公路橋梁施工過程中裂縫產(chǎn)生原因及應(yīng)對(duì)策略

焦八一

安徽路達(dá)公路工程有限責(zé)任公司 安徽安慶 246003

1 公路橋梁病害情況

現(xiàn)澆實(shí)心板：經(jīng)現(xiàn)場抽樣勘測，裂縫均按橫橋呈“一”型分布，裂縫間距以30-50cm分布，每一模中有7-11條裂縫（模板長寬為2.4m×1.2m）。抽樣檢測兩條裂縫，最大縫寬0.062mm，最大縫深45.6mm。現(xiàn)澆簡支T梁：經(jīng)現(xiàn)場抽樣勘測，裂縫主要分布在距梁端1.3-18.9m之間（梁長20m），裂縫間距以15-50cm分布，每片梁大約有50條裂縫，裂縫長度在20-75cm之間，寬度在0.03-0.20mm之間，深度在40-130mm之間。梁板外觀局部有蜂窩麻面、漲模、模板變形等缺陷。馬蹄形部分底端、側(cè)邊均有不同類型的缺陷。裂縫調(diào)查：現(xiàn)場普查裂縫數(shù)量及分布：檢查裂縫數(shù)量、長度及寬度，對(duì)裂縫位置進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并作好記錄，觀察后期發(fā)育情況。

2 公路橋梁裂縫成因分析

根據(jù)裂縫成因，具體可分為塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫、溫度裂縫三類。

2.1 塑性收縮裂縫

完成澆筑作業(yè)后，由于混凝土尚未達(dá)到凝固狀態(tài)，在與空氣接觸后形成塑性收縮裂縫，與混凝土表面失水過快有關(guān)[1]。從發(fā)生時(shí)間來看，塑性收縮裂縫主要集中在干熱天氣或是現(xiàn)場風(fēng)力等級(jí)較高的天氣，形態(tài)方面具有中間寬、兩端細(xì)長的特點(diǎn)，不同因素作用后的裂縫長度存在差異，最大可達(dá)到2～3m。

2.2 施工角度分析

施工中嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范施工，梁板澆筑前也進(jìn)行了預(yù)壓試驗(yàn)，預(yù)壓試驗(yàn)值合格，排除了地基基礎(chǔ)沉降導(dǎo)致裂縫形成的可能性。由于臨時(shí)通車時(shí)，橋梁瀝青混凝土鋪裝尚未施作，僅進(jìn)行了水泥混凝土的鋪裝，水泥混凝土的鋪裝層平整度與瀝青混凝土路面相比相差甚遠(yuǎn)，特別是在伸縮處還有10cm的高差，雖然在伸縮縫兩側(cè)進(jìn)行了臨時(shí)堆砂處理，但車輛通行時(shí)，車輛不可避免產(chǎn)生跳動(dòng)顛簸，特別是重載車輛，反復(fù)對(duì)橋面產(chǎn)生了很大的沖擊荷載，沖擊系數(shù)值很大，致使構(gòu)件承受了較大的彎矩，從而導(dǎo)致構(gòu)件中部區(qū)域的下部產(chǎn)生了裂縫。

2.3 施工因素

任何工程在施工過程中都應(yīng)該秉承嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)的理念。但是人不是機(jī)器，有時(shí)難免會(huì)在工作中出現(xiàn)一些失誤，這些失誤都可能對(duì)公路的質(zhì)量造成影響；即使在零失誤的情況下也可能由于施工隊(duì)的技術(shù)不夠完善使公路質(zhì)量下降。因此，施工隊(duì)要具備現(xiàn)代化的施工技術(shù)，事先設(shè)計(jì)好公路工程的方案和重要施工細(xì)則，把握好原料的配合比，全面了解結(jié)構(gòu)施工，將路面處理的注意事項(xiàng)等等都考慮到位，才能使公路的質(zhì)量以及通行車輛的安全性得到保障，這些都是公路產(chǎn)生裂縫的潛在因素。

