道路橋梁施工中的裂縫成因及預(yù)防措施

楊龍翔

（濟(jì)寧市交通運(yùn)輸綜合執(zhí)法支隊(duì)，山東濟(jì)寧272000）

0 引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，道路交通行業(yè)也有了迅猛的發(fā)展，道路橋梁工程建設(shè)數(shù)量越來越多，呈現(xiàn)科技融入度越來越高的趨勢。通過研發(fā)各種新型的工藝，在道路橋梁的質(zhì)量方面有了更多的突破。本文探討在道路橋梁施工中，導(dǎo)致區(qū)域出現(xiàn)裂縫問題的各種影響因素，減少裂縫對道路橋梁工程的負(fù)面影響，盡可能延長道路橋梁的使用壽命，避免人們的生命財(cái)產(chǎn)安全受到威脅。提高對裂縫的重視程度，采取針對性的措施來改善裂縫的問題,推動道路橋梁工程的發(fā)展。

1 道路橋梁施工裂縫的危害性

我國的道路橋梁工程在建設(shè)時(shí)，大多采用鋼筋混凝土的工藝構(gòu)造形式，而且鋼筋混凝土的施工工藝日趨成熟，整體施工的效率較高。相較于其他工程結(jié)構(gòu)而言，成本較為低廉,但是在施工建造時(shí)，必須把控混凝土的特性。

由于混凝土容易受到外界環(huán)境的影響而產(chǎn)生質(zhì)量問題，降低道路橋梁整體的性能，使強(qiáng)度和剛度大打折扣，影響正常的車輛通行。所以，通過研究裂縫的危害，采取針對性的措施，可以杜絕裂縫的問題。以下是裂縫的危害：

其一，道路橋梁出現(xiàn)裂縫，會導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性大打折扣。雖然裂縫只是發(fā)生在結(jié)構(gòu)的表面，但是隨著時(shí)間的推進(jìn)，裂縫會從外到內(nèi)蔓延，影響結(jié)構(gòu)的整體特性。

其二，裂縫會使原本的鋼筋暴露出來，鋼筋材料與空氣接觸，導(dǎo)致腐蝕，減少道路橋梁整體的使用壽命，使工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)遭到破壞。

2 道路橋梁施工裂縫的類型及產(chǎn)生原因

道路橋梁經(jīng)常會出現(xiàn)裂縫，按照裂縫的形狀可以分為平行狀、網(wǎng)狀、放射狀等等。導(dǎo)致不同裂縫的原因也會有所不同，主要為以下幾種。

2.1 荷載導(dǎo)致的裂縫

混凝土?xí)艿届o荷載或動荷載的應(yīng)力作用而導(dǎo)致裂縫。在通常情況下，靜荷載所導(dǎo)致的裂縫裂痕相對較小，而動荷載引起的裂縫則是混凝土發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞的主要成因。道路橋梁在投入使用的過程中，受到重型車輛的反復(fù)碾壓，道路的結(jié)構(gòu)難免會因?yàn)橥饨缱饔昧Φ挠绊懚鴮?dǎo)致裂縫。這種情況多發(fā)生在受壓區(qū)、受拉區(qū)、振動區(qū)，隨著受力結(jié)構(gòu)的不同，最終呈現(xiàn)出來的裂縫特點(diǎn)和裂縫破壞的程度也會有所不同。

2.1.1 受拉區(qū)裂縫的特點(diǎn)

在受拉的區(qū)域中，裂縫多貫穿整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的橫截面，垂直于受力方向。而且裂縫的整體寬度呈現(xiàn)出大致相等的狀態(tài)，螺紋鋼筋結(jié)構(gòu)裂縫周圍還會出現(xiàn)次裂縫。

2.1.2 受壓區(qū)裂縫的特點(diǎn)

在受壓的區(qū)域中，裂縫多呈現(xiàn)出平行的狀態(tài)。具備密集型的特點(diǎn)。由于車輛反復(fù)的碾壓，可能導(dǎo)致箱梁的梁體和橋面鋪裝脫空的情況。

2.1.3 支座處負(fù)彎矩裂縫的特點(diǎn)

