道路橋梁裂縫的成因與施工預(yù)防技術(shù)

郁志國

(中交一公局西北工程有限公司，陜西 西安 710100)

1 道路橋梁裂縫的危害及成因分析

1.1 道路橋梁裂縫的危害

道路橋梁裂縫的存在為外界各類侵蝕條件和腐蝕因素提供了深入道路橋梁內(nèi)部的可能，行業(yè)將裂縫看成“阿喀琉斯之踵”。裂縫之所以能夠?qū)Φ缆窐蛄寒a(chǎn)生威脅主要的理化原理在于：一是，裂縫的存在造成了對(duì)道路橋梁主體結(jié)構(gòu)和主要構(gòu)造物的腐蝕作用，道路橋梁使用了大量的混凝土、鋼筋等材料，道路橋梁裂縫的存在為環(huán)境中腐蝕性氣體、有害雜質(zhì)提供了進(jìn)入的途徑，以鋼筋為例，在水分長期侵蝕的作用下鐵原子被氧氣氧化而產(chǎn)生銹蝕，鐵銹的體積比同等質(zhì)量的鋼鐵大10～22倍，不但造成鋼筋受力結(jié)構(gòu)的變化，也會(huì)因膨脹作用而降低整個(gè)道路橋梁的整體穩(wěn)定性和牢固性，進(jìn)而在宏觀上表現(xiàn)出整體上的不均衡、不連續(xù)，日積月累嚴(yán)重影響道路橋梁的行車與使用感情。二是，裂縫的存在造成的混凝土碳化問題，由于裂縫為有害氣體提供了滲入的通道，大量的二氧化碳會(huì)進(jìn)入到混凝土內(nèi)部，在水的作用下與水泥的堿性物質(zhì)發(fā)生復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)，出現(xiàn)混凝土構(gòu)件的碳化問題，對(duì)道路橋梁的整體承載力和日后的形成安全造成極大的風(fēng)險(xiǎn)和影響。

1.2 道路橋梁裂縫的成因

產(chǎn)生道路橋梁裂縫的原因有很多，超重、超負(fù)荷、外力撞擊、特殊氣候都有造成道路橋梁裂縫的可能，研究從道路橋梁裂縫的危害分析和施工技術(shù)角度認(rèn)為，道路橋梁施工中技術(shù)應(yīng)用不嚴(yán)格、不系統(tǒng)、不全面是產(chǎn)生道路橋梁裂縫的重要原因。一是，道路橋梁施工技術(shù)執(zhí)行不嚴(yán)格，例如：在道路橋梁混凝土澆筑振搗環(huán)節(jié)中，沒有根據(jù)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行嚴(yán)格的澆筑高度、振搗強(qiáng)度控制，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)結(jié)構(gòu)上的空隙、空洞，進(jìn)而在道路橋梁的結(jié)構(gòu)內(nèi)外造成的出現(xiàn)裂縫的可能。二是，道路橋梁技術(shù)應(yīng)用不系統(tǒng)，例如：在道路橋梁施工中由于工期的限制不能準(zhǔn)確而系統(tǒng)地進(jìn)行混凝土構(gòu)件的養(yǎng)生和保護(hù)，出現(xiàn)結(jié)構(gòu)過早負(fù)重、隨意安裝等問題，進(jìn)而在道路橋梁的內(nèi)部出現(xiàn)荷載裂縫，進(jìn)而嚴(yán)重影響道路橋梁的整體質(zhì)量和形成安全。三是，道路橋梁技術(shù)管理不全面，道路橋梁施工中沒有對(duì)技術(shù)的復(fù)雜度和燕歌行有高度的重視，例如：道路橋梁施工出現(xiàn)溫度上的失控現(xiàn)象，混凝土內(nèi)部的水化熱難于有效釋放、結(jié)構(gòu)部位的溫度和濕度控制不良，在劇烈的溫度變化和結(jié)構(gòu)伸縮中產(chǎn)生混凝土的變形、剝離和開裂，進(jìn)而在薄弱部位出現(xiàn)道路橋梁裂縫問題。

2 道路橋梁施工中裂縫的技術(shù)預(yù)防措施

2.1 增強(qiáng)道路橋梁混凝土項(xiàng)目的溫度技術(shù)控制

實(shí)現(xiàn)混凝土溫度的控制要在技術(shù)的角度探尋新的路徑，當(dāng)前高分子合成技術(shù)和催化技術(shù)為混凝土溫度控制提供了可能性，很多外加劑、功能劑都有調(diào)節(jié)溫度的功能，要針對(duì)道路橋梁施工的實(shí)際科學(xué)選擇適宜的減水劑、添加劑，更多地控制混凝土制備、澆筑、養(yǎng)護(hù)中的溫度累計(jì)和水化熱釋放過程，有效化解道路橋梁混凝土施工實(shí)際中溫度裂縫出現(xiàn)的危及和風(fēng)險(xiǎn)。溫度的技術(shù)控制在于混凝土項(xiàng)目的各個(gè)時(shí)段和各項(xiàng)操作之中，例如混凝土原材料攪拌和制備過程中，就應(yīng)該把握灑水方式、時(shí)間和過程，例如：利用早晚低溫時(shí)段將水先灑到碎石上，實(shí)現(xiàn)用水溫調(diào)節(jié)骨料溫度的作用；在不同季節(jié)進(jìn)行混凝土制備要重視攪拌方式、時(shí)間的調(diào)整，可以在例如可以在高溫氣候可以通過先期噴水的方式做到攪拌設(shè)備的溫度控制，在增加增加攪拌時(shí)間的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土溫度的有效控制。對(duì)混凝土溫度的技術(shù)控制還應(yīng)該在工序與工種安排上做好文章，要降低道路橋梁混凝土項(xiàng)目的施工時(shí)間，控制道路橋梁部位的暴露面積，合理設(shè)置道路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)保護(hù)層結(jié)構(gòu)與厚度，設(shè)置必要的水循環(huán)體系做到混凝土構(gòu)件內(nèi)外更為合理的溫度關(guān)系，以溫度的技術(shù)控制為調(diào)控手段實(shí)現(xiàn)對(duì)道路橋梁混凝土裂縫的有效預(yù)防。

