道路橋梁施工中混凝土裂縫成因分析及應(yīng)對措施

張東旭

摘要：我國目前形勢是經(jīng)濟(jì)實力水平不斷提高，交通工程事業(yè)也有了前所未有的進(jìn)步。其中作為交通工程建設(shè)項目的重要組成部分之一就是道路橋梁工程。施工裂縫是目前道路橋梁工程施工項目中經(jīng)常出現(xiàn)的施工問題，應(yīng)該引起施工人員的高度警惕，給予更多的關(guān)注，產(chǎn)生裂縫的原因要盡快找到，并且采取相對應(yīng)的有效措施，把道路橋梁工程建設(shè)項目的工程質(zhì)量從根本上提升上去。所以，必須加強(qiáng)現(xiàn)場施工管理，嚴(yán)格控制施工過程中的每一個細(xì)節(jié)，保證施工工藝按照規(guī)定進(jìn)行，使得材料和設(shè)計都符合標(biāo)準(zhǔn)。本文探討了裂縫對于到路橋橋梁施工建設(shè)的危害，分析形成裂縫的成因，提出了裂縫的應(yīng)對措施。

關(guān)鍵詞：道路橋梁;混凝土裂縫;成因分析;措施

一、前言

經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開道路和橋梁的建設(shè)，俗話說：“要致富，先修路。”因此，保障道路橋梁的順利施工和后期維護(hù)是很有必要的。混凝土作為道路橋梁施工主要材料，其裂縫問題一直是困擾施工的通病[1]。但是由于混凝土施工便利、裝飾性強(qiáng)，整體質(zhì)量比較高，是道路橋梁施工中必不可少的。混凝土由于其特性，在施工過程中，以及道路橋梁投入使用后都會出現(xiàn)裂縫問題。道路橋梁的裂縫不僅影響美觀性，而且對于交通安全也有較大威脅[2]。所以，必須探尋并掌握裂縫產(chǎn)生的原因，采取有效措施，降低甚至消除裂縫的不利影響。

二、裂縫對橋梁施工建設(shè)的危害

在道路橋梁工程施工和設(shè)計的過程中有著多種多樣的形成裂縫的原因，大型裂縫的產(chǎn)生會對道路橋梁的交通安全造成巨大隱患，影響交通出行的順利進(jìn)行。根據(jù)調(diào)查顯示，世界上很多道路的塌陷以及橋梁的坍塌都是由裂縫的產(chǎn)生進(jìn)而加劇造成的[3]。因此，道路橋梁的施工裂縫是亟需解決的問題，不僅影響了道路橋梁的整體性、美觀性，還會威脅人們的日常出行。如果裂縫出現(xiàn)在施工過程中，那么就會極大地增加施工的成本，施工單會容易造成虧損，如果裂縫過大，或者出現(xiàn)施工事故，還會造成工期延誤，浪費人力、物力、財力，對施工企業(yè)的名譽(yù)帶來不利影響。如果裂縫出現(xiàn)在運行過程中，那么就會給后期維修養(yǎng)護(hù)帶來巨大困難，在維修期間會造成交通擁堵，影響人們的日常出行。總而言之，裂縫的出現(xiàn)是一種多方面虧損的狀況，必須引起施工企業(yè)的重點關(guān)注，相關(guān)監(jiān)理部門也要加強(qiáng)施工工藝的監(jiān)督。施工企業(yè)積極找尋裂縫產(chǎn)生的原因，采取相應(yīng)措施，就可以極大地提升道路橋梁工程的整體質(zhì)量。

三、形成裂縫的原因

在道路橋梁工程施工建設(shè)過程中，有多種形成裂縫的原因，而且也有多種形成裂縫的橋梁結(jié)構(gòu)。一般來說，有兩種比較常見的施工裂縫：結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫。

