分析公路橋梁施工過程中出現(xiàn)裂縫的原因及對策

摘 要：經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展促進(jìn)交通運(yùn)輸業(yè)的拓展，交通便捷性隨之也越來越受到人們的關(guān)注，進(jìn)而開始大量建設(shè)公路橋梁等基礎(chǔ)設(shè)施。作為最基本的道路建設(shè)工程，公路橋梁不僅解決了人們出行的問題，同時也加強(qiáng)了各個地區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)貿(mào)易往來，使得人們的生活水平得到很大提高。故對于公路橋梁的建設(shè)與質(zhì)量問題，更應(yīng)得到足夠的重視。本文通過研究公路橋梁裂縫問題的危害，分析公路橋梁施工過程中裂縫出現(xiàn)的原因，進(jìn)而對裂縫預(yù)防提出一些措施，并就施工中裂縫產(chǎn)生的原因?qū)ふ页鼋鉀Q公路橋梁裂縫的策略。

關(guān)鍵詞：公路橋梁；施工；裂縫

引 言

近些年來，由于交通運(yùn)輸業(yè)的不斷發(fā)展，帶來了公路橋梁建設(shè)的熱潮的來臨。此時，不僅公路橋梁的數(shù)量得到大幅度增加，對其質(zhì)量要求也越來越嚴(yán)格。然而，大量的公路橋梁建設(shè)導(dǎo)致了施工過程中出現(xiàn)很多的問題，最為普遍的是公路橋梁裂縫的問題。作為混凝土工程中危害性最大、極為普遍的的病害之一，如果不對裂縫加以預(yù)防和治理，很有可能引發(fā)無法估量的后果，甚至引起交通的癱瘓和人們身命的安全。因此，我們應(yīng)該樹立起牢固的防范措施，重視公路橋梁中裂縫的出現(xiàn)，并積極研究裂縫產(chǎn)生的原因，并就其發(fā)生的原因采取相應(yīng)的措施予以防治。

1 公路橋梁裂縫問題的危害

施工裂縫最大的問題就是使公路橋梁發(fā)生滲漏，且一般滲漏的后果表現(xiàn)在兩方面，首先一方面基于壓力水的作用，使得裂縫可能會逐漸地擴(kuò)寬和發(fā)展，與此同時加上混泥土的碳化最終可能導(dǎo)致加劇混泥土收縮開裂的情形進(jìn)而使得混凝土結(jié)構(gòu)物處于崩潰和破壞的狀態(tài)；其次另一方面是當(dāng)公路橋梁混凝土內(nèi)部有水滲透進(jìn)來時，有可能破壞混凝土的水解，進(jìn)而使得混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞。公路橋梁中裂縫的存在，使得空氣中的二氧化碳能夠輕易的進(jìn)入到混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)碳化現(xiàn)象，即裂縫中例如水泥等水化產(chǎn)物與二氧化碳之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)而形成碳酸鈣。混凝土碳化現(xiàn)象是對鋼筋的一種極大損害，不僅會導(dǎo)致混凝土的堿度降低，如果一起滲入進(jìn)來的還有空氣和水，經(jīng)過這一系列的相互作用最終會導(dǎo)致鋼筋產(chǎn)生銹蝕。另外，裂縫的產(chǎn)生還會削弱混凝土對鋼筋的保護(hù)作用，使得裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大進(jìn)而引起更嚴(yán)重的后果。

2 施工裂縫出現(xiàn)的原因

2.1 荷載引起裂縫

公路橋梁運(yùn)輸中普遍存在著車輛超負(fù)荷運(yùn)載的現(xiàn)象，最直接的后果是由于公路橋梁的部分承受過大的壓力，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，加之運(yùn)載的重量較大，引起裂縫的不斷擴(kuò)寬、拉伸，最后的結(jié)果是裂縫的數(shù)目越來越多，縫隙越來越大。假如在運(yùn)載途中，大部分負(fù)荷被集中到了混凝土內(nèi)部的鋼筋上，則出現(xiàn)的后果可能會更加的嚴(yán)重。另外還容易出現(xiàn)裂縫的原因就是在施工過程中，相關(guān)工作人員施工不嚴(yán)格按照設(shè)計的圖紙建設(shè)，且出現(xiàn)私自改動設(shè)計方案或者偷工減料等行為，都會引起橋梁受力情況變化進(jìn)而導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

2.2 地基變形引起橋梁裂縫

地基變形一般是由于以下幾方面引起：如在開始建設(shè)公路橋梁時，由于有些建筑單位沒有合理的對橋梁進(jìn)行正確選址，地質(zhì)的勘探的工作沒有認(rèn)真落實以致不能及時發(fā)現(xiàn)該地段存在的自然問題；在施工設(shè)計階段，出現(xiàn)的不合理情況使得橋梁的負(fù)荷能力滿足不了實際想要的效果等等。地基的變形，下沉、移動等現(xiàn)象都會使橋梁受力不均，由于混凝土所能承受的力度是有限的，當(dāng)其負(fù)荷超過其最大力時，裂縫就很容易出現(xiàn)，進(jìn)而為人們的生活和出行帶來極大的不便且存在著安全隱患。