2.4 荷載問題

荷載量也是公路設(shè)計(jì)時(shí)需要重點(diǎn)考慮的問題之一，道路橋梁不能無限承重，根據(jù)使用材料以及施工技術(shù)會(huì)對(duì)工程的承載力進(jìn)行計(jì)算，如果超出了公路的承載力就會(huì)坍塌。很多研究表明大部分公路坍塌的原因之一就是承載力超出既定的標(biāo)準(zhǔn)，承載力過大就會(huì)導(dǎo)致公路路面上出現(xiàn)裂縫，裂縫的出現(xiàn)會(huì)降低密度，進(jìn)而損害公路強(qiáng)度，內(nèi)外夾擊導(dǎo)致公路最終坍塌[2]。

3 公路橋梁裂縫的治理辦法

3.1 優(yōu)化混凝土配比

合理的配比有助于提高混凝土質(zhì)量，對(duì)此需通過試驗(yàn)確定合適配比，作為正式生產(chǎn)的指導(dǎo)，安排專員全程監(jiān)督，若混凝土性能存在異常，需加強(qiáng)檢驗(yàn)并合理調(diào)整配比。此方面的工作具體可從如下三點(diǎn)入手。①經(jīng)試驗(yàn)后確定合適配比，以低熱水泥較為合適，在維持混凝土質(zhì)量穩(wěn)定的前提下減少水泥用量；加強(qiáng)對(duì)骨料質(zhì)量的控制，避免含泥量過高的情況。②做好混凝土生產(chǎn)前的準(zhǔn)備工作，合理優(yōu)化工序，要求現(xiàn)場溫度適宜，各項(xiàng)施工機(jī)具的性能以及原材料的質(zhì)量都滿足要求。③加強(qiáng)對(duì)模板質(zhì)量的控制，要求其結(jié)構(gòu)合理，尤為關(guān)鍵的是非連續(xù)端底模，該處易發(fā)生混凝土裂縫現(xiàn)象。此外，諸如振搗時(shí)間和點(diǎn)位、各層厚度等均要得到有效的控制[3]。

3.2 現(xiàn)澆實(shí)心板

在板梁底沿縱向粘貼一層碳纖維布[4]進(jìn)行處理，粘貼碳纖維布之前應(yīng)對(duì)原橋的裂縫進(jìn)行處理，裂縫寬度小于0.15mm的采用環(huán)氧膠泥封閉；裂縫寬度不小于0.15mm的采用畢可法壓注改性環(huán)氧膠液進(jìn)行處理。現(xiàn)澆實(shí)心板裂縫處治構(gòu)造圖見圖2。粘貼碳纖維布前應(yīng)對(duì)混凝土表面進(jìn)行打磨、清理，處理后的表面須滿足施工工藝要求?？v向碳纖維布采用50cm寬的碳纖維布條帶進(jìn)行處理，條帶之間間隔30cm，并在板梁兩端分別設(shè)置兩道碳纖維布?jí)簵l，壓條寬度為50cm，壓條間隔為100cm。

3.3 設(shè)置冷卻管

混凝土產(chǎn)生溫度裂縫的主要原因是由于內(nèi)外部溫度差值較大，為了平衡內(nèi)外溫度差，防止水化熱的產(chǎn)生，南崔路分離立交橋重力式橋臺(tái)在澆筑混凝土施工時(shí)，可以采用設(shè)置冷卻管方式，即選擇強(qiáng)度高，熱傳導(dǎo)性能好的鐵管，公稱直徑為42.3mm，并設(shè)置兩層，分別安裝在橋臺(tái)底部以上1m的位置與底部以上2.5m的位置，其中，環(huán)形冷卻管距離橋臺(tái)前墻的距離分別為1m和2.2m，距離側(cè)墻的距離分別為0.8m以及1.6m。當(dāng)冷卻管自澆筑混凝土?xí)r即通入冷水，通水時(shí)間為7天，在澆水過程中，進(jìn)出水口的水溫差不得大于10℃，而水溫與混凝土內(nèi)部的溫差值不得大于20℃。通過這種方法，縮小了混凝土的內(nèi)外溫差值，內(nèi)部熱量釋放得到有效控制，這就降低了發(fā)生水化熱的概率，對(duì)溫度裂縫的產(chǎn)生起到抑制作用[4]。

3.4 瀝青路面再生技術(shù)