2.2 做好道路橋梁混凝土干縮裂縫的技術(shù)預(yù)防

干縮裂縫是道路橋梁混凝土裂縫的一大種類，也是道路橋梁施工中容易出現(xiàn)的有害裂縫之一。技術(shù)預(yù)防干縮裂縫的主要辦法在于：一是，控制道路橋梁混凝土的伸縮量，通過，推廣高性能水泥、功能性添加劑的方式，準(zhǔn)確控制道路橋梁混凝土的干縮量，防止因范圍過度而在道路橋梁薄弱部位出現(xiàn)有害的干縮裂縫。二是， 要加強(qiáng)道路橋梁的基礎(chǔ)處理，通過平衡道路橋梁水平受力結(jié)構(gòu)和必要的結(jié)構(gòu)加強(qiáng)，以合理布設(shè)支架和框架的方式控制混凝土構(gòu)件干縮的內(nèi)應(yīng)力，進(jìn)而在道路橋梁混凝土的內(nèi)外結(jié)構(gòu)中形成平衡的力學(xué)關(guān)系，有效抵御干縮趨勢(shì)和應(yīng)力對(duì)道路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的破壞作用，預(yù)防裂縫的出現(xiàn)。三是，要針對(duì)道路橋梁混凝土構(gòu)件的特點(diǎn)適當(dāng)調(diào)整減水劑的用量，在增加道路橋梁混凝土澆筑次數(shù)、統(tǒng)一養(yǎng)護(hù)的基礎(chǔ)上，減少混凝土出現(xiàn)泌水的問題，提升道路橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。四是，要結(jié)合養(yǎng)護(hù)工作做好道路橋梁混凝土的保濕工作，要準(zhǔn)確而及時(shí)地開展覆蓋、灑水等養(yǎng)護(hù)操作，必要時(shí)可以使用二次抹面工藝對(duì)道路橋梁混凝土表面進(jìn)行處理，以便抑制干縮問題的產(chǎn)生、擴(kuò)大進(jìn)而降低裂縫出現(xiàn)的可能性。

2.3 做好道路橋梁混凝土裂縫的修補(bǔ)工作

對(duì)于出現(xiàn)的道路橋梁混凝土裂縫和存在的混凝土開裂趨勢(shì)可以通過施工后期的修補(bǔ)加以處理，結(jié)合道路橋梁施工的實(shí)際，通常道路橋梁混凝土裂縫的修補(bǔ)技術(shù)主要有：一是，表面修補(bǔ)法，將道路橋梁混凝土出現(xiàn)裂縫的部位(一般是淺表型裂縫)鑿除處理，以同等配比的水泥砂漿進(jìn)行填補(bǔ)，以形成對(duì)裂縫有效的封閉作用。二是，功能劑覆蓋技術(shù)，一般選用高分子材料對(duì)道路橋梁應(yīng)力集中部位或表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行涂抹，以環(huán)氧膠泥為例，利用高分子材料穩(wěn)定性高、滲透性好的優(yōu)勢(shì)在裂縫部位進(jìn)行涂抹，不但能夠有效做到對(duì)裂縫的填補(bǔ)，而且也有利于避免道路橋梁腐蝕和碳化問題的出現(xiàn)。三是，灌漿技術(shù)，通過利用壓力設(shè)備將填充漿質(zhì)注入到道路橋梁混凝土裂縫的深部，在真空狀態(tài)下漿質(zhì)以高速噴出迅速充盈混凝土裂縫，在一段時(shí)間后形成對(duì)道路橋梁裂縫部位的有效強(qiáng)化。四是，表面粘貼技術(shù)，對(duì)于特殊部位的道路橋梁混凝土裂縫可以采取表面粘貼的方法加以防治，例如：在清理混凝土表面裂縫后利用玻璃纖維織物+粘合劑的方式做到對(duì)清理部位的加強(qiáng)，這不但能夠有效修補(bǔ)道路橋梁混凝土裂縫，而且也有利于提升結(jié)構(gòu)外觀的強(qiáng)度，起到對(duì)裂縫有效地防御和治理的作用。

3 結(jié) 語

道路橋梁施工隊(duì)伍要在技術(shù)這個(gè)活躍因素上開發(fā)增量的空間與資源，要立足于道路橋梁混凝土技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用和具體使用進(jìn)行現(xiàn)實(shí)性的調(diào)整和優(yōu)化，把握道路橋梁混凝土項(xiàng)目施工技術(shù)和工藝的核心與關(guān)鍵，重點(diǎn)控制干縮、應(yīng)力、溫度等關(guān)鍵參數(shù)，針對(duì)性地提出預(yù)防道路橋梁混凝土裂縫的技術(shù)對(duì)策和管控措施，進(jìn)而在過程、技術(shù)、細(xì)節(jié)三個(gè)維度上保障道路橋梁的工程質(zhì)量。