公路施工中橋梁裂縫的成因及預防措施

(菏澤市公路管理局工程一處， 山東 菏澤 274000)

1 常見的混凝土施工裂縫種類及成因

1.1 溫度變化引起的裂縫

溫度出現較大程度的改變，會引發路面裂縫和橋梁形變。建設橋梁時，若水化熱措施、養護措施不到位，橋梁就會因溫度變化發生裂縫。給橋梁主體澆筑混凝土時，由于水泥性質的特殊性，混凝土內外溫度差異會拉大，容易使橋梁主體出現較明顯的表面裂縫問題。基于此，澆筑橋梁前，應選用滿足施工要求的水泥品種，并及時做好施工養護。當水泥品種滿足橋梁施工標準時，要盡可能降低骨料的入模溫度，防止溫度變化弱化混凝土的既有強度。對此，可引入循環冷卻系統，對橋梁薄層進行連續性澆筑，由此可最大限度減少影響，防止橋梁質量被破壞，同時也減少可能性安全隱患。

1.2 施工材料質量及操作問題引起的裂縫

現代化橋梁多應用混凝土建設，因此若混凝土原料不達標，按照配合比合成的混凝土質量也將不達標。而混凝土不達標，就可能會引發橋梁裂縫。具體來看，在含泥度方面，若砂石內含過多泥土，混凝土的抗滲性、抗凍性就會下降；在用水方面，若用海水、高堿性泉水攪拌形成混凝土，橋梁工程中的堿性骨料將受到重大影響，連帶混凝土強度被降低；在施工技術工序上，若原材料質量與各成分配制合格，技術工序不合格，橋體施工質量亦會發生變化，或將出現較明顯的橋梁裂縫。混合多種原料形成混凝土時，要謹記每種原料的投放順序，掌握好原料的攪拌時間，防止長時間攪拌混凝土，或只攪拌一小會兒，否則，施工質量會顯著下降，橋梁主體會發生裂縫問題。

1.3 荷載引起的裂縫

靜態荷載、動態荷載對混凝土產生沖擊，致使橋體出現裂縫的情況即是荷載裂縫。根據裂縫性質，可知荷載裂縫有三種成因：一是存儲工程施工材料與機械時，未嚴格控制承重，導致橋梁承重超過極限；二是未對預制結構進行充分了解，以至于預制結構的升降、運輸和安裝存在較強的隨意性；三是未依照確認的施工設計圖有序地建設橋梁，如經常可見的施工程序錯亂、應力模型結構無法改變等，致使機械受力結構被嚴重破壞。這些因素，都會破壞橋梁預期質量，給通行車輛或人造成潛在的安全威脅。

1.4 混凝土自身收縮形成的裂縫

根據混凝土性質劃分開裂種類，可知開裂形式有塑性收縮和縮水收縮兩種。這兩種收縮均會對混凝土質量產生負面影響，但影響時間并不統一，因此其影響的根本性質亦相異。混凝土澆筑完成一段時間后，混凝土內的水泥會發生強烈水化作用。這種水化作用會抽取混凝土內的水分，致使已澆筑的混凝土發生嚴重形變。特別是游離態物質，在向下力的影響下會逐步沉積于橋梁主體底部。故而，該收縮被稱作是塑性收縮。縮水收縮則出現于混凝土結硬后。因為此時混凝土濕度逐步降低，混凝土體積不斷變化，結合其特征與性質，人們將其稱作是縮水收縮。然而，相較于混凝土內水分蒸發，混凝土表面的水分更快被蒸發，故而混凝土的內外收縮是不同步的。內部變形會極大程度地束縛表面收縮，以至于混凝土出現局部受力不均問題，從而帶動表面發生產生較明顯的拉力。此時，若壓力高于橋梁最大拉力，橋面就會出現裂縫。

