道路橋梁施工中混凝土裂縫成因與防治措施

閆冠彬

（廣西路建工程集團(tuán)一分公司，廣西 欽州 535417）

0 引言

城市化進(jìn)程推進(jìn)速度的不斷加快，對于城市內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出要求普遍比較高。在整個區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中，橋梁工程一直以來都是其中必不可少重要組成部分，對區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展可以起到良好的推動效果。對各種不同類型的道路橋梁進(jìn)行規(guī)劃和建設(shè)，其與外界之間能夠建立密切聯(lián)系，以此來推動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的穩(wěn)定可持續(xù)增長。混凝土可以被看作是道路工程項目在建設(shè)時必不可少的重要材料之一，但是由于受到諸多因素條件影響，道路橋梁項目在建設(shè)時，自身主體建設(shè)施工中經(jīng)常會出現(xiàn)混凝土開裂的問題。如果混凝土出現(xiàn)開裂，勢必會導(dǎo)致項目建設(shè)進(jìn)度受到嚴(yán)重影響，成本也會有所增加。裂縫問題越來越嚴(yán)重，對于橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性會造成不良影響，甚至存在嚴(yán)重的隱患。因此要針對目前混凝土橋梁在施工時出現(xiàn)的各類問題展開深入探究，對裂縫原因進(jìn)行確定，這樣才能夠采取針對性對策，實現(xiàn)對各類混凝土裂縫的有效規(guī)避。

1 道路橋梁施工中混凝土裂縫成因

1.1 載荷原因

橋梁工程項目規(guī)劃和建設(shè)時，由于單層鋼筋混凝土的整個主體結(jié)構(gòu)自身很容易出現(xiàn)受力變形等問題，對于各個不同部位來說，其受力具有明顯不同，設(shè)計方面缺少科學(xué)性、合理性。由于受到這些因素條件的影響，很容易就會導(dǎo)致橋梁梁體出現(xiàn)扭曲或者是承重過大等問題，甚至還會引起混凝土抗裂性過差等情況，進(jìn)而引起橋梁單層裂縫，如圖1 所示。

圖1 橋梁裂縫

由于鋼筋混凝土主體結(jié)構(gòu)的過度受力，勢必會導(dǎo)致混凝土裂縫的發(fā)生，究其原因主要是由于在整個設(shè)計環(huán)節(jié)，實際計算的間接應(yīng)力模型無法滿足實際要求。在整個設(shè)計環(huán)節(jié)鋼筋混凝土單層橋梁的主體結(jié)構(gòu)次間受力，無法保證與實際設(shè)計之間的一致性，進(jìn)而引起嚴(yán)重的裂縫問題。由于公路橋梁自身承載力會受到一定限制影響，在各個不同結(jié)構(gòu)或者不同部位內(nèi)部都會產(chǎn)生一系列應(yīng)力。在整個應(yīng)力相互影響和作用下，勢必會出現(xiàn)不協(xié)調(diào)等各類問題，對于間接受力條件下的混凝土主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力計算時，很有可能會與實際設(shè)計荷載之間存在一定差距。因此，要結(jié)合實際情況，對力學(xué)模型進(jìn)行科學(xué)合理的構(gòu)建和利用，同時對其中涉及的諸多影響因素進(jìn)行分析，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)對裂縫成因的確定。

1.2 溫度原因

眾所周知，混凝土本身具有熱脹冷縮的特點，由于外界環(huán)境或者溫度呈現(xiàn)出驟然變化，很容易導(dǎo)致混凝土變形的問題發(fā)生，進(jìn)而引起嚴(yán)重的裂縫。因此需要加強(qiáng)對混凝土開裂的重視程度，避免受到溫度影響而導(dǎo)致其出現(xiàn)嚴(yán)重問題，公路橋梁工程項目在規(guī)劃和建設(shè)時，施工人員沒有提前做好一系列勘察工作，勢必會受到周邊環(huán)境的不良影響。

