橋梁施工中裂縫預(yù)防策略探析

趙桉

（中交公路規(guī)劃設(shè)計院有限公司，北京 100088）

1 引言

隨著建設(shè)交通強國理念的逐步深入，發(fā)展道路交通系統(tǒng)，夯實經(jīng)濟社會發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施根基，逐漸成為國家和地區(qū)發(fā)展中的重要工作內(nèi)容。橋梁作為交通系統(tǒng)的組成部分，其建設(shè)除了可以壓縮區(qū)域間互通距離和交通通道時間外，還可以創(chuàng)造良好的交通體驗，增強人們的幸福感。雖然近年來我國橋梁的數(shù)量不斷增加，但橋梁質(zhì)量管控始終是橋梁施工和維護中重點關(guān)注的現(xiàn)實性問題。在橋梁質(zhì)量管控中，如何有效預(yù)防橋梁裂縫產(chǎn)生是重點性內(nèi)容?，F(xiàn)實中，造成橋梁產(chǎn)生裂縫原因的多樣性，以及橋梁裂縫可能產(chǎn)生的危險性，使裂縫預(yù)防成為橋梁施工質(zhì)量管控的重要關(guān)注點。施工主體需要根據(jù)橋梁施工的現(xiàn)實情況采取行之有效的預(yù)防策略，防范橋梁裂縫的產(chǎn)生[1]。

2 橋梁裂縫產(chǎn)生的原因分析

橋梁從圖紙轉(zhuǎn)變?yōu)槭褂玫膶嵨镄枰?jīng)歷設(shè)計、施工、監(jiān)理、運營管理等諸多環(huán)節(jié)，而在這些過程中，諸如設(shè)計疏漏、施工低劣、監(jiān)理不力等因素都可能造成橋梁出現(xiàn)裂縫的風(fēng)險。結(jié)合橋梁施工的實際情況來看，施工中容易引起橋梁發(fā)生裂縫的原因主要有以下幾方面。

2.1 荷載超限

荷載是橋梁結(jié)構(gòu)所需要承擔(dān)的各種重力，如果施工中的橋梁結(jié)構(gòu)實際承載的荷載超過了其本身可以承擔(dān)的重力，就會造成橋梁結(jié)構(gòu)中的局部或者整體出現(xiàn)裂縫，進而發(fā)生明顯的結(jié)構(gòu)性裂縫。從橋梁施工的角度來看，因為荷載超限而引發(fā)橋梁裂縫的原因主要在于施工人員對施工現(xiàn)場未進行認真、細致的考察，導(dǎo)致施工現(xiàn)場放置大量施工設(shè)備，增加了橋梁的外部荷載。同時，對施工中橋梁結(jié)構(gòu)整體承載重力缺乏準(zhǔn)確的評估，進行盲目施工，也是容易出現(xiàn)荷載超限的原因之一。例如，施工主體未對已經(jīng)澆筑的橋梁結(jié)構(gòu)進行受力測試，導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)震動疲勞等現(xiàn)象，一定程度上削弱了橋梁實際的負荷力[2]。

2.2 施工材料質(zhì)量不合格

橋梁工程的施工難度和施工規(guī)模均比較大，施工中所使用的材料也比較多，如果施工材料出現(xiàn)質(zhì)量不合格的情況，勢必會導(dǎo)致橋梁質(zhì)量出現(xiàn)問題，引起橋梁出現(xiàn)裂縫。實際上，在部分橋梁工程項目施工中，施工主體為了降低施工成本，會選擇使用一些質(zhì)量不合格的材料，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和荷載量存在嚴重的缺陷，極易引起橋梁產(chǎn)生裂縫。

