道路橋梁施工中的裂縫成因及預(yù)防措施

姚勇

摘要：不少道路橋梁在施工過程中經(jīng)常會出現(xiàn)裂縫問題，其不僅會嚴(yán)重影響工程工期的順利完成，也對工程質(zhì)量埋下了嚴(yán)重隱患，因此一旦在道路橋梁施工過程中發(fā)現(xiàn)有裂縫問題，必須及時(shí)對其進(jìn)行處理，并在后續(xù)工程施工過程中做好預(yù)防措施。因此，有必要探討道路橋梁施工過程中的裂縫成因及其預(yù)防措施，為更好地做好現(xiàn)代道路橋梁工程提供有益思考。

Abstract： Many road bridges often have cracks during the construction process， which will not only seriously affect the smooth completion of the project construction period， but also pose serious hidden dangers to the project quality. Therefore， once cracks are found in the construction process of roads and bridges， it must be dealt with timely and preventive measures should be taken during the subsequent construction. Therefore， it is necessary to explore the causes of cracks in the construction process of roads and bridges and their preventive measures， so as to provide useful ideas for the modern road and bridge engineering.

關(guān)鍵詞：道路橋梁；裂縫；預(yù)防

Key words： road and bridge；crack；prevention

中圖分類號：U414 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）31-0235-02

0 引言

不管哪種類型的道路橋梁工程，其對于裂縫都十分敏感，如果任由裂縫存在并發(fā)展，將極有可能在未來造成重大損失，因此有必要對現(xiàn)代道路橋梁施工中出現(xiàn)的裂縫成因及其干預(yù)措施進(jìn)行分析，提升道路橋梁的施工質(zhì)量。

1 道路橋梁施工中的裂縫種類

在道路橋梁等工程的施工過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)各種裂縫，嚴(yán)重影響了工程整體質(zhì)量安全。一般來說，這些裂縫主要分為以下兩個(gè)類型：

1.1 結(jié)構(gòu)性受力產(chǎn)生裂縫

結(jié)構(gòu)受力主要是指道路橋梁因受到外部因素的影響而產(chǎn)生裂縫，也就是由于結(jié)構(gòu)應(yīng)力達(dá)到極限造成承載力不足而引起，這是道路橋梁在施工過程中產(chǎn)生裂縫的主要原因之一。[1]一般來說，結(jié)構(gòu)性受力產(chǎn)生的裂縫主要是負(fù)荷裂縫。負(fù)荷裂縫，顧名思義就是由于道路橋梁施工過程中所使用的鋼筋混凝土構(gòu)件的承載力不足而導(dǎo)致的裂縫，這種裂縫一般是由于在設(shè)計(jì)階段對于鋼筋等部件的承載力預(yù)期不足，致使其承載能力偏低進(jìn)而產(chǎn)生裂縫，其裂縫一般沿著混凝土構(gòu)件的寬度方向進(jìn)行延伸，長度較長，甚至有可能貫通整個(gè)道路橋梁全截面。結(jié)構(gòu)性受力產(chǎn)生的裂紋往往是道路橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足的重要表征之一，一旦發(fā)現(xiàn)這種裂紋，必須盡快予以處理。

1.2 非結(jié)構(gòu)性受力產(chǎn)生裂縫

非結(jié)構(gòu)性受力產(chǎn)生的裂紋是當(dāng)前道路橋梁施工過程中產(chǎn)生裂紋的主要類型，是指道路橋梁因?yàn)槭艿阶陨響?yīng)力而造成的，目前來看，道路橋梁施工過程中因非結(jié)構(gòu)性受力產(chǎn)生的裂紋主要有溫度裂紋、收縮裂紋以及不均勻沉降而產(chǎn)生的裂紋等類型，其中溫度裂紋是其中最為常見的類型，溫度裂縫是指道路橋梁在施工過程中因?yàn)榛炷翗?gòu)件的局部溫度不同，受熱脹冷縮影響而產(chǎn)生裂縫，這種裂縫一般出現(xiàn)在道路橋梁工程中混凝土厚度較大的區(qū)域，裂縫長度較短。

2 道路橋梁施工過程中的裂縫成因分析

道路橋梁施工過程中的裂縫成因可謂多種多樣，具體來看一般主要有以下幾個(gè)方面的原因：

2.1 因負(fù)荷不足而產(chǎn)生裂縫

因負(fù)荷不足而產(chǎn)生裂縫也就是所謂的因結(jié)構(gòu)性受力而產(chǎn)生的裂縫，這種因負(fù)荷不足而產(chǎn)生的裂縫一般是由于在設(shè)計(jì)之初，由于對鋼筋混凝土等構(gòu)建的設(shè)計(jì)上存在偏差，從而導(dǎo)致其承載力不足，在施工過程中由于荷載作用而產(chǎn)生裂紋。