1.3 沉降原因

路橋梁工程項目在建設(shè)時，從基坑開挖一直到主體結(jié)構(gòu)混凝土澆筑施工為止，整個過程需要耗費的時間成本普遍比較長，同時在環(huán)境以及溫度濕度等各方面因素條件上，都會呈現(xiàn)出一系列變化趨勢。施工工藝選擇和利用時，如果無法結(jié)合氣候條件等，勢必會導(dǎo)致基礎(chǔ)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不均勻沉降的問題，沉降帶來的變形一旦超過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的伸縮范圍，勢必會造成嚴(yán)重裂紋，無法得到及時有效的修補(bǔ)和控制。公路橋梁工程項目整體質(zhì)量會受到嚴(yán)重威脅，甚至?xí)娱L其工期。

1.4 鋼筋原因

由于鋼筋質(zhì)量問題以及鋼筋銹蝕而引起的橋梁開裂，是導(dǎo)致混凝土裂縫出現(xiàn)的主要原因，如圖2 所示。在施工時，如果選擇利用質(zhì)量過差的鋼筋，那么很容易就會引起嚴(yán)重的銹蝕等問題，導(dǎo)致橋體開裂。

圖2 橋梁鋼筋銹蝕

在針對混凝土進(jìn)行澆筑施工時，鋼筋經(jīng)常會受到空氣當(dāng)中水分或者二氧化碳帶來的一系列影響，氧化物會受到嚴(yán)重破壞，進(jìn)而引起鋼筋生銹等情況，導(dǎo)致其自身承載力無法得到有效提升，甚至?xí)鸸窐蛄航Y(jié)構(gòu)變形的問題，混凝土出現(xiàn)不同程度的開裂。

1.5 材料原因

道路橋梁工程項目規(guī)劃和建設(shè)時，其主要是以砂土、水、骨料等相互組合而成，各種材料充分混合之后，形成不均勻的彈塑性材料。如果配料的比例不當(dāng)，或者是由于材料自身存在一系列的質(zhì)量缺陷等問題，那么勢必會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)嚴(yán)重的開裂。普通材料的骨粒如果過大或者是過細(xì)等，勢必會導(dǎo)致收縮異常等問題的發(fā)生[1]。混凝土材料自身強(qiáng)度等級以及水泥等級相當(dāng)時，水泥等級越高，那么與其相對應(yīng)的骨粒就會越來越小，很容易就會引起嚴(yán)重的裂縫問題。另外，摻合料如果不合理或者是使用不當(dāng)，也會導(dǎo)致混凝土收縮受到嚴(yán)重影響。水泥材料與普通硅酸鹽混凝土展開對比分析時，其自身的收縮明顯增加，對施工質(zhì)量也會造成不良影響。

2 道路橋梁施工中混凝土裂縫防治的意義

2.1 有利于保證工程安全性

道路橋梁工程項目在規(guī)劃和建設(shè)時，要想從根本上保證道路以及橋梁的安全性、穩(wěn)定性得到有效控制，需要采取針對性對策，保證道路橋梁質(zhì)量管理水平提升。在施工時，一旦出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫問題，那么勢必會導(dǎo)致道路交通工程施工質(zhì)量無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，特別是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載力嚴(yán)重不足，此時整體道路橋梁的安全性以及穩(wěn)定性無法得到有效提升，進(jìn)而引起各種不同類型的安全事故[2]。所以要結(jié)合實際情況，對各種技術(shù)手段進(jìn)行合理利用，促使混凝土自身結(jié)構(gòu)承載力得到有效提升，這樣才能夠?qū)φ麄€道路橋梁主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷完善和優(yōu)化，為人們?nèi)松戆踩峁┍ＷC。

2.2 有利于項目順利實施

道路橋梁混凝土項目建設(shè)過程中，由于受到諸多因素條件影響，導(dǎo)致道路以及橋梁和泥土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫問題，不僅會導(dǎo)致道路沒關(guān)系受到不良影響，而且后續(xù)各項施工工序很難有序開展。項目整體建設(shè)進(jìn)度也會受到嚴(yán)重影響，無法保證項目的有序開展。這種形勢下，道路橋梁工程項目的建設(shè)進(jìn)度勢必會受到延誤，項目整體建設(shè)質(zhì)量以及效率無法得到提升[3]。因此，在各種不同類型道路橋梁混凝土項目建設(shè)時，要加強(qiáng)對裂縫問題的重視程度，積極采取針對性對策進(jìn)行預(yù)防和處理，避免造成更加嚴(yán)重的后果。