2.3 自然條件變化

目前，多數(shù)橋梁工程項目采取的是混凝土結(jié)構(gòu)，而混凝土自身具有的熱脹冷縮性質(zhì)使得橋梁結(jié)構(gòu)會因為自然的變化而產(chǎn)生變形，進而出現(xiàn)裂縫?？傮w來看，可能引起橋梁發(fā)生裂縫的自然條件變化因素主要有溫度變化、日照變化等。其中，溫度變化指的是隨著一年四季溫度的不斷變化，橋梁結(jié)構(gòu)會發(fā)生縱向位移，而當(dāng)橋梁機構(gòu)的位移受到結(jié)構(gòu)或者其他因素的干擾無法實現(xiàn)時，就會發(fā)生裂縫；日照變化是由于橋面板、主梁、橋墩側(cè)面等部位受到暴曬后，溫度出現(xiàn)明顯的差異，使得橋梁的局部發(fā)生拉應(yīng)力差，進而出現(xiàn)裂縫。

2.4 混凝土收縮

混凝土收縮現(xiàn)象是指當(dāng)混凝土灌注成功逐漸凝結(jié)后，原來表面上含有的水分會逐漸消失，進而造成混凝土的體積減小。顯然，對于使用混凝土進行澆筑的橋梁而言，混凝土收縮會使橋梁縮水、體積減小等情況，進而引起銜接的橋梁版塊之間出現(xiàn)脫離，產(chǎn)生裂縫。同時，混凝土的收縮會引發(fā)混凝土自身應(yīng)力分配的不均，進而在一定程度上加大收縮裂縫的發(fā)生。

3 預(yù)防橋梁施工中裂縫的對策

橋梁作為連接道路的重要媒介，一旦產(chǎn)生裂縫，勢必會威脅橋梁自身的質(zhì)量和使用的安全。相關(guān)實踐表明，裂縫不僅會降低橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還可能會在使用過程中發(fā)生裂縫擴大，最終引發(fā)橋梁塌陷等危險性的事件?；跇蛄菏褂冒踩目紤]，有必要在施工過程中對橋梁裂縫進行必要的預(yù)防性干預(yù)，確保橋梁的穩(wěn)定性和安全性[3]。

3.1 嚴格控制橋梁結(jié)構(gòu)荷載

橋梁結(jié)構(gòu)荷載控制是伴隨橋梁整個施工過程的裂縫問題預(yù)防控制點。施工主體要根據(jù)橋梁施工的不同進度、不同階段制定和實施差異化的荷載控制測量，確保橋梁荷載的合理性。在橋梁設(shè)計階段，設(shè)計人員要根據(jù)擬修建橋梁工程的等級、用途，以及橋梁施工現(xiàn)場區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)地形、土壤、水文、氣候、溫度等因素，對橋梁的荷載進行綜合性的分析，確定科學(xué)合理的荷載，為橋梁施工提供相應(yīng)的參考。在橋梁施工階段，施工人員除了嚴格按照設(shè)計圖紙上明確的荷載區(qū)間進行橋梁施工外，還要對橋梁的結(jié)構(gòu)受力情況進行細化論證，為橋梁施工過程中的真正荷載控制提供現(xiàn)實性的參考。同時，要對施工進場的材料尤其是質(zhì)量比較大的機械、設(shè)備進行嚴格的控制，避免不加限制地在橋面堆放各類施工機具、材料，減少橋梁的額外荷載。