（一）形成結(jié)構(gòu)性裂縫的原因

設(shè)計性結(jié)構(gòu)性裂縫主要是指：道路橋梁工程施工的設(shè)計過程中，荷載作用在橋梁結(jié)構(gòu)之上，對其施壓，使其產(chǎn)生對應(yīng)其作用力大小的裂縫[4]。例如，工作人員施工過程中所使用的非預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁與非預(yù)應(yīng)力的預(yù)制梁板等橋梁結(jié)構(gòu)。施工人員在實際的施工過程中會針對不同結(jié)構(gòu)設(shè)置不同的預(yù)拱措施，但是，預(yù)拱在高強(qiáng)度的荷載作用下會漸漸失去原有的保護(hù)橋梁的作用，位于橋梁底部的抗拉區(qū)域內(nèi)最后還是會出現(xiàn)施工裂縫。而在橋梁頂部區(qū)域負(fù)彎矩的影響下非預(yù)應(yīng)力連續(xù)箱梁會產(chǎn)生相對應(yīng)的裂縫，但是這種通常都是比較安全的裂縫。

（二）形成非結(jié)構(gòu)性裂縫的原因

1. 干縮裂縫的形成原因

混凝土道路橋梁工程施工過程中常見的裂縫——干縮裂縫：在混凝土結(jié)構(gòu)硬化后，其體積會漸漸縮小，途中水分還會繼續(xù)揮發(fā)散失，進(jìn)而就會導(dǎo)致干縮裂縫的出現(xiàn)。在混凝土初步凝結(jié)的過程中是沒有很大強(qiáng)度的，如果正好遇到環(huán)境溫度很高的狀況，其表面的水分就會迅速被蒸發(fā)出來，導(dǎo)致表面干縮產(chǎn)生裂縫。

2. 變形裂縫的形成原因

混凝土道路橋梁工程結(jié)構(gòu)在凝固之前，會因為受到外部荷載干擾導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生。盡管在混凝土完全凝固之前，它具有一定的流動特性，但是初步凝結(jié)之后，混凝土本身的流動性就會完全消失，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的裂縫還沒有得到復(fù)原，裂縫就會因此產(chǎn)生。

3. 溫差裂縫的形成原因

混凝土道路橋梁工程施工過程中，在水泥水化時混凝土內(nèi)部和外部會形成一個溫度差，混凝土的表面也會產(chǎn)生與周圍環(huán)境不同的溫度差值。急劇的變冷或者急劇的變熱從而導(dǎo)致溫差太大而出現(xiàn)裂縫。溫差裂縫往往更易出現(xiàn)在大規(guī)模大體積道路橋梁工程施工過程中[5]。除此之外，不同季節(jié)的溫度變化也會對施工造成不同的影響。

4. 塑性沉降裂縫的形成原因

在混凝土道路橋梁工程施工過程中，混凝土澆筑完畢后，往往會因為不均勻的沉降導(dǎo)致塑性裂縫的形成。主要的原因就是：混凝土的配比不合適，混凝土澆筑完畢不久后橋梁的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)生了沉降，或者是混凝土發(fā)生了沉降作用，從而導(dǎo)致塑性沉降裂縫的出現(xiàn)。

5. 荷載裂縫的形成原因

道路橋梁工程施工過程中主要是由應(yīng)力引起荷載裂縫的出現(xiàn)。例如配筋比不合理，出現(xiàn)錯誤的附加筋，導(dǎo)致附加應(yīng)力過大，產(chǎn)生荷載裂縫（如下圖1所示）。

6. 脹縮裂縫的形成原因

道路橋梁工程施工的原材料是導(dǎo)致脹縮裂縫出現(xiàn)的主要原因，比如，水泥混凝土、摻和料、外部添加劑的質(zhì)量不合格，材料自身不穩(wěn)定;又或者原材料的攪拌不均勻，都會導(dǎo)致產(chǎn)生脹縮裂縫（如下圖2所示）。

四、控制道路橋梁工程施工過程中裂縫的措施

道路橋梁工程施工過程中裂縫的產(chǎn)生不僅會減少橋梁的美觀性，還會降低橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定可靠性。工程施工過程中可以采用以下幾種措施有地的預(yù)防和減少裂縫的產(chǎn)生[6]。