2.3 材料質(zhì)量不合格

材料的使用的好壞與否直接關(guān)系著橋梁建設(shè)質(zhì)量的好壞，公路橋梁質(zhì)量的保證首先就需要材料的質(zhì)量得到保證。目前大部分公路橋梁是由混凝土形成的，而水泥、骨料、水、砂等材料作為混凝土最主要的材料，假如其中一種材料的質(zhì)量出現(xiàn)問題，就會使得混合后形成的混凝土的質(zhì)量無法得到保證，進(jìn)而促使裂縫的出現(xiàn)。譬如在進(jìn)行砂子的選擇時，砂的顆粒過大或過小直接影響著水泥和水的使用量，進(jìn)而使得混凝土的強(qiáng)度發(fā)生改變，在施工中使用這些不滿足質(zhì)量要求的材料，即使當(dāng)時沒有被檢查出發(fā)生問題，時間積累，就會使得工程的質(zhì)量存在隱患，最終導(dǎo)致問題的產(chǎn)生。

2.4 溫度變化引起裂縫

作為典型的脆性材料，混凝土的抗壓能力卻很強(qiáng)。按照GB50010-2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，普通混凝土劃分為十四個等級，即：C15，C20，C25，C30，C35，C40，C45，C50，C55，C60，C65，C70，C75，C80，例如，強(qiáng)度等級為C30的混凝土是指30MPa≤fcuk（抗壓值）<35MPa考慮到公路橋梁是戶外建筑，溫度對其影響顯得特別的大。如早晚溫差的變化、季節(jié)性更替引起的溫差變化等都會使橋梁呈現(xiàn)熱脹冷縮的現(xiàn)象。進(jìn)而很容易使得混凝土出現(xiàn)變形，引起受力不均，假如實際運(yùn)載中某一部分超過其最大的拉力時，裂縫就會出現(xiàn)。特別是在冬季，由于晝夜溫差的巨大變化，使得在這期間施工的公路橋梁很容易由于溫差較大而產(chǎn)生裂縫。

2.5 施工的技術(shù)不合理

裂縫的出現(xiàn)有時也會是因為在施工時技術(shù)的不合理造成的。譬如在施工過程中，施工工人任意踩踏、隨意擺放需要施工的材料，導(dǎo)致這些材料還未開始使用就由于工人的疏忽而出現(xiàn)質(zhì)量問題；另一方面，在施工過程中，施工單位有時根本就沒按預(yù)定的設(shè)計圖紙進(jìn)行施工，而是隨意更改致使建造出來的橋梁的質(zhì)量很難得到安全保證，以致裂縫現(xiàn)象的產(chǎn)生。與此同時，因為位置或空間的原因，建造的材料在運(yùn)輸過程中，很容易因為某些因素而使得質(zhì)量受到影響，譬如長時間對混凝土進(jìn)行攪拌或運(yùn)輸，則會加快混凝土干燥的速度，使其黏度得不到保證，最終導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。

3 裂縫預(yù)防措施分析

3.1 規(guī)范公路橋梁工程的施工流程

施工流程對于減少公路橋梁的裂縫有很大的重要作用。因而在實地施工過程中，施工技術(shù)人員應(yīng)嚴(yán)格遵循施工流程，依照相關(guān)施工要求進(jìn)行科學(xué)施工。只有在施工流程與操作技術(shù)符合規(guī)范的前提下，才能保證施工質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)性，進(jìn)而可以減少或避免裂縫的產(chǎn)生。

3.2 保證公路橋梁工程的設(shè)計合理性

在工程施工之前，進(jìn)行科學(xué)而合理的設(shè)計對于預(yù)防裂縫產(chǎn)生具有十分重要的作用。與此同時，基于施工條件允許時應(yīng)盡量或避免在設(shè)計時應(yīng)用非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，如果實在是工程需要則其預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)的錨墊板、螺旋筋的埋設(shè)等也必須與相關(guān)設(shè)計規(guī)范相一致。合理的公路橋梁的設(shè)計不僅可以適當(dāng)減少其承載的重量也可減少荷載裂縫的形成。

3.3 加強(qiáng)對施工質(zhì)量的控制

公路橋梁日后使用的好壞與否直接與其工程施工質(zhì)量的好壞相關(guān)聯(lián)，所以，為了盡量減少因質(zhì)量而產(chǎn)生的問題，實際操作中不僅要滿足以上兩點的要求，還要高度重視材料的使用。例如對于施工材料的配比一定要按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行，在操作的過程中不僅要根據(jù)工程規(guī)模確定澆筑量，還要掌握好時間及施工縫位置、間距及構(gòu)造等。另一方面，減少裂縫產(chǎn)生的措施就是加強(qiáng)對公路橋梁工程的養(yǎng)護(hù)。往往很多裂縫的產(chǎn)生就是因為一些施工企業(yè)忽視了對混凝土的養(yǎng)護(hù)。因而，通過對混凝土等材料經(jīng)常進(jìn)行澆水養(yǎng)護(hù)，一定程度上可以很有效控制因溫度變化而產(chǎn)生的裂縫。

