試論道路橋梁設(shè)計施工中裂縫成因及控制

謝建軍

摘? ? 要：隨著我國交通基礎(chǔ)建設(shè)的速度不斷地加快，提升構(gòu)筑物的質(zhì)量水平十分關(guān)鍵，這對于基礎(chǔ)建設(shè)的適用性以及耐久性有著十分重要的意義。道路橋梁作為公路交通設(shè)施中重要的構(gòu)件，對于設(shè)施功能的實現(xiàn)十分關(guān)鍵，而裂縫在道路橋梁設(shè)計施工過程中經(jīng)常出現(xiàn)，嚴(yán)重制約了工程建設(shè)質(zhì)量的提升。因此分析道路橋梁設(shè)計施工中裂縫成因，能夠使得我們了解裂縫產(chǎn)生的機(jī)理，進(jìn)而探究相關(guān)的控制因素，為工程實踐做出相應(yīng)的指導(dǎo)。本文從內(nèi)因于外因的角度分析了道路橋梁設(shè)計施工中出現(xiàn)裂縫的的原因，基于分析了相應(yīng)的控制措施。

關(guān)鍵詞：道路橋梁; 施工; 裂縫; 措施

1? 引言

現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)計建設(shè)大量的采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有很高的強(qiáng)度與耐久性，大大促進(jìn)了現(xiàn)代文明的發(fā)展，但是同樣鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)也具有一定的缺點，即混凝土結(jié)構(gòu)抗拉能力較弱[1]，需要加如鋼筋進(jìn)行不強(qiáng)，再者鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)剛度過大，不具有很好地變形能力。道路橋梁中的混凝土結(jié)構(gòu)，在施工期間容易出現(xiàn)裂縫，不僅僅影響結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，甚至?xí)霈F(xiàn)一系列的安全事故，因此重視道路橋梁設(shè)計施工過程中的裂縫具有很強(qiáng)的現(xiàn)實意義與必要性。總的來說造成道路橋梁施工過程中出現(xiàn)裂縫，主要有內(nèi)因于外因之分，據(jù)此首先分析裂縫成因。

2? 道路橋梁設(shè)計施工中裂縫成因

2.1? 內(nèi)因

道路橋梁在施工過程中出現(xiàn)裂縫，首先從內(nèi)因的層面進(jìn)行分析。其一，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)澆筑的過程中，主要的工作性能收到混凝土控制，混凝土的主要成分是水泥，水泥在水化的要放熱，這部分熱稱為水化熱。水泥水化釋放的水化熱將隨著水泥的水化過程慢慢釋放，這就是的混凝土在澆筑之后，內(nèi)外溫差過大，水化熱不能及時釋放，隨著混凝土逐漸具有強(qiáng)度，喪失了流動以及變形能力，混凝土結(jié)構(gòu)在內(nèi)外溫差的影響下，出現(xiàn)了溫度應(yīng)力，超過了混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，發(fā)生開裂從而使得道路橋梁施工期間出現(xiàn)裂縫。其二，在大體積混凝土澆筑的過程中，除了水化熱引起的裂縫之外，由于混凝土凝結(jié)之后的收縮，混凝土發(fā)生開裂，從而導(dǎo)致道路橋梁出現(xiàn)裂縫，例如在道路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)建筑時，由于一個維度方向混凝土澆筑過大，混凝土在凝結(jié)過程中收縮，收縮量超過了混凝土的極限線應(yīng)變，就到了混凝土開裂。上述便體現(xiàn)了內(nèi)因?qū)用娴牧芽p產(chǎn)生機(jī)理，總的來說主要就是首要材料的影響，即鋼筋混凝土自身特性的影響[2]。

2.2? 外因

道路橋梁出現(xiàn)裂縫，外因簡單而言就是由于外部因素的影響使得道路橋梁出現(xiàn)裂縫，總的來說就是因為環(huán)境和外荷載。環(huán)境對于道路橋梁的施工影響較大，極易使得結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，如何施工環(huán)境中溫度過高，就會使得結(jié)構(gòu)在不具有完全強(qiáng)度的情況下膨脹，使得道路橋梁出現(xiàn)裂縫。如果環(huán)境溫度過低，除了使得結(jié)構(gòu)收縮出現(xiàn)裂縫之外，還會影響混凝土強(qiáng)度的產(chǎn)生了，使得結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)時間變長，如果在強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計要求時拆模，就會使得道路橋梁出現(xiàn)裂縫。再者如果環(huán)境具有一定的腐蝕性，也會使得道路橋梁出現(xiàn)裂縫，即通過施工期間的腐蝕，是的結(jié)構(gòu)部分位置受損，出現(xiàn)應(yīng)力集中等因素，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。道路橋梁裂縫在外因的層面還具有一個重要的原因，就是外荷載[3]，荷載作用到結(jié)構(gòu)上，如果超過了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度極限，就會使得結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。道路橋梁在施工過程中，如果施工荷載太大，而結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度是一個發(fā)展的過程，例如，道路橋梁施工中，墩臺結(jié)構(gòu)強(qiáng)度未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，就在墩臺上進(jìn)行其他施工作業(yè)，就會使得墩臺開裂。再例如，施工過程中，模板約束不足，同樣也會使得施工期間出現(xiàn)裂縫。