（一）施工材料的質(zhì)量要有所保證

在前提條件能夠被滿足的情況下，選用最優(yōu)質(zhì)的粗細(xì)集料，較大的粗骨料是首選材料。級配比優(yōu)良的中砂是最好的細(xì)集料選擇，道路橋梁工程施工過程中也要選用合適的中砂比例。集料選擇好能夠很大程度上減少裂縫的產(chǎn)生。如果選擇的水泥等級較低，那么其剛性和強(qiáng)度就不足，在道路橋梁施工完畢后，整體的質(zhì)量就得不到保障，很容易出現(xiàn)大型裂縫。相反，如果水泥的等級選擇過高，在其澆筑完畢固結(jié)的過程中就會出現(xiàn)裂縫。因此，在施工材料選擇方面，不僅要關(guān)注原材料的質(zhì)量，還要關(guān)注材料的合理等級和規(guī)格混凝土攪拌儲存（如下圖3所示）。

（二）設(shè)計最佳配合比

道路橋梁工程施工過程設(shè)計選取最佳配合比，盡量滿足設(shè)計需求，粉煤灰要適當(dāng)?shù)奶砑印Ｔ跀嚢杌炷習(xí)r適當(dāng)?shù)奶砑雍玫姆勖夯遥坏梢詼p少水泥的使用數(shù)量，還能夠起到一定的潤滑劑效果[7]。粉煤灰能夠填充混凝土的縫隙，使得混凝土更加密實堅固，大大提升橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。

除此之外，將外加劑合理添加到混凝土的配置中，能夠達(dá)到很好的減少水分、增加塑性的效果。適當(dāng)減水可以在保證混凝土坍落度的前提下，降低其絕熱溫升。

（三）優(yōu)化施工流程，嚴(yán)控現(xiàn)場施工溫度

道路橋梁施工過程中，對于現(xiàn)場溫度的把控不嚴(yán)格是造成裂縫產(chǎn)生的主要原因之一。想要避免因為溫度的控制不當(dāng)產(chǎn)生裂縫，就要重點關(guān)注施工工藝和流程。監(jiān)察人員加強(qiáng)監(jiān)督，保證施工溫度控制得當(dāng)。例如，在炎熱的夏天施工時，為了確保混凝土的水化熱能夠在短時間內(nèi)消散，就要適當(dāng)減少現(xiàn)場混凝土澆筑的厚度，與此同時，還要降低混凝土分層澆筑的速度，只有確保澆筑的混凝土水化熱散去之后，才進(jìn)行下一層的澆筑[8]。

隨著施工技術(shù)的不斷更新，現(xiàn)階段可以通過布置測溫管，用以檢測混凝土的內(nèi)外溫度。并且在實時檢測的過程中，通過相應(yīng)的調(diào)控可以保障混凝土的內(nèi)外溫差在25℃以內(nèi)，這樣可以最大化保障混凝土在澆筑以及固結(jié)過程中不會出現(xiàn)開裂，固結(jié)完畢后也能夠保障混凝土的強(qiáng)度和安全性。

（四）優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

在進(jìn)行道路橋梁施工之前，要綜合考慮多方面因素，通過對結(jié)構(gòu)的受力情況進(jìn)行分析，在道路橋梁設(shè)計時能夠選擇最佳高效且保證安全性的方案[9]。為了防止混凝土被腐蝕，可以根據(jù)施工規(guī)范以及現(xiàn)場條件適當(dāng)增厚混凝土保護(hù)層;為了延長有害物質(zhì)腐蝕內(nèi)部鋼筋結(jié)構(gòu)的時間，可以在鋼筋表面增加防腐涂層，延緩鋼筋結(jié)構(gòu)的腐蝕[10]。在內(nèi)部鋼筋編制過程中，要盡可能地選取小直徑、小間距的鋼筋和編制方法，并且通過設(shè)置密度高的金屬網(wǎng)增加混凝土結(jié)構(gòu)的整體抗裂性（如下圖4所示）。

五、結(jié)語

在整個的道路橋梁工程施工過程中應(yīng)該嚴(yán)格把控技術(shù)水平，遵循技術(shù)要求，加強(qiáng)混凝土攪拌質(zhì)量，確保橋道路梁施工效果。工程施工完畢后要對結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理養(yǎng)護(hù)維修，預(yù)防減少裂縫的產(chǎn)生。另外，施工單位、企業(yè)還要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測，加快分析裂縫形成的原因，以最快的速度采取有效措施，對出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行補(bǔ)修，從而提高道路橋梁整體的美觀性，增強(qiáng)道路橋梁的安全可靠性，為交通事業(yè)的發(fā)展添磚加瓦。

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