4 裂縫防治策略

4.1 轉(zhuǎn)變觀念、加強(qiáng)思想重視

公路橋梁的施工，預(yù)先要充分考慮好人為及周圍自然災(zāi)害的影響，且隨著時間的推移，公路橋梁建設(shè)所采用的材料性能也會隨之而改變。對于一般工程項目來說，因壞境不一樣，每個項目都有其自身的不同需求，然而作為公路橋梁設(shè)計人員，不僅要從特殊性上出發(fā)解決每個具體項目所出現(xiàn)的施工問題，同時更重要的是防止施工中裂縫的產(chǎn)生。因此，改變傳統(tǒng)設(shè)計施工觀念，重視和提高工程施工質(zhì)量及工程研究深度對于裂縫防治具有根本作用。

4.2 加強(qiáng)施工過程中的質(zhì)量和溫度控制

施工質(zhì)量的另一關(guān)鍵就是嚴(yán)格控制施工材料的配合比例，依據(jù)混凝土的和易性及強(qiáng)度等級要求，對水泥的用量和水灰比進(jìn)行嚴(yán)格控制；另外還要挑選級配較好的石子，嚴(yán)格控制砂石的粒徑與含量，對混凝土的收縮量及空隙率適當(dāng)進(jìn)行減少，從而達(dá)到加強(qiáng)混凝土的抗裂強(qiáng)度；其次，溫度的控制也是一種很好防治裂縫的方法，其操作的重點就在于控制混凝土施工時的澆注時間和速度，進(jìn)而達(dá)到加強(qiáng)溫度的控制。且一般情況下，冬季應(yīng)進(jìn)行混泥土表面的保溫措施的處理；夏季則需要在混凝土的骨料灑水來降溫處理。

4.3 采用先進(jìn)工藝技術(shù)及時修復(fù)裂縫

（1）對于嚴(yán)重裂縫采用灌漿修復(fù)法

一般來說這種方法的適用對象即是指該裂縫已嚴(yán)重影響橋梁結(jié)構(gòu)安全，無法利用表面修復(fù)的方法來改善，而只能采取灌漿修復(fù)來進(jìn)行。該方法的操作主要是將漿液利用真空設(shè)備壓入裂縫，隨時間的推移漿液逐步硬化，并最后與混凝土形成一個穩(wěn)定性強(qiáng)的整體結(jié)構(gòu)，不僅密閉性能好而且還可以達(dá)到修復(fù)裂縫的目的。

（2）對于表面和深度裂縫進(jìn)行表面修復(fù)法

作為修復(fù)裂縫最為廣泛且效果較為明顯方法之一，表面修復(fù)法不僅對對混凝土結(jié)構(gòu)承載力的影響最小，而且對于混凝土表面和深度裂縫效果也最為明顯。一般是在混凝土裂縫表面涂抹水泥漿進(jìn)行操作；對于有些工程則是采取涂抹環(huán)氧樹脂膠泥；若裂縫因為應(yīng)力繼續(xù)開裂則應(yīng)將玻璃纖維網(wǎng)格布粘附在裂縫表面來進(jìn)行裂縫修補(bǔ)。

（3）結(jié)構(gòu)加固法

結(jié)構(gòu)加固法主要是運(yùn)用于公路橋梁中由于存在某些裂縫而改變混凝土的結(jié)構(gòu)性能的裂縫。結(jié)構(gòu)加固措施可以對混凝土補(bǔ)強(qiáng)、增加混凝土結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力及加固支點等等。

（4）嵌縫修復(fù)法

具體操作是在混凝土的裂縫處開槽，并將止水材料填充在開好的槽內(nèi)，這樣不僅可以封堵裂縫，還可以平整裂縫外觀。

5 總 結(jié)

總之，公路橋梁的裂縫問題要處理好，就要保證在設(shè)計與施工上嚴(yán)格按照科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、精確的態(tài)度進(jìn)行，及時的對公路合理進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，并重視科學(xué)且具有實踐意義的操作方法去解決施工中遇到的裂縫問題；最后，還要綜合考慮各個方面的費用及成本，達(dá)到工程的實用性和可操作性的要求。故要保障公路橋梁的建設(shè)長久安全就得認(rèn)真落實各個方面的要求，以科學(xué)的方法、負(fù)責(zé)的態(tài)度去預(yù)防和處理路橋裂縫問題，最終實現(xiàn)便捷而又安全的交通出行。

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作者簡介：游志祥（1974-），男，本科，工程師，主要從事公路房建方面工作。