建筑橋梁施工裂縫的成因及修補(bǔ)工藝研究

■羅 俊，路致遠(yuǎn) ■長(zhǎng)江工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北 武漢 430212

交通網(wǎng)絡(luò)是國(guó)家各項(xiàng)社會(huì)事務(wù)運(yùn)轉(zhuǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，交通網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)越來越發(fā)揮其重要作用。橋梁建設(shè)是交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的必要環(huán)節(jié)，是完善的交通網(wǎng)絡(luò)不可缺少的建筑體。近年來常出現(xiàn)由橋梁施工裂縫問題而引發(fā)的橋梁質(zhì)量事故和交通事故，橋梁質(zhì)量的監(jiān)控成為橋梁建設(shè)與維護(hù)的重點(diǎn)工作。科學(xué)詳細(xì)地分析橋梁出現(xiàn)裂縫的原因并針對(duì)每種原因提出行之有效的解決對(duì)策，可以防止橋梁建設(shè)中出現(xiàn)較大較多的裂縫，對(duì)于維護(hù)橋梁建筑的穩(wěn)固安全性能和保障橋梁交通結(jié)構(gòu)的質(zhì)量具有重要價(jià)值［1-2］。

1 建筑橋梁施工裂縫的成因

建筑橋梁施工裂縫的原因主要有兩種類型，包括結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫，結(jié)構(gòu)性裂縫可具體分為設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)性裂縫和施工結(jié)構(gòu)性裂縫。非結(jié)構(gòu)性裂縫的原因主要來自外界因素，包括溫差裂縫、凍脹裂縫、干燥裂縫和外力侵入性裂縫。

1．1 結(jié)構(gòu)性裂縫的主要成因

橋梁結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)性裂縫往往由多種原因相互影響而產(chǎn)生，裂縫出現(xiàn)的原因主要是施工工藝質(zhì)量存在問題、荷載因素等。

(1)施工工藝存在問題。施工工藝不適當(dāng)不純熟是造成橋梁體出現(xiàn)裂縫的重要因素，主要是橋梁混凝土澆筑操作不當(dāng)引起。裂縫呈現(xiàn)多種形式，包括水平的、表面的、深入的、橫向的、縱向的和斜向的等。澆筑過程包括構(gòu)建制作、起模、運(yùn)輸、拼裝等多個(gè)環(huán)節(jié)技術(shù)操作水平不達(dá)標(biāo)。常見的問題表現(xiàn)為混凝土振搗不充分，不均勻，有空洞和蜂窩狀況出現(xiàn)；混凝土澆筑過程粗糙，澆筑速度把握不好，致使混凝土流動(dòng)性差，在固化之前未能充分充實(shí)模具；混凝土保護(hù)層過厚，已綁扎的上層鋼筋受外力作用使受力筋保護(hù)層加厚，致使構(gòu)件的有效高度降低，從而出現(xiàn)與受力鋼筋垂直方向的裂縫；混凝土澆筑之前經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的攪拌和運(yùn)輸，水分流失過多，影響到混凝土的活性。

(2)荷載因素。由荷載因素產(chǎn)生的裂縫是混凝土橋梁在常規(guī)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)荷載以及次生外力情況下引起橋梁體裂縫。在橋梁設(shè)計(jì)階段，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)及模型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)失誤或漏算，結(jié)構(gòu)的假設(shè)受力和施工后的實(shí)際受力出現(xiàn)較大的偏差，施工過程中，技術(shù)人員與施工人員交圖紙研究未達(dá)成一致，知識(shí)錯(cuò)誤施工。各種建設(shè)材料的擠壓，增加了橋體負(fù)載，各種工作的實(shí)施改變了結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)。外部作用引起的次生應(yīng)力使橋梁體出現(xiàn)裂縫［3-4］。

1．2 非結(jié)構(gòu)性裂縫主要成因

施工材料質(zhì)量差，橋梁施工時(shí)所選用的材料(水泥、沙、粗骨料和各種外加劑等)質(zhì)量不合格，致使混凝土合成后質(zhì)量不佳，澆注砼出現(xiàn)各式各樣的裂縫。溫差裂縫，混凝土在澆筑時(shí)或澆筑后，受到較大的環(huán)境氣溫變動(dòng)影響，混凝土結(jié)構(gòu)收縮不均勻，產(chǎn)生裂縫。凍脹裂縫主要出現(xiàn)在寒冷的施工地和施工期，混凝土澆筑后，環(huán)境氣溫降到0度以下時(shí)，混凝土中水分結(jié)冰膨脹，致使混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)分布較廣的凍脹型裂縫。干燥裂縫也是比較常見的裂縫形式，混凝土結(jié)構(gòu)水分蒸發(fā)后，內(nèi)部成分粘連不穩(wěn)固，致使干燥型裂縫出現(xiàn)。外力侵入性裂縫主要是指施工地區(qū)周邊出現(xiàn)地震或爆炸等大型能量沖擊造成的外力影響。