在工程施工的過程中，應(yīng)當(dāng)對鋼筋材料采取專業(yè)的保護(hù)措施，從而方便后期進(jìn)行混凝土振搗等各項(xiàng)施工操作。避免踩踏鋼筋，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形，支座處產(chǎn)生了負(fù)彎矩，使混凝土出現(xiàn)裂縫。

2.2 混凝土質(zhì)量導(dǎo)致的裂縫

混凝土是由不同的材料組合而成的一種混合性材料，成分包括水泥、碎石、砂、水、添加劑等等。在制作混凝土的過程中，通過把控原材料的質(zhì)量、性能，按照專業(yè)的配比，完成混合攪拌的過程。該過程相對較為專業(yè)，而且影響因素眾多，一不小心就可能產(chǎn)生質(zhì)量問題，而影響到混凝土的結(jié)構(gòu)特性。例如，水泥的安定性達(dá)不到專業(yè)的要求，無法滿足強(qiáng)度等特性，砂礫的粒徑尺寸不達(dá)標(biāo)，孔隙率過大、級配不良等等，都會使混凝土的最終質(zhì)量無法滿足設(shè)計(jì)和工程建造的要求。混凝土的水灰比也會直接影響混凝土的性能狀態(tài)。水泥和水的計(jì)量會使混凝土的材料強(qiáng)度產(chǎn)生變化，一些添加劑的選擇不當(dāng)也會導(dǎo)致混凝土的性能產(chǎn)生偏差。總而言之，混凝土通過各種原料的專業(yè)配比來滿足質(zhì)量的需求，倘若無法達(dá)到這些要求，最終就會出現(xiàn)裂縫。

2.3 混凝土收縮導(dǎo)致的裂縫

通過大量的工程實(shí)踐以及調(diào)查分析，統(tǒng)計(jì)了導(dǎo)致橋梁裂縫的一些常見原因，而且相較于混凝土的內(nèi)部，表層的水分蒸發(fā)速度較快,在水分蒸發(fā)的過程中，混凝土整體的溫度也會急劇下降，體積也會相對減小，將該過程稱為“干縮”。在干縮的過程中，水分不斷地向外擴(kuò)散，由內(nèi)而外的水分散發(fā)也會產(chǎn)生混凝土結(jié)構(gòu)性能的偏差。當(dāng)混凝土表面的收縮量大于內(nèi)部時(shí)，不均勻的收縮會使混凝土的表面承受較大的拉力。在通常情況下，混凝土自身具備承受拉力的特性，但倘若收縮異常，抗拉強(qiáng)度無法滿足收縮的實(shí)際要求，就會產(chǎn)生裂縫，而導(dǎo)致收縮裂縫的原因主要有以下幾種：

2.3.1 養(yǎng)護(hù)方法不當(dāng)

混凝土在完成澆筑后，需要采取各種保養(yǎng)措施，從而使水化反應(yīng)加速，提高混凝土整體的強(qiáng)度特性。在保養(yǎng)混凝土?xí)r，要根據(jù)周圍的環(huán)境情況，采取相關(guān)措施，盡可能地避免溫差，或者降低溫差對于混凝土的影響。而混凝土的濕度越高時(shí)，需要考慮的因素也會越多，養(yǎng)護(hù)所用的時(shí)間也會越長。經(jīng)過大量實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)蒸汽養(yǎng)護(hù)法能夠有效地減小混凝土收縮產(chǎn)生裂縫的概率，從而達(dá)到較為理想的效果。相較于自然養(yǎng)護(hù)的形式，蒸汽養(yǎng)護(hù)法可以很好地調(diào)控收縮裂縫，盡可能地保證混凝土的質(zhì)量。

