公路橋梁施工中裂縫的成因防治對(duì)策

王長(zhǎng)勇

（山東省濱州市公路勘察設(shè)計(jì)院，山東 濱州 256600）

在橋梁建造和使用過(guò)程中，有關(guān)因出現(xiàn)裂縫而影響工程質(zhì)量甚至導(dǎo)橋梁垮塌的報(bào)道屢見不鮮。混凝土開裂可以說(shuō)是“常發(fā)病”和“多發(fā)病”，經(jīng)常困擾著橋梁工程技術(shù)人員。

1 道路橋梁施工裂縫的危害性

1.1 道路橋梁裂縫造成的腐蝕

當(dāng)?shù)缆窐蛄褐挟a(chǎn)生裂縫以后，其他一些水、空氣、雜質(zhì)就會(huì)從裂縫中趁機(jī)而入，進(jìn)而會(huì)嚴(yán)重腐蝕混凝土構(gòu)件中的鋼筋造成混凝土構(gòu)件整體受力出現(xiàn)不均衡，進(jìn)而會(huì)嚴(yán)重影響道路橋梁整體的使用安全性。

1.2 道路橋梁變形出現(xiàn)的坍塌

裂縫問(wèn)題存在和發(fā)展，最終會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的主體被破壞，結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置的鋼筋材料出現(xiàn)變形，引起整體變形，嚴(yán)重的還會(huì)出現(xiàn)坍塌情況。

1.3 道路橋梁裂縫出現(xiàn)后的碳化

混凝土碳化是道路橋梁中比較常見的一種現(xiàn)象，當(dāng)?shù)缆窐蛄寒a(chǎn)生裂縫以后，二氧化碳會(huì)跟隨裂縫流入到混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部，進(jìn)而引起混凝土構(gòu)件出現(xiàn)碳化的現(xiàn)象，從而降低了混凝土構(gòu)件的整體承載力。

2 道路橋梁施工中裂縫產(chǎn)生的原因分析

2.1 荷載引起的裂縫

①設(shè)計(jì)計(jì)算階段，結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)不計(jì)算或部分漏算；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)不考慮施工的可能性；設(shè)計(jì)斷面不足；鋼筋設(shè)置偏少或布置錯(cuò)誤；結(jié)構(gòu)剛度不足；構(gòu)造處理不當(dāng)；設(shè)計(jì)圖紙交代不清等。②施工階段，不加限制地堆放施工機(jī)具、材料；擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序，改變結(jié)構(gòu)受力模式；不對(duì)結(jié)構(gòu)做機(jī)器振動(dòng)下的疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算等。

2.2 溫度變化引起的裂縫

①水化熱，施工過(guò)程中大體積混凝土澆筑之后由于水泥水化放熱，致使內(nèi)部溫度很高，內(nèi)外溫差太大，致使表面出現(xiàn)裂縫。②蒸汽養(yǎng)護(hù)或冬季施工時(shí)施工措施不當(dāng)，混凝土驟冷驟熱，內(nèi)外溫度不均，易出現(xiàn)裂縫。

2.3 收縮引起的裂縫

在實(shí)際工程中，混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。研究表明，影響混凝土收縮裂縫的主要因素有：①水泥品種、標(biāo)號(hào)及用量、骨料品種。水灰比。用水量越大，水灰比越高，混凝土收縮越大。②良好的養(yǎng)護(hù)可加速混凝土的水化反應(yīng)，獲得較高的混凝土強(qiáng)度。養(yǎng)護(hù)時(shí)保持濕度越高、氣溫越低、養(yǎng)護(hù)時(shí)間越長(zhǎng)，則混凝土收縮越小。蒸汽養(yǎng)護(hù)方式比自然養(yǎng)護(hù)方式混凝土收縮要小。③外界環(huán)境。大氣中濕度小、空氣干燥、溫度高、風(fēng)速大，則混凝土水分蒸發(fā)快，混凝土收縮越快。④機(jī)械振搗方式比手工搗固方式混凝土收縮性要小。振搗時(shí)間應(yīng)根據(jù)機(jī)械性能決定，一般以5~15s/次為宜。

2.4 施工工藝質(zhì)量引起的裂縫

若施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣，容易產(chǎn)生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進(jìn)的和貫穿的各種裂縫，特別是細(xì)長(zhǎng)薄壁結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)。裂縫出現(xiàn)的部位和走向、裂縫寬度因產(chǎn)生的原因而異。