管道的內(nèi)部混凝土裂縫主要是由于施工的工藝問題所造成的。在施工的過程中，由于操作技術(shù)水平低，鋼筋對混凝土的支撐不足，鋼筋下沉，電線管也會受到影響和下沉，周圍混凝土?xí)霈F(xiàn)裂縫。在管道周圍混凝土中加入粗集料時，水泥漿的收縮量很大。在拉應(yīng)力作用下，混凝土?xí)_裂。

當(dāng)混凝土收縮的時候，會出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。不規(guī)則裂縫與混凝土材料類型有一定的相關(guān)性。此外，材料的數(shù)量和比例與裂縫有關(guān)，如混凝土中的集料類型、含泥量和后期養(yǎng)護(hù)，如果不到位，將導(dǎo)致混凝土裂縫。此外，自然環(huán)境中還有許多不可抗拒的因素。在施工中受這些因素的影響，會產(chǎn)生不規(guī)則的裂縫。這些裂縫發(fā)展得很快。當(dāng)混凝土可能發(fā)生初凝時，也會發(fā)生終凝，混凝土強(qiáng)度不斷提高，裂縫也隨之發(fā)展。

總的來說，道路橋梁施工期間出現(xiàn)的裂縫的外因，與道路橋梁結(jié)構(gòu)本身關(guān)系不大，比較于內(nèi)因，外因控制的難度相對較低。

3? 道路橋梁設(shè)計施工中裂縫的控制措施

3.1? 建筑工程施工中要按照規(guī)定設(shè)計和施工

當(dāng)出現(xiàn)裂縫時，應(yīng)分析裂縫的形成機(jī)理，確定裂縫產(chǎn)生的原因，以便在施工過程中采取必要的預(yù)防措施。例如，在道路橋梁工程設(shè)計階段，為保證設(shè)計的準(zhǔn)確性，減少誤差，混凝土的配制嚴(yán)格按規(guī)定執(zhí)行，鋼骨架有足夠的支撐力，有效的潤濕墻，初凝，終凝，養(yǎng)護(hù)按規(guī)定進(jìn)行。為了保證道路橋梁建設(shè)工程的施工質(zhì)量，設(shè)計的準(zhǔn)確性是基本前提。在道路橋梁施工的檢驗過程中中，如果發(fā)現(xiàn)混凝土材料配置不準(zhǔn)確，設(shè)計有誤，將影響建筑結(jié)構(gòu)的承載力，容易產(chǎn)生裂縫。此時，必須保證設(shè)計的完善。當(dāng)混凝土處于初凝階段時，二次壓實可有效防止裂縫的產(chǎn)生。為使混凝土合理攪拌，混凝土強(qiáng)度提高，水泥用量減少，裂縫發(fā)生率相應(yīng)降低。為避免施工中踩負(fù)筋的問題，負(fù)筋直徑應(yīng)大于8 毫米。如果板厚較大，可通過加強(qiáng)處理來避免裂紋的產(chǎn)生。它能有效地支撐建筑物連接管敷設(shè)過程中的墻體中部，對防止連接管位置出現(xiàn)裂縫起到很好的作用。

3.2? 采用低熱水泥

道路橋梁施工期間開裂，很重要的一個原因就是由于混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的溫度應(yīng)力導(dǎo)致的，尤其是在大體積混凝土澆筑的過程中，降低水化熱的量是十分必要的，一個十分重要的措施就是采用低熱水泥。低熱水泥在水花的過程中放熱較少，因此能夠有效地降低溫度應(yīng)力，對于道路橋梁裂縫控制效果明顯。值得注意的是，采用低熱水泥知識針對普遍的情況而言的，對于一些在冬季施工，以及一些特殊環(huán)境下施工的情況，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行具體情況具體分析。值得注意的是，降低水化熱還有一些其他的措施，例如，混凝土拌合之前對于骨料以及水泥進(jìn)行提前降溫[4]，中和水泥水化過程中產(chǎn)生的水化熱，再例如在強(qiáng)度允許的情況，加密降溫導(dǎo)流管，這對于大體積混凝土減少裂縫十分關(guān)鍵。總的來說，降低混凝土的水化熱，是降低道路橋梁施工過程中出現(xiàn)裂縫的重要措施，這是從弱化內(nèi)因的層面入手的，應(yīng)當(dāng)引起我們的重視。