1.5 混凝土凍漲引起的裂縫

混凝土處于非完全凝固狀態時，混凝土吸水量已基本飽和。氣溫降低至零度以下時，混凝土內的游離水會逐漸被冰凍。隨著游離水熱脹冷縮，凝固中的混凝土體積會相對應變化。當體積膨脹9%時，混凝土橋面會出現較大的張力，混凝土凝膠孔內剩余冷水會在混凝土微觀層次中逐步遷移，抑或是重新分布，從而使滲透壓違背規定標準，連帶混凝土張力、混凝土強度會受到影響，裂縫出現率明顯提升。特別是在混凝土澆筑完準備成型時，這種現象較常見。成型后，混凝土強度會適當下降。故而冬季溫度較低時，施工單位應注重保養好橋梁，盡量使之溫度維持在5攝氏度左右，養護時間也要適當拉長。

2 減少施工裂縫的預防措施

2.1 結構性裂縫的防治措施

建設橋梁時，施工人員應根據施工設計圖嚴格規范施工。技術員與橋梁主體設計時在監督受力結構、支撐點建設時，可結合具體情況給出多種可行性優化方法，但不可違背圖紙的操作規范。嚴格把控橋梁主體的預應力結構、受力方式與錨墊板位置，最大限度優化橋梁施工，提高混凝土質量和施工水平。振搗混凝土時，要把握好力道，使混凝土材料盡可能密實，從而提高混凝土的正拉強度。唯有如此，拉伸時預期效果才能達成，結構性裂縫才可減少，進而進一步強化橋梁結構的安全性。

2.2 非結構性裂縫防治措施

非結構性裂縫防治對象主要可細分成兩種，一是預防溫度變化出現橋體裂縫，二是預防施工質量變化出現裂縫。針對第一種裂縫，應結合現有標準制度，按照施工標準嚴格把握和控制混凝土的澆筑順序與澆筑速度。鑒于混凝土在溫度變化時可能會出現形變，在澆筑混凝土時，應高度重視溫差作用，控制好澆筑情況，預防出現裂縫。針對因施工質量不達標而出現的裂縫，應于施工前制定科學合理的施工方案，防止裂縫生成。施工時，應對混凝土澆筑量、施工縫間距、施工間距、施工位置、施工構造、澆筑時長進行嚴格控制。此時，既要控制好澆筑厚度，又要把握好分層位置。給水平施工縫提供填補位置時，要嚴格監督具體操作。一般而言，應在天氣涼爽、晝夜溫差小的時間段實行混凝土澆筑。據調查，普遍裂縫都是因施工失誤引起的，故而實際施工時，應按照既有標準嚴格施工，以便減少裂縫出現率。操作時，要非常重視鋼筋成型位置與模板安裝位置，謹慎預防施工時出現變形。振搗與澆筑時，要注重引用正確方法，確保每個細節都到位。

3 結語

建設以鋼筋混凝土為核心原材料的橋梁時，施工單位經常會遭遇裂縫難題。由于影響因素不同，開裂形式往往相異。對此，造橋施工者有必要謹慎思考如何利用先進技術、科學施工措施與規范化手法來規避裂縫問題。如果橋梁已搭建好，要定期對橋梁進行嚴格的質量檢查與記錄，一旦發現橋梁裂縫問題，要立即著手采用控制措施，優化施工條件，從根源上消除可能性裂縫的出現。

[1]王梅. 試論述道路橋梁施工中裂縫成因及預防措施[J]. 建筑知識,2017,37(01):107.

[2]吳木榮,楊瑞輝. 公路橋梁施工中裂縫的成因及預防措施[J]. 交通世界,2016,(26):60-61.

[3]柴軍鋒. 公路橋梁施工中混凝土裂縫成因及控制措施[J]. 交通建設與管理,2014,(08):27-29.

[4]楊鑫. 公路施工中橋梁混凝土梁(板)裂縫的成因與預防措施[J]. 中小企業管理與科技(下旬刊),2011,(07):183.