2.5 地基礎(chǔ)變形引起的裂縫

①地質(zhì)勘察精度不夠、試驗(yàn)資料不準(zhǔn)。在沒(méi)有充分掌握地質(zhì)情況就設(shè)計(jì)、施工。②地基地質(zhì)差異太大。建造在山區(qū)溝谷的橋梁，河溝處的地質(zhì)與山坡處變化較大，河溝中甚至存在軟弱地基，地基土由于不同壓縮性引起不均勻沉降。③在地質(zhì)情況比較一致條件下，各部分基礎(chǔ)荷載差異太大時(shí)，有可能引起不均勻沉降。④地基凍脹，地基的冰凍或融化均可造成不均勻沉降。

2.6 施工材料質(zhì)量引起的裂縫

①水泥出廠時(shí)強(qiáng)度不足，水泥受潮或過(guò)期，可能使混凝土強(qiáng)度不足，從而導(dǎo)致混凝土開裂。②砂石的粒徑、級(jí)配、雜質(zhì)含量，砂石粒徑太小、級(jí)配不良、空隙率大，將導(dǎo)致水泥和拌和水用量加大，影響混凝土的強(qiáng)度，使混凝土收縮加大。

3 道路橋梁施工中減少裂縫發(fā)生的防治措施

3.1 保證工程設(shè)計(jì)階段的工作質(zhì)量

①在橋梁的設(shè)計(jì)工程中，做到萬(wàn)無(wú)一失，對(duì)各種數(shù)據(jù)要進(jìn)行精密和科學(xué)的論證。對(duì)橋梁的各種數(shù)據(jù)不能漏算和錯(cuò)算。在橋梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上，要做到最大的科學(xué)化，要組織專家學(xué)者進(jìn)行論證，更進(jìn)行各種模擬實(shí)驗(yàn)。②在設(shè)計(jì)和施工時(shí)要考慮橋梁建設(shè)地的地質(zhì)情況，做好由于地質(zhì)構(gòu)造和地下水開采等原因造成的地基下沉和位移帶給橋梁的損害。③在施工過(guò)程中，為了避免次應(yīng)力產(chǎn)生裂縫，在設(shè)計(jì)上要避免突變或者斷面突變，當(dāng)裂縫產(chǎn)生不能回避時(shí)，應(yīng)當(dāng)做好局部處理。

3.2 制定溫控方案

在施工過(guò)程中，技術(shù)人員應(yīng)將溫度影響計(jì)算在內(nèi)，防止建筑體隨溫度變化影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在進(jìn)行原料配比過(guò)程中，應(yīng)加入相應(yīng)的硬性混凝土添加劑等，將建筑整體中的水泥比例降低。在施工過(guò)程中，可將原料中碎石塊進(jìn)行冷淬處理，降低混凝土原料的整體溫度。在施工過(guò)程中，如周圍環(huán)境溫度較高時(shí)，可進(jìn)行分層澆筑，對(duì)其進(jìn)行布線水管達(dá)到水循環(huán)冷卻的效果，降低建筑體的溫度。

3.3 做好施工階段的質(zhì)量監(jiān)督工作

嚴(yán)格按照施工規(guī)范要求進(jìn)行施工，要加大對(duì)施工過(guò)程的監(jiān)督，制定嚴(yán)格科學(xué)的養(yǎng)護(hù)制度，規(guī)范橋梁養(yǎng)護(hù)的方式方法，科學(xué)的借鑒別人先進(jìn)技術(shù)和工藝，提高自己的養(yǎng)護(hù)技術(shù)，防止裂縫的產(chǎn)生。

3.4 保證路橋建設(shè)的材料質(zhì)量

依據(jù)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)路橋建設(shè)的各類材料進(jìn)行采購(gòu)，需要對(duì)供應(yīng)商的各方面資質(zhì)以及水平進(jìn)行嚴(yán)格的審核，對(duì)材料進(jìn)行驗(yàn)收，現(xiàn)場(chǎng)展開合理的材料管理，從而讓材料運(yùn)用到路橋建設(shè)中不會(huì)造成裂縫的現(xiàn)象。

4 結(jié)語(yǔ)

大量的科學(xué)研究以及成功的橋梁工程實(shí)例都表明，只要我們?cè)跇蛄汗こ痰脑O(shè)計(jì)、施工工藝、材料的選擇和后期的養(yǎng)護(hù)過(guò)程中我們能夠充分考慮裂縫產(chǎn)生的各種因素，用科學(xué)的方法和態(tài)度，制定完善的養(yǎng)護(hù)制度和規(guī)范，還是完成可以把由于裂縫產(chǎn)生的危害程度降到最低。