3.3? 合理設(shè)計后澆帶

為了降低混凝土收縮使得結(jié)構(gòu)的開裂的情況，合理的設(shè)計施工縫是十分必要的。所謂施工縫，在工程中也稱作后澆帶，就是在大體積澆筑的是，留下一條縫，在整個結(jié)構(gòu)混凝土凝結(jié)穩(wěn)定之后進(jìn)行澆筑，主要的目的就是為了使得結(jié)構(gòu)充分表形，釋放掉多余的內(nèi)應(yīng)力能量，可見合理設(shè)置后澆帶的必要性。首先后澆帶的設(shè)計一定要滿足規(guī)范層面的要求，滿足規(guī)范的基礎(chǔ)上，要盡可能放在結(jié)構(gòu)的受力較小的位置，并且能夠有效地吸收結(jié)構(gòu)其他部分變形的部分。道路橋梁是一種縱向結(jié)構(gòu)，間隔一定的距離設(shè)置后澆帶十分必要的，可以將縱向結(jié)構(gòu)積累的變形進(jìn)行釋放。使得注意的是，后澆帶在施工時，要注意施工質(zhì)量，由于后于其他結(jié)構(gòu)澆筑，保證其與其他結(jié)構(gòu)的連接性十分關(guān)鍵，可以通過鑿毛既有面，以及植筋的方式。合理設(shè)置后澆帶在道路橋梁施工中，控制裂縫的效果十分顯著，對于施工而言，難度較低，能夠在施工中很好地實現(xiàn)，應(yīng)當(dāng)引起我們的重視。

3.4? 加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)

道路橋梁結(jié)構(gòu)的主要組成就是鋼筋混凝土，而鋼筋混凝土強(qiáng)度的產(chǎn)生需要一個較長的過程，由于環(huán)境的不同，對于養(yǎng)護(hù)的要求也是不同的，主要就是由于混凝土中水泥的水化是強(qiáng)度產(chǎn)生的來源，但是水泥水化需要水，因此混凝土養(yǎng)護(hù)顯得十分重要，良好的養(yǎng)護(hù)使得混凝土具有較高的強(qiáng)度，能夠抵抗外因或內(nèi)因?qū)用娴暮奢d，減少裂縫的出現(xiàn)。首先，要保證必要的養(yǎng)護(hù)時間，即在施工過程中，一定要按照要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，通常的養(yǎng)護(hù)時間是七天，對于一些惡劣環(huán)境，如低溫嚴(yán)寒條件下，不但要增加養(yǎng)護(hù)實踐，還有采取其他措施。其次，對于混凝土最大的養(yǎng)護(hù)是蒸汽養(yǎng)護(hù)，但是施工現(xiàn)場的條件一般難易達(dá)到，因此盡可能采用灑水覆蓋養(yǎng)護(hù)。加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)，能夠有效地降低道路橋梁的開裂，且施工難度低，能夠有效地應(yīng)用。再次，道路橋梁混凝土澆筑施工完成后，需要繼續(xù)采取保溫措施，用這種方式可以減小混凝土內(nèi)部和外部之間產(chǎn)生的溫差，既能減少熱應(yīng)力引起的裂縫，又能提高混凝土的強(qiáng)度，使應(yīng)力松弛得到更好的發(fā)揮，以保證不出現(xiàn)大面積的混凝土澆筑后的塑性收縮裂縫。同時，應(yīng)注意混凝土材料的養(yǎng)護(hù)工作，特別是在惡劣的氣候環(huán)境下，應(yīng)注意混凝土的配置。同時，應(yīng)加強(qiáng)排水施工，避免雨水流入基坑內(nèi)，對混凝土澆筑的連續(xù)性產(chǎn)生不利影響，保證施工質(zhì)量。

3.5? 加強(qiáng)施工管理

任何施工措施都是通過施工來進(jìn)行實踐的，為了有效地降低道路橋梁施工期間出現(xiàn)裂縫，加強(qiáng)施工管理是十分必要。首先施工管理是使得整個施工流程要按照規(guī)范進(jìn)行，對于水泥用量的控制，以及降低水化熱措施的應(yīng)用都要進(jìn)行有效地管理。其次，對于結(jié)構(gòu)澆筑時，一定要加強(qiáng)模板的檢查，避免因為模版位移而引發(fā)裂縫。再者對于后澆帶的規(guī)范施工也有進(jìn)行有效的關(guān)鍵，結(jié)構(gòu)養(yǎng)護(hù)也有加強(qiáng)管理?？偟膩碚f，使得真?zhèn)€工程建設(shè)的過程符合規(guī)范以及施工要求，能夠在很大程度上降低道路橋梁施工期間出現(xiàn)裂縫。隨著社會的發(fā)展，交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要性越來越重要，保證工程建設(shè)質(zhì)量意義重大，加強(qiáng)施工管理，規(guī)范施工過程是社會發(fā)展的需要。

4? 結(jié)語

本文探究道路橋梁設(shè)計施工中裂縫成因及控制，首先從內(nèi)因與外因的層面，分析了路橋梁設(shè)計施工中裂縫的成因，基于上述基礎(chǔ)以及施工實際，給出了道路橋梁設(shè)計施工中裂縫成因的控制措施。總的來說，裂縫對于結(jié)構(gòu)的影響嚴(yán)重，大大降低了結(jié)構(gòu)的耐久性，不斷地加強(qiáng)措施應(yīng)用，提升施工管理水平，具有十分深遠(yuǎn)的意義。

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