2.2 因溫度造成的裂縫

溫度因素也是造成道路橋梁在施工過程中產(chǎn)生裂縫的主要原因之一。一般來說，水泥在水化的過程中往往會產(chǎn)生相當(dāng)大的熱量，1千克的水泥在水化的過程中至少會釋放出370J的熱量，從而使的混凝土內(nèi)部的熱量會在澆筑后的3～5天內(nèi)達(dá)到最高，且混凝土用量越大，其溫度升高也越大。[2]按照《道路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》中的規(guī)定，最高澆筑溫度不宜超過32度，混凝土內(nèi)部最高溫度達(dá)到85度[3]，而公路特別是橋梁工程往往在施工過程中需要使用大量的混凝土，其內(nèi)部溫度可能升至最高，如果沒有相應(yīng)的降溫措施或者降溫措施不到位，可能會導(dǎo)致溫差不斷加大，則溫度應(yīng)力也就越大，當(dāng)這種溫度應(yīng)力達(dá)到一定程度時(shí)，就會產(chǎn)生裂紋。一般來說，這種裂紋會在施工過后的3～5天左右開始出現(xiàn)，并且隨時(shí)時(shí)間的推移，這種裂紋可能會貫穿整個(gè)工程的橫截面。

2.3 不均勻沉降產(chǎn)生裂縫

不均勻沉降產(chǎn)生裂縫主要是由于地基不均勻沉降或者在施工過程中支架的剛性不足等而造成的，進(jìn)而也會使得工程表面出現(xiàn)裂縫。

2.4 由于施工工藝問題而造成的裂縫

道路或橋梁工程在施工過程中的一些不當(dāng)?shù)氖┕ば袨橐矔斐闪芽p的產(chǎn)生，例如在施工過程中如果在模板、墊層在澆筑混凝土的過程中撒水量不足時(shí)，導(dǎo)致其過于干燥，也會引起混凝土的塑性收縮，從而引起裂縫的產(chǎn)生，或者在施工過程中，由于施工工藝不當(dāng)導(dǎo)致支座負(fù)筋下陷，也會產(chǎn)生相應(yīng)的裂縫。

3 道路橋梁施工過程中的裂縫防止措施分析

鑒于道路橋梁施工過程中經(jīng)常產(chǎn)生的裂縫對于工程本身質(zhì)量及安全所構(gòu)成的嚴(yán)重威脅，道路橋梁在施工過程中應(yīng)加強(qiáng)對各種裂縫的產(chǎn)生原因進(jìn)行深入分析，并在此基礎(chǔ)上采取針對性的措施，確保道路橋梁施工安全進(jìn)行。為此，筆者以為應(yīng)至少做好以下幾個(gè)方面：

3.1 加大對混凝土原材料的選擇，謹(jǐn)慎使用

混凝土是當(dāng)前道路橋梁施工過程中使用的主要構(gòu)件之一，其本身也是影響道路橋梁施工過程中產(chǎn)生各種裂縫的主要影響因素之一，因此，為有效避免在施工過程中產(chǎn)生各種裂縫，就必須做好對混凝土原材料的選擇，而在這一過程中，首先就是要選擇好合適的水泥產(chǎn)品，眾所周知，水熱化是造成當(dāng)前許多工程施工過程中混凝土溫度裂縫的主要原因之一，同時(shí)，如前所述，混凝土尤其是大體積的混凝土在水化過程中會產(chǎn)生大量的熱量，使得混凝土出現(xiàn)升溫和降溫的情況，從而造成混凝土內(nèi)外部的溫差過大最終產(chǎn)生溫差應(yīng)力，進(jìn)而產(chǎn)生裂紋，因此在選擇水泥的過程中應(yīng)盡可能地選擇水化熱較少的水泥，同時(shí)在確定了水泥類型后，要在不影響工程整體質(zhì)量的前提下盡可能地少用水泥。另外，為有效減少混凝土收縮，在選擇水泥的過程中也應(yīng)該盡可能地選擇需水量較少的水泥類型，這些都需要在實(shí)際施工過程中根據(jù)工程類型、周邊環(huán)境等來實(shí)際進(jìn)行考慮。[4]除此之外，在對混凝土中各用料的搭配過程中，也應(yīng)該盡可能地對其混合比進(jìn)行優(yōu)化，盡可能地選擇較大標(biāo)號的水泥來減少水泥的使用量，必要的時(shí)候，可以考慮摻加一定量的粉煤灰，有效降低混凝土內(nèi)部熱量，同時(shí)減少水泥使用量。