2 建筑橋梁施工裂縫的修補(bǔ)工藝

2．1 設(shè)計(jì)預(yù)防橋梁裂縫的控制措施

在橋梁設(shè)計(jì)階段考慮如何避免荷載裂縫，對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)易發(fā)生荷載裂縫的細(xì)部進(jìn)行精心設(shè)計(jì)處理，防止施工時(shí)斷面的突變和結(jié)構(gòu)的突變，主要方式為把突變處做成漸變形式，把轉(zhuǎn)角處做成圓角形式。加強(qiáng)斜向鋼筋和構(gòu)造配筋，加強(qiáng)混凝土的抗裂性性，防止溫差和混凝土收縮不均勻而導(dǎo)致裂縫。

2．2 控制材料

施工工藝是保證橋梁混凝土構(gòu)建質(zhì)量的關(guān)鍵因素，在橋梁工程對(duì)原材料選用方面要由專業(yè)人士嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量把關(guān)，在混凝土配制時(shí)依照當(dāng)時(shí)的天氣氣溫來調(diào)節(jié)需水量，對(duì)細(xì)砂和碎石等等基本原材料進(jìn)行合理比例調(diào)配，保證施工時(shí)混凝土質(zhì)量。

2．3 控制溫度

改善混凝土骨料配比，利用增加添加劑和干硬性混凝土的方式消減水泥用量，配制混凝土?xí)r通過冷卻碎石的方式降低混凝土澆筑溫度，在天氣炎熱的施工環(huán)境中減少混凝土澆筑厚度，利用澆筑層面散熱；若在混凝土中埋設(shè)管道，則應(yīng)通入冷水降溫；設(shè)定合理的拆模時(shí)間；澆筑后若氣溫下降則要對(duì)混凝土表面進(jìn)行保溫處理，避免混凝土表面發(fā)生溫差裂縫；在天氣寒冷或冬季施工的情況下嚴(yán)格做好保溫措施，或改換澆筑時(shí)間，將混凝土澆筑時(shí)間推移到來年春天。

2．4 使用科學(xué)實(shí)用的修補(bǔ)工藝

(1)橋梁表面裂縫修補(bǔ)法。在橋梁裂縫程度較輕，橋體承載力不受過重影響的情況下使用此種修補(bǔ)工藝，裂縫一般較小、較淺，因此采用表面修補(bǔ)法簡(jiǎn)單實(shí)用，而且比較經(jīng)濟(jì)，適用于多種原因?qū)е碌臉蛄罕砻媪芽p。

(2)灌漿、嵌縫封堵法。在橋梁結(jié)構(gòu)混凝土裂縫較大、較長(zhǎng)、較深的情況下使用此種方式。具體操作為將調(diào)制好的灌漿混凝土灌入嵌入裂縫中，達(dá)到徹底的封堵。這種方式一般適用于對(duì)橋體整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固有重大影響和威脅的裂縫和有防滲要求的橋梁工程。漿液材料中有強(qiáng)力粘合劑，硬化之后可以緊密粘合裂開的混凝土結(jié)構(gòu)，從而保障橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。

(3)打篩加固封閉法。橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性嚴(yán)重受到裂縫影響時(shí)，可以采用打篩加固法進(jìn)行裂縫封閉，主要應(yīng)對(duì)鋼筋混凝土梁件產(chǎn)生主應(yīng)力裂縫的情況。

(4)電化學(xué)防護(hù)法。電化學(xué)防護(hù)法是比較先進(jìn)的固定方法，它通過利用施加電場(chǎng)在介質(zhì)中的作用范圍，為鋼筋混凝土提供一個(gè)良好的硬化環(huán)境，防止橋梁發(fā)生裂縫，增加橋梁體的抗腐蝕性，是一種極為有效的防護(hù)方式。

［1］楊波.談橋梁施工裂縫成因及防治措施［J］.山西建筑，2013，39(2)：190-191.

［2］李開艷.混凝土橋梁施工裂縫的成因及防治對(duì)策分析［J］.門窗：研究與探討，2013，01，20∶252-253.

［3］侯耀華.混凝土橋梁施工裂縫的成因及防治對(duì)策［J］.陜西建筑，2010，11，15∶52-54.

［4］喬永平，劉分.橋梁砼結(jié)構(gòu)裂縫形成原因及控制措施［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用：路橋科技，2012，02(下)：101.