2.3.2 周圍環(huán)境的影響

當(dāng)周圍的環(huán)境出現(xiàn)異常情況時(shí)，混凝土也會發(fā)生結(jié)構(gòu)性能的變化，導(dǎo)致收縮裂縫?？諝飧稍?、濕度較小、溫度過高、風(fēng)速過大等等，都會導(dǎo)致水分的蒸發(fā)速度越來越快，而使得混凝土出現(xiàn)收縮的現(xiàn)象，最終產(chǎn)生裂縫，影響混凝土的質(zhì)量和結(jié)構(gòu)特性。在道路橋梁混凝土的施工中，倘若出現(xiàn)地基基礎(chǔ)的沉降問題，則會使結(jié)構(gòu)內(nèi)部的各種力的作用出現(xiàn)變化，使混凝土的抗拉能力無法達(dá)到作用力的調(diào)節(jié)需求，最終產(chǎn)生裂縫。一方面，混凝土基礎(chǔ)與支架的塑性狀態(tài)會導(dǎo)致不均勻的沉降；另一方面，裂縫由于結(jié)構(gòu)中存在局部變形而受到較大的約束，最終會出現(xiàn)水泥漿上浮的情況，造成不同材料和結(jié)構(gòu)之間的作用力。

2.4 保護(hù)層不當(dāng)導(dǎo)致鋼筋銹蝕導(dǎo)致的裂縫

當(dāng)混凝土的質(zhì)量本身較差，或者表面的厚度不達(dá)標(biāo)時(shí)，二氧化碳會使保護(hù)層無法起到保護(hù)的作用，造成了鋼筋表面的碳化反應(yīng)，逐漸產(chǎn)生銹蝕的現(xiàn)象。在這種情況下，鋼筋周圍的混凝土堿度也會下降，氯化物通過保護(hù)層與鋼筋接觸，使得鋼筋材料周圍的氯離子含量上升，破壞表面的氧化膜。而鐵離子在與水分和氧氣充分接觸之后，也會加速銹蝕現(xiàn)象，使得混凝土產(chǎn)生一種膨脹應(yīng)力，出現(xiàn)剝離的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致混凝土的裂縫。這種裂縫多是以沿鋼筋縱向的形式出現(xiàn)，而且混凝土表面也會出現(xiàn)銹跡。而且一旦發(fā)生該種現(xiàn)象，鋼筋的有效斷面會縮小，使得材料之間的握裹力大受影響，結(jié)構(gòu)整體的承載力也會有所下降。而且一旦發(fā)生銹蝕，銹蝕的情況只會越來越嚴(yán)重，造成惡性循環(huán)。而混凝土的整體性能也會越來越差，建筑結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出加速損壞的現(xiàn)象，造成較為惡劣的后果。

3 道路橋梁施工裂縫的預(yù)防措施

3.1 全面加強(qiáng)裂縫控制管理

為了能夠預(yù)防材料的結(jié)構(gòu)破壞，避免裂縫的產(chǎn)生,在施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)研究所在地區(qū)的氣候列舉一些不利情況，杜絕導(dǎo)致裂縫的各項(xiàng)因素。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，采取針對性的措施，能夠達(dá)到有效預(yù)防裂縫的目的。加強(qiáng)施工人員的培訓(xùn)，研究如何解決裂縫的問題，提高施工人員的整體素質(zhì)。通過科學(xué)配比，完成材料的采集和組合工作，避免人為因素而導(dǎo)致的裂縫。施工項(xiàng)目的管理人員在施工開始之前，要對施工圖紙進(jìn)行審核，詳細(xì)了解圖紙中的相關(guān)信息。要與監(jiān)察機(jī)構(gòu)和有關(guān)部門共同審批有關(guān)文件。在施工過程中，按照專業(yè)的圖紙完成施工任務(wù)。避免存在施工不標(biāo)準(zhǔn)，或隨意性較強(qiáng)的情況，從而盡可能地減小由于不規(guī)則施工或圖紙問題而導(dǎo)致的裂縫[1]。