3.2 優(yōu)化施工過程

由于道路橋梁中的許多裂縫都產(chǎn)生于施工過程中，因此為有效避免這些裂縫的產(chǎn)生，有必要對道路橋梁施工過程中進(jìn)行優(yōu)化。[5]具體來看，首先應(yīng)加強(qiáng)對各種原材料的質(zhì)量監(jiān)控，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定來采購原材料，把好質(zhì)量關(guān)，同時(shí)在夏季時(shí)，應(yīng)建立相應(yīng)的降溫棚等措施來給原材料進(jìn)行降溫處理；在鋼筋施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙來進(jìn)行施工，確保鋼筋的混凝土保護(hù)層的厚度以及鋼筋之間的寬度符合要求，防止過厚或者過薄而產(chǎn)生裂縫。同時(shí)，在混凝土的澆筑過程中，也要適度加強(qiáng)對混凝土的振搗，如果振搗不足，則會產(chǎn)生空洞等情況，從而最終產(chǎn)生裂縫，但也要注意對于混凝土的振搗也應(yīng)保持適度，不可對其過分振搗，防止出現(xiàn)凝縮裂縫；最后，在混凝土澆筑完畢后，要及時(shí)對混凝土表面進(jìn)行及時(shí)的連續(xù)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期間要重點(diǎn)加強(qiáng)對混凝土的濕度和溫度等方面的控制，盡量減少混凝土表面的暴露時(shí)間，可以采用覆蓋篷布、塑料等方法來對混凝土的暴露面進(jìn)行覆蓋等等，這是保證混凝土構(gòu)件質(zhì)量的關(guān)鍵措施之一，其目的是避免其表面出現(xiàn)干燥。一般來說，對于已經(jīng)澆筑完成的混凝土，要在其終凝之前就開始對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，在養(yǎng)護(hù)時(shí)間上，要根據(jù)水泥類型的不同而有所區(qū)別，如硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥和礦渣水泥，其養(yǎng)護(hù)時(shí)間不應(yīng)低于7天，對于火山灰等水泥則不得少于14天，對于橋梁等大體積的混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)適當(dāng)進(jìn)行延長；在養(yǎng)護(hù)方法上，要盡可能地根據(jù)氣溫和空氣濕度等外部環(huán)境，保持混凝土表面的濕潤，養(yǎng)護(hù)所用的水應(yīng)該和混凝土拌制所用的水相同，有效降低混凝土內(nèi)外部的溫差，同時(shí)要在養(yǎng)護(hù)過程中采取適當(dāng)措施保證混凝土處于良好的外部環(huán)境下，避免暴曬，從而最大限度地避免出現(xiàn)各種裂縫。

3.3 加強(qiáng)設(shè)計(jì)，減少施工過程中的裂縫產(chǎn)生

有效避免道路橋梁施工過程中的裂縫的產(chǎn)生不僅應(yīng)貫穿于整個(gè)施工全過程中，同時(shí)要設(shè)計(jì)階段也應(yīng)有所應(yīng)對和注意，事實(shí)上，許多道路橋梁在施工過程中產(chǎn)生的裂縫往往經(jīng)過“追根溯源”后會發(fā)現(xiàn)問題出現(xiàn)在設(shè)計(jì)階段，因此努力對道路橋梁的設(shè)計(jì)階段進(jìn)行優(yōu)化，也是有效避免工程施工過程中出現(xiàn)裂縫的重要措施之一。在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師應(yīng)重點(diǎn)考慮到混凝土等相關(guān)構(gòu)建的受力情況，盡可能地采用中低強(qiáng)度的混凝土材料，尤其是要在這一過程中對混凝土的薄弱部分進(jìn)行重點(diǎn)考慮，尤其是對那些體積較大、跨度較長的構(gòu)建，要科學(xué)合理地計(jì)算出其荷載量、溫度變化值、應(yīng)力大小等等，這對于有效提升構(gòu)件的抗裂性能具有重要意義，同時(shí)，由于體積越大混凝土構(gòu)建，一般其溫度應(yīng)力也往往更大，產(chǎn)生裂紋的可能性也越高，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能地設(shè)計(jì)體積相對較小的混凝土構(gòu)件，另外，在進(jìn)行配筋設(shè)計(jì)的過程中，要嚴(yán)格根據(jù)工程的具體情況來合理決定其位置設(shè)置，尤其是在一些重點(diǎn)特殊位置例如拐角處、凹角處等特殊位置上，應(yīng)盡可能地采用密間布置，也就是小間距進(jìn)行布置，其間距不應(yīng)大于100mm，從而有效避免因?yàn)殚g距過大而最終導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。

4 總結(jié)

總之，道路橋梁施工過程中的裂縫問題是當(dāng)前困擾道路橋梁工程質(zhì)量的重要影響因素之一，為不斷提升道路橋梁工程的建筑質(zhì)量，必須加強(qiáng)對道路橋梁施工過程中裂縫產(chǎn)生原因的深入分析，并及時(shí)采用具有針對性的措施來有效避免這些裂縫的產(chǎn)生。在這一過程中，不僅需要施工方不斷提升施工技術(shù)，完善和加強(qiáng)施工管理，嚴(yán)格按照《公路橋梁施工技術(shù)規(guī)范》等相關(guān)規(guī)定來嚴(yán)格并持續(xù)優(yōu)化施工過程，同時(shí)也需要設(shè)計(jì)方進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)方案，監(jiān)理方嚴(yán)格按照規(guī)定對工程進(jìn)行監(jiān)理，多方并舉形成合力，持續(xù)提升現(xiàn)代道路橋梁工程施工質(zhì)量，有效避免各種裂縫的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)：

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