2.3 有利于降低后期養(yǎng)護(hù)成本投入力度

道路橋梁工程項目建設(shè)時，要加強(qiáng)日常監(jiān)督管理力度，保證監(jiān)督管理施工質(zhì)量得到強(qiáng)化，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)對各種不同類型裂縫問題的有效規(guī)避，為道路橋梁工程項目的整體建設(shè)質(zhì)量提供保證，促使道路橋梁使用壽命得以延長[4]。在后續(xù)的養(yǎng)護(hù)管理工作實施過程中，需要投入的成本普遍比較低，對道路橋梁工程項目建設(shè)時涉及的混凝土裂縫問題應(yīng)當(dāng)給予足夠關(guān)注和重視，對開裂的原因進(jìn)行分析。基于此，積極采取有針對性的對策，避免裂縫出現(xiàn)，為多路橋梁工程項目的整體建設(shè)質(zhì)量提供保證。

3 道路橋梁施工中混凝土裂縫防治措施

3.1 載荷控制措施

在整個橋面施工荷載估算過程中，要結(jié)合橋面施工環(huán)境以及周邊各方面因素條件，對橋面施工總體布置進(jìn)行科學(xué)合理的管控，同時要對荷載進(jìn)行估算，對整個施工過程中涉及的機(jī)械以及材料荷載等進(jìn)行準(zhǔn)確有效估算，這樣能夠?qū)炷磷陨沓休d能力范圍進(jìn)行確定。在整個設(shè)計環(huán)節(jié)要保證設(shè)計超過實際施工荷載的預(yù)設(shè)值，這樣能夠盡可能避免人為因素帶來的不良影響，實現(xiàn)對混凝土開裂等相關(guān)問題的有效規(guī)避[5]。在配筋過程中，要對鋼筋質(zhì)量進(jìn)行管理和控制，保證鋼筋質(zhì)量可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，盡可能避免在施工時承載力不足而引起嚴(yán)重裂縫。針對目前存在的混凝土裂縫進(jìn)行及時有效修補(bǔ)，盡可能避免鋼筋腐蝕等問題越來越嚴(yán)重，否則勢必會造成更加嚴(yán)重后果。

3.2 溫度控制措施

道路橋梁工程項目在建設(shè)時，為了實現(xiàn)對混凝土裂縫的有效規(guī)避，需要意識到溫度控制在其中的重要性，盡可能選擇相對良好的氣候條件進(jìn)行施工，根本目的是避免陽光直接照射，否則勢必會導(dǎo)致混凝土整體效果受到不良影響。在整個混凝土攪拌施工時，要對溫度情況展開深入了解，對溫度變化形式等進(jìn)行掌握。如果溫度過高勢必需要及時采取針對性對策進(jìn)行冷卻處理，否則很容易引起嚴(yán)重裂縫。在整個混凝土澆筑以及養(yǎng)護(hù)時，要嚴(yán)格按照規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)要求對溫度進(jìn)行管理和控制，同時要對澆筑厚度進(jìn)行管控，避免溫度對預(yù)應(yīng)力造成不良影響，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)對裂縫的有效規(guī)避。

3.3 沉降控制措施

結(jié)合工程項目在規(guī)劃和建設(shè)時提出的一系列要求，對軟土地基進(jìn)行處理，保證軟土地基整體處理效果得到有效提升，避免其出現(xiàn)嚴(yán)重的沉降等問題。公路橋梁工程項目在建設(shè)時，要以現(xiàn)有諸多方法為基礎(chǔ)，結(jié)合實際情況篩選符合現(xiàn)實要求的施工方法，避免造成過于嚴(yán)重的沉降，為橋梁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性提供保證，同時能夠避免出現(xiàn)沉降裂縫等問題[6]。公路橋梁施工時，要加強(qiáng)對基礎(chǔ)質(zhì)量的管理和控制，促使其基礎(chǔ)相對牢靠。更為重要的是要對沉降監(jiān)測工作給予足夠的關(guān)注和重視，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)對沉降的有效管理和控制。

