構建出一套健全、合理的監(jiān)管體系，并將嚴格、全面的質量管控工作落實起來。

4.8 對溫度應力進行有效把控

4.8.1 控制溫度

在進行混凝土材料的攪拌過程中，添加適量的水或使用水來冷卻碎石，從而使混凝土材料的澆筑溫度得到有效下降。在氣溫較高的天氣條件下進行混凝土材料的澆筑時，可以適當降低澆筑厚度，依靠澆筑層面來實現(xiàn)有效的散熱。另外，也可以將水管埋置在混凝土里，利用冷水來使溫度得到有效的下降。在氣溫突然大幅度下降時，對混凝土表面進行保溫，防止混凝土表面溫度出現(xiàn)明顯的變化。

4.8.2 通水冷卻

將冷卻水加到橋梁混凝土結構中，從而憑借冷卻水的循環(huán)來促使混凝土內部溫度得到真正下降。在通水冷卻混凝土的過程中，對測溫點進行測定，以了解內部不同測點的溫度改變情況，從而方便對冷卻水的流量進行合理調節(jié)，確保溫差的精準、有效把控。在內外溫差偏大，而冷水流量的控制效果又不盡人意的情況下，可以把冷卻水管出口位置的熱水直接澆于混凝土外表面上，從而使混凝土表面的溫度得到有效增加，使其內外溫差切實得到把控。

4.9 其他處理措施

要重視強化工程施工人員的專業(yè)技能培訓力度，從而使有關人員樹立起高度負責的心態(tài)，且使他們的專業(yè)技能水平得到有效提升。另外，還需要構建一套合理、可行的獎懲機制，以充分調動有關人員的工作熱情。在平時，可以聘請業(yè)界領域中的專家、優(yōu)秀的工作人員前往企業(yè)內部展開技術介紹，確保施工人員可以具體、深入地掌握混凝土施工裂縫的成因，從根本上處理裂縫所帶來的各種危害影響。最后需要說的是，還必須加快打造出一支高素質、高技能、專業(yè)化的橋梁施工團隊，以給橋梁工程的施工效率及質量帶來充分的保障，讓施工、建設單位能夠獲得更多的經濟效益。

結語：

總之，橋梁工程是我國社會經濟發(fā)展的一個關鍵構成部分，在人類出行、國內交通運輸發(fā)展方面起到了不可忽視的影響。切實圍繞橋梁施工裂縫問題進行防范與處理，能夠使橋梁工程結構的質量與安全性得到有效強化，給將來的通車安全奠定較為穩(wěn)固的基礎。