3.2 嚴(yán)格控制施工的溫度

在道路橋梁施工中，控制好溫度，能夠避免由于溫度差而產(chǎn)生的裂縫。比如，在進(jìn)行混凝土澆筑之后，水泥發(fā)生水化反應(yīng)，而產(chǎn)生大量的熱量。此時(shí)就需要采用降溫的措施，在水化反應(yīng)時(shí)降低溫度，避免溫度對材料結(jié)構(gòu)造成的負(fù)面影響。在施工的現(xiàn)場進(jìn)行混凝土的儲存和保養(yǎng)時(shí)，對于相關(guān)的原材料做好保護(hù)措施，對粗骨料和細(xì)骨料要進(jìn)行有效的遮擋，避免太陽直射而導(dǎo)致材料的溫度升高。在進(jìn)行大體積混凝土施工時(shí)，可以在骨料攪拌階段加入一些冰水，起到降低溫度的作用。要避免攪拌站與施工現(xiàn)場的距離過遠(yuǎn)，倘若施工條件不允許，二者的距離相對較遠(yuǎn)，也要做好罐車的遮擋工作。在冬季氣溫較低的條件下施工時(shí)，需要適當(dāng)?shù)靥岣呋炷恋恼w溫度。而在夏季施工時(shí)，通過對材料做好保濕措施，防止溫度變化而影響混凝土的特性，避免溫度對材料的負(fù)面影響，最終導(dǎo)致裂縫，這些都是施工人員應(yīng)當(dāng)做好的預(yù)防措施。

3.3 控制施工材料的質(zhì)量

為了能夠使道路橋梁工程的建筑材料，如混凝土等的質(zhì)量得到保障，避免由于材料質(zhì)量因素而導(dǎo)致的橋梁裂縫。除了把控溫度之外，還需要考慮道路橋梁工程建造的具體情況，選擇合適的原材料，確認(rèn)材料的規(guī)格、數(shù)量等要素。在成本允許的前提之下，盡可能地選擇優(yōu)良的材料來構(gòu)造。在采集原材料的過程中，需要了解供應(yīng)商的資質(zhì)，盡可能保證材料的質(zhì)量。在材料采集完成后，還要合理地存放，定期管理，進(jìn)行現(xiàn)場的巡視，確認(rèn)材料的質(zhì)量滿足相關(guān)要求，儲存的方式應(yīng)盡可能合理化，避免儲存不當(dāng)導(dǎo)致的材料質(zhì)量問題。施工人員在混凝土施工時(shí)，要根據(jù)所處的環(huán)境以及道路橋梁施工建造的需求來靈活地選擇混凝土的配合比，避免由于配合比不合理而導(dǎo)致裂縫。原材料的管理和控制是非常重要的工序，在一定程度上能夠減小裂縫產(chǎn)生的概率。尤其是在道路橋梁施工中，要重點(diǎn)把控材料的種類、性能，重視原材料的質(zhì)量管控工作。

3.4 建立健全后期的養(yǎng)護(hù)機(jī)制

為了盡可能地降低裂縫產(chǎn)生的概率，延長道路橋梁整體的使用壽命，必須要確保將道路橋梁的作用充分的凸現(xiàn)。在裂縫出現(xiàn)之前，就能夠規(guī)避各種影響因素，從而保持道路橋梁高質(zhì)量的狀態(tài)。在道路橋梁施工完成之后，經(jīng)常出現(xiàn)各種裂縫問題，而對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞。通過做好后期的養(yǎng)護(hù)，盡可能地減小這些現(xiàn)象發(fā)生的概率，對于延長道路橋梁的使用壽命也具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。在開展道路橋梁養(yǎng)護(hù)工作時(shí)，要按照專業(yè)要求，嚴(yán)格把控相關(guān)養(yǎng)護(hù)操作和流程，控制好養(yǎng)護(hù)階段的溫度與濕度，避免外界環(huán)境變化給道路橋梁工程的材料造成的負(fù)面影響。外界溫度過高時(shí)，道路橋梁會受到驟然升溫的影響，而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞。此時(shí)要做好灑水降溫等措施，降低裂縫發(fā)生的概率[1]。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，道路橋梁建設(shè)的規(guī)模和數(shù)量越來越龐大。為了能夠滿足人們的日常出行需求和行車安全要求，應(yīng)當(dāng)著重控制道路橋梁的工程質(zhì)量。根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因，做好相關(guān)控制工作，從而采取針對性的有效措施，盡可能地降低裂縫對于建筑的結(jié)構(gòu)影響。消除道路橋梁工程的安全隱患，推動項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展，保證工程的建設(shè)質(zhì)量。