3.4 鋼筋防腐控制措施

為了從根本上保證混凝土結(jié)構(gòu)自身穩(wěn)定性和牢固性得到提升，盡可能避免結(jié)構(gòu)承載力出現(xiàn)下降等問題。對開裂等情況進(jìn)行有效規(guī)避，需要加強(qiáng)對鋼筋采購工作的重視程度，在對鋼筋廠家進(jìn)行篩選時，要選擇資質(zhì)相對良好的生產(chǎn)廠家。鋼筋在進(jìn)入到施工現(xiàn)場之前，要對其進(jìn)行試驗檢查，保證鋼筋質(zhì)量可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。另外，要加強(qiáng)對鋼筋防銹處理的重視程度，保證保護(hù)層厚都得以確定，這樣能夠避免出現(xiàn)嚴(yán)重的鋼筋銹蝕的問題。

3.5 材料以及配合比控制措施

在整個配合比設(shè)計時，如果設(shè)計不當(dāng)，勢必會導(dǎo)致混凝土的抗拉強(qiáng)度受到不良影響，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)嚴(yán)重開裂問題。配合比不當(dāng)主要是指水用量或者水灰比過大，根據(jù)相關(guān)資料研究結(jié)果可以看出用水量處于不變狀態(tài)時，水泥用量增加10%，混凝土?xí)黾?%。而水泥用量不變時，用水量每增加10%，混凝土自身強(qiáng)度會下降20%左右，同時混凝土與鋼筋之間的連接力也會下降。所以要根據(jù)項目建設(shè)要求，對混凝土材料以及配合比進(jìn)行有效管理和控制。在具體操作過程中，要盡可能減少粗細(xì)集料的含泥量，以試驗等方式，對集料自身的顆粒級配進(jìn)行不斷完善和優(yōu)化，促使級配曲線可以滿足目前提出的一系列標(biāo)準(zhǔn)要求。對骨料歷經(jīng)各進(jìn)行合理的選擇，盡可能降低針片狀碎石的含量，這樣不僅有利于滿足基本強(qiáng)度要求，而且還可以適當(dāng)減少混凝土自身在單方用灰以及用水的含量。對混凝土外加劑進(jìn)行有效管理和控制，如果選擇不當(dāng)那么勢必會導(dǎo)致混凝土收縮問題越來越嚴(yán)重。對水泥的品種或者是等級進(jìn)行合理的選擇，水泥等級相對比較高時，細(xì)度就會越來越細(xì)，對混凝土開裂造成的影響也會越來越明顯。在整個混凝土設(shè)計中，其設(shè)計強(qiáng)度等級越高，那么混凝土自身的脆性也會越來越大，很容易就會引起嚴(yán)重的開裂問題。所以，切忌不能夠過于追求水泥或者是混凝土等級，在保證可以滿足強(qiáng)度設(shè)計基本要求的同時，要盡可能訓(xùn)練低標(biāo)號的水泥或者是混凝土，以此來對裂縫問題進(jìn)行有效規(guī)避。

對混凝土原材料質(zhì)量進(jìn)行有效管理和控制，這樣能夠針對混凝土裂縫問題進(jìn)行妥善處理，保證其可以達(dá)到預(yù)壓荷載中提出的一系列標(biāo)準(zhǔn)要求，實現(xiàn)對混凝土原料以及配料質(zhì)量的管理和控制。在混凝土攪拌施工過程中，要嚴(yán)格按照現(xiàn)有規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)要求，對整個攪拌順序進(jìn)行確定，同時要對配置方法進(jìn)行完善和優(yōu)化。特別是要加強(qiáng)對水量的控制，否則勢必會導(dǎo)致混凝土體積出現(xiàn)嚴(yán)重變形，水量多少對其都會產(chǎn)生不同程度影響。因此，要保證水量的有效控制，否則會導(dǎo)致混凝土抗裂性無法得到提升。結(jié)合目前現(xiàn)有規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)要求，對水灰比進(jìn)行管理和控制，這樣能夠?qū)炷潦湛s問題進(jìn)行有效控制，盡可能避免其出現(xiàn)嚴(yán)重的變形問題。