瀝青混合材料在高溫狀態(tài)下具有很好的延展性能，可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行拉伸，但在公路出現(xiàn)裂縫的情況下，瀝青混凝土材料也受到了一定損壞，這就需要運(yùn)用瀝青路面再生技術(shù)，不僅能在很好地完成路面養(yǎng)護(hù)工作的前提下節(jié)約資源，還能提高資源利用率，順應(yīng)了現(xiàn)代社會(huì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。瀝青路面是保障公路橋梁平整必不可少的因素，瀝青路面再生技術(shù)可分為冷再生和熱再生兩種方式，瀝青回收后再加以加工利用，既不破壞公路的整體，又能很好地完成路面的養(yǎng)護(hù)工作，此技術(shù)更加保障了公路橋梁為社會(huì)服務(wù)的功能。

3.5 路面基層質(zhì)量控制

在施工中要提升路基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，路基穩(wěn)定會(huì)增強(qiáng)路面的質(zhì)量。在材料的選擇上執(zhí)行嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)，提升路基的穩(wěn)定性，還需要保證道路路基的密度以及厚度的統(tǒng)一，為混凝土的鋪設(shè)奠定基礎(chǔ)[5]。

3.6 沉降、塑性收縮及溫度的控制措施

考慮到施工現(xiàn)場土質(zhì)不均的問題，應(yīng)在地基施工環(huán)節(jié)做好質(zhì)量控制，以免發(fā)生不均勻沉降現(xiàn)象，如夯實(shí)土層、選擇剛度表現(xiàn)良好的鋼筋等。含水量是影響混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵因素，結(jié)束澆筑后加強(qiáng)對(duì)該指標(biāo)的監(jiān)測，若出現(xiàn)水分異常散失的現(xiàn)象，則必須通過灑水等方式給予補(bǔ)水處理，以免出現(xiàn)塑性收縮裂縫。溫度不當(dāng)是引發(fā)混凝土裂縫的重要成因，在現(xiàn)場溫度偏低的情況下，可通過對(duì)模型加熱的方式加以處理，如蒸汽加熱則較為可行，目的在于確保模型溫度不低于10℃。此外，混凝土濕度的控制也尤為關(guān)鍵，要求該指標(biāo)穩(wěn)定在90%左右，并且每1h的溫度變化幅度不超過10℃。

3.7 灌漿法

這種修補(bǔ)方法主要是利用水泥或者化學(xué)漿液，將其灌入混凝土的裂縫當(dāng)中，使?jié){液在混凝土的縫隙當(dāng)中擴(kuò)散、固化，固化后的漿液具有較高的黏結(jié)強(qiáng)度，能夠與原有混凝土黏結(jié)在一起，而形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。一般采用的化學(xué)漿液包括環(huán)氧樹脂漿液、甲凝漿液、水玻璃、丙烯酞胺、丙烯酸鹽等，當(dāng)這些不溶物填充到混凝土縫隙當(dāng)中，其不透水性使混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度增大，能夠收到良好的修補(bǔ)效果。

3.8 加強(qiáng)施工設(shè)備管理

現(xiàn)代工程建設(shè)離不開設(shè)備的支持，在設(shè)備的輔助下施工速度以及質(zhì)量都得到了極大的提升。在混凝土攪拌以及澆筑中也會(huì)使用到很多的設(shè)備，如果不能做好設(shè)備維護(hù)以及檢修工作，出現(xiàn)故障就會(huì)會(huì)影響混凝土的剛性。但是當(dāng)前大部分施工中工作人員對(duì)設(shè)備的維護(hù)不到位，不僅影響施工質(zhì)量，還會(huì)對(duì)操作人員的安全造成威脅。

4 結(jié)語

綜上，公路橋梁建設(shè)領(lǐng)域?qū)τ陬A(yù)制箱梁的需求量較大，但受材料質(zhì)量、工藝方法、現(xiàn)場溫度等多方面因素影響，裂縫問題較為常見。本文從該裂縫的成因入手，明確具體的影響因素，而后對(duì)預(yù)制箱梁的各施工環(huán)節(jié)展開針對(duì)性分析，提出相應(yīng)的防治措施，希望給相關(guān)工程人員提供參考，切實(shí)提高預(yù)制箱梁整體品質(zhì)，為橋梁建設(shè)創(chuàng)設(shè)良好條件[1]。