3.2 加強施工材料質(zhì)量管控

施工材料質(zhì)量管控要講究動態(tài)性，即從材料選購、材料入場、材料管理和材料使用方面對材料的質(zhì)量進行持續(xù)性的管理和控制。在材料選購時，材料采購人員要結(jié)合橋梁工程設(shè)計圖紙和項目施工的具體情況，選擇性能好、質(zhì)量優(yōu)的材料，從采購環(huán)節(jié)保證材料質(zhì)量符合要求。例如，在大面積的混凝土施工中，可以選擇低熱型的水泥，并通過鐵鋁酸四鈣來降低普通水泥中的水化熱，也可以使用礦渣、火山灰等類型的水泥，來實現(xiàn)對混凝土結(jié)構(gòu)固化時的溫度控制，降低成本的同時防止施工材料方面出現(xiàn)問題。在材料入場時，采購主體和施工主體除了要審查材料的數(shù)量和種類外，還要對材料的質(zhì)量進行現(xiàn)場抽查，確保進場的材料在質(zhì)量上符合質(zhì)量要求。在材料管理時，材料管理主體要根據(jù)材料管理的實際情況，采取科學(xué)性、規(guī)范性的管理方法，避免材料因為長期暴曬、雨淋、堆壓等原因出現(xiàn)變形、變質(zhì)等情況，確保材料的使用價值。在材料使用時，要對擬使用材料的質(zhì)量再次進行檢查，確保材料質(zhì)量符合要求。例如，在正式施工之前，先對水泥的水化熱進行測試，在測試達標(biāo)以后再進行使用。同時，材料的使用要嚴格按照材料自身的使用說明和要求進行規(guī)范化、嚴格化的操作，避免隨意使用造成的材料錯用、誤用等情況。

3.3 加強施工環(huán)境控制

雖然施工現(xiàn)場的溫差、日照變化等自然條件的變化具有客觀性，但施工主體可以通過相應(yīng)的規(guī)避或者干預(yù)措施來規(guī)避因為自然環(huán)境條件變化而產(chǎn)生的橋梁裂縫。對于因為溫差而發(fā)生裂縫的情況，施工主體在施工過程中要充分掌握橋梁工程使用的現(xiàn)實情況，對施工中可能遇到的溫差情況進行詳細的分析論證，明確溫差對橋梁裂縫產(chǎn)生的作用力，并采取相應(yīng)的干預(yù)措施來減少溫差，使溫度變化對橋梁裂縫的影響降到最低。例如，施工人員可以根據(jù)工程圖紙中的明確要求，對混凝土的配比情況進行科學(xué)的調(diào)整控制，盡可能地降低混凝土內(nèi)部與外部的溫差，減少水泥水化熱反應(yīng)事件等。對于因為日照變化可能引起的裂縫現(xiàn)象，則要采取靈活的施工時間來規(guī)避日照差偏大的時間區(qū)間進行施工，將日照變化對橋梁施工的干擾和破壞降到最低程度。

3.4 注重橋梁施工中的養(yǎng)護

混凝土收縮引起的橋梁裂縫的發(fā)生雖然也具有客觀性，但可以通過相應(yīng)的管理和養(yǎng)護措施加以防范和解決。在管理方面，施工主體要盡可能選擇優(yōu)質(zhì)的混凝土，將混凝土收縮的情況降到最低程度。在橋梁養(yǎng)護方面，在橋梁澆筑完成以后，要對橋梁的混凝土結(jié)構(gòu)進行必要的養(yǎng)護，確?；炷恋氖湛s率在可控的范圍內(nèi)。同時，在橋梁工程灌漿施工前，要對橋梁已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫、空隙等進行封堵、止?jié){堵漏，避免橋梁的裂縫、空隙擴大。

4 結(jié)語

近年來，隨著橋梁工程項目數(shù)量和規(guī)模的不斷增加，橋梁裂縫逐漸成為橋梁工程施工中普遍面臨的病害。通過分析發(fā)現(xiàn)，容易引起橋梁施工中出現(xiàn)裂縫的原因主要有荷載超限、施工材料質(zhì)量不合格、自然條件變化、混凝土收縮等?？紤]橋梁裂縫發(fā)生原因的多樣性，以及裂縫問題對橋梁穩(wěn)定性和安全性的影響，施工主體在橋梁施工中要做到嚴格控制橋梁結(jié)構(gòu)荷載，加強施工材料質(zhì)量管控與施工環(huán)境控制，并在施工過程中和施工結(jié)束后注重橋梁養(yǎng)護，確保裂縫問題得到及時得到有效的解決。