3.6 質(zhì)量檢測

通常在混凝土澆筑施工完成之后，需要對其進(jìn)行及時有效檢查，一旦發(fā)現(xiàn)裂縫問題時，要立即采取有針對性的對策進(jìn)行修補(bǔ)以及加固處理，這樣才能夠為施工安全提供保證。對于施工方來說，需要結(jié)合不同裂縫等級以及深度等諸多因素條件展開綜合分析，對其出現(xiàn)的裂縫進(jìn)行客觀合理評價，加強(qiáng)檢測力度，這樣才能夠根據(jù)檢測結(jié)果提出有針對性的防治對策。針對路基或者橋梁工程穩(wěn)定性相對比較小的淺層裂縫，只需要單純補(bǔ)漿處理即可。混凝土在配置完成之后，要嚴(yán)格按照原混凝土配制比例對其進(jìn)行攪拌處理，利用噴涂設(shè)備等對補(bǔ)涂裂縫進(jìn)行加固處理，這樣能夠保證整個縫隙具有非常良好的密實度以及平整度。另外，對部分影響承載力的裂縫問題進(jìn)行處理時，一般都會選擇利用高強(qiáng)度材料進(jìn)行修補(bǔ)處理，這樣能夠促使整個補(bǔ)層材料全面進(jìn)入到深層裂縫內(nèi)部，以此來實現(xiàn)良好的連接。

3.7 養(yǎng)護(hù)處理

在混凝土裂縫管理和控制時，養(yǎng)護(hù)工作在其中具有非常重要影響和作用，同時也是其中的核心要素，是目前最為重要的方法之一。因此要采取針對性對策，保證灑水養(yǎng)護(hù)以及輔助養(yǎng)護(hù)等各種措施能夠真正有效落實到實處。通常公路橋梁工程灑水養(yǎng)護(hù)施工過程中，相互之間的間隔時間不能夠超過3h，在整個灑水養(yǎng)護(hù)處理時，要保證一定均勻性和細(xì)致性，促使混凝土構(gòu)件能夠?qū)崿F(xiàn)完全的浸潤。如果現(xiàn)場溫度相對比較高，需要對噴霧進(jìn)行有效控制，噴霧之間間隔1～2h 即可。同時要保證避免出現(xiàn)反復(fù)噴霧的情況，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)對開裂的相關(guān)問題的有效規(guī)避。如果已經(jīng)出現(xiàn)不同程度的裂縫，要根據(jù)裂縫大小以及范圍等，及時采取有針對性對策進(jìn)行妥善處理，包括灌漿或者充填等，同時要盡可能避免出現(xiàn)重復(fù)性建設(shè)，否則勢必會導(dǎo)致人力、物力等資源嚴(yán)重消耗。灌漿工藝施工主要是以灌漿為基礎(chǔ)，促使其能夠保持一定完整性，通常會選擇利用環(huán)氧樹脂作為其中的主要材料。樹脂可以直接灌注到0.05mm 裂縫當(dāng)中，這樣能夠盡可能避免混凝土受到嚴(yán)重的化學(xué)腐蝕影響，具有非常良好的裂縫防治效果。需要注意的是在混凝土構(gòu)件干凝之前要加強(qiáng)保護(hù)力度，尤其是施工現(xiàn)場的交通壓力過大時，需要在附近適合位置處，對警示牌進(jìn)行合理的設(shè)置，同時還要安排專門的工作人員進(jìn)行看管，這樣才能夠避免人為因素帶來的破壞影響。

4 結(jié)語

道路橋梁工程項目在建設(shè)時，經(jīng)常會由于受到荷載、溫度等諸多因素條件的影響，導(dǎo)致裂縫問題的發(fā)生。因此，在項目建設(shè)時，要對引起裂縫的諸多影響因素、原因等進(jìn)行查找和確定，結(jié)合實際情況提出有針對性的裂縫防治對策。這樣不僅有利于為道路橋梁工程施工質(zhì)量提供保證，而且還可以促使其自身綜合效益得到穩(wěn)定增長，為橋梁投入正式運營時的安全性、穩(wěn)定性提供保證。