探討公路橋梁施工過程中裂縫產(chǎn)生的原因

賀愛民

摘 要：為優(yōu)化公路橋梁工程的建設(shè)質(zhì)量，延長其使用壽命，創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟效益，作出加強施工階段裂縫問題防控的建議。文章首先闡述公路橋梁施工階段常見的裂縫問題，包括收縮裂縫、負(fù)荷裂縫、溫度裂縫等，分析以上問題的成因，探究幾點切實可行的應(yīng)對方法，以供同行參考借鑒。

關(guān)鍵詞：公路橋梁;裂縫原因;應(yīng)對方法

0 引言

橋梁是交通體系中的重要構(gòu)成部分，其建設(shè)情況關(guān)系著交通運輸能力，影響人們出行活動安全性及區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展效率，故而眾多施工方在實踐中不斷探究優(yōu)化公路橋梁工程建設(shè)質(zhì)量得出工法。混凝土有材料來源廣泛、耐火性優(yōu)良、抗壓性強達(dá)成諸多優(yōu)勢，已經(jīng)成為當(dāng)下公路橋梁工程建設(shè)階段的常用材料之一，裂縫是橋梁施工階段的常見病害類型之一，其不僅會降低橋梁工程的穩(wěn)定性，范圍在不斷擴大過程中會削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)層鋼筋穩(wěn)固性，使公路運營過程埋置諸多安全隱患。

1 分析公路橋梁施工中的裂縫類型及主要原因

1.1 干縮裂縫

這是公路橋梁施工階段常見的裂縫問題，包括塑性、縮水、炭化、自生收縮等，會造成砼構(gòu)件體積出現(xiàn)改變，最后形成收縮樣裂縫。主要是砼澆筑后4 h～5 h內(nèi)開始逐漸出現(xiàn)自主收縮，此時水泥水化反應(yīng)十分顯著，大量水分快速蒸發(fā)，最后造成砼形體改變，砼構(gòu)件因出現(xiàn)了不均勻收縮而在表層形成了裂縫[1]。此外，砼內(nèi)外收縮程度存在差異，也會使自身表層形成過大的拉力，進(jìn)而出現(xiàn)收縮裂縫。

1.2 橋梁荷載

由橋梁荷載引起的裂縫類型一直接應(yīng)力以及次應(yīng)力裂縫為主。通常是因為將大量施工物料與器具堆放在橋梁受力位置，或者施工方?jīng)]有嚴(yán)格依照圖紙要求操作、部分參建人員隨意調(diào)整施工順序等，造成橋梁結(jié)構(gòu)受力改變等，都可能會引發(fā)梁直接應(yīng)力裂縫;施工中不能精準(zhǔn)測算出開槽、鑿洞方位及科學(xué)仿真模擬受力狀態(tài)等，均可能造成開孔處受力集中，這是次應(yīng)力裂縫形成的主要原因之一。

1.3 溫度變化

我國多數(shù)地區(qū)四季分明，季節(jié)交替時晝夜溫差相對大、降水量較少、風(fēng)沙較大及空氣相對濕度偏低等。外界客觀因素容易影響公路橋梁的建設(shè)質(zhì)量，溫度改變引起的砼裂縫一表面裂縫為主，走向沒有規(guī)律。比如體積相對較大額的砼柱，澆筑工序結(jié)束后水泥發(fā)生水化反應(yīng)會釋放熱量，內(nèi)部溫度快速上升，內(nèi)外部形成較大溫差，導(dǎo)致砼表面形成拉應(yīng)力。如果砼表面拉應(yīng)力明顯高于抗拉強度時，則便會造成砼表面形成裂縫。

1.4 地基變形

公路橋梁工程建設(shè)階段，澆筑砼時，受自身重力的影響，一方面會引起基礎(chǔ)與支架的不均勻問題，造成砼局部出現(xiàn)變形;另一方面砼構(gòu)件內(nèi)較沉重的顆粒自身出現(xiàn)沉降，造成砼結(jié)構(gòu)的均勻性降低，均會在模板相互作用下形成裂縫[2]。橋梁工程施工建設(shè)時因地基基礎(chǔ)出現(xiàn)垂直沉降造成公路橋梁形體發(fā)生不同程度改變，一旦超出砼結(jié)構(gòu)自身的抗拉能力時，便會出現(xiàn)開裂問題，通常在砼澆筑后的10 min到3 h中出現(xiàn)。

2 防控對策

2.1 加強施工原材料的質(zhì)量控制

這是控制裂縫問題的基礎(chǔ)步驟。在公路橋梁施工早期，就應(yīng)嚴(yán)格控制施工原材料的來源，以防部分施工方為壓縮工程建設(shè)成本，而購置了低價劣質(zhì)材料，出現(xiàn)偷工減料的行為等。砼是很多公路橋梁建設(shè)活動中常用物料，如果材料質(zhì)量不合格，則會直接影響項目建設(shè)質(zhì)量。

在具體建設(shè)活動中，在確保砼強度符合工程設(shè)計要求基礎(chǔ)上，推薦選用低標(biāo)號或產(chǎn)熱低水泥，能減少水泥水化反應(yīng)的熱量。并選購級配較好的粗、細(xì)集料，嚴(yán)格控制集料的針片狀顆粒含量，有助于減少發(fā)生收縮裂縫問題的風(fēng)險。建材進(jìn)場前均要指派專人進(jìn)行檢測檢驗，檢驗合格率要達(dá)到100%，鉆孔灌注樁成品檢測1類樁≥95%。

2.2 科學(xué)部署公路橋梁及設(shè)計荷載

在施工設(shè)計時段中，技術(shù)人員一定要綜合多方面因素分析橋梁工程建設(shè)中可能出現(xiàn)的突發(fā)情況，考量橋梁有關(guān)荷載因素形成的影響，合理規(guī)劃設(shè)計公路橋梁施工過程，全面優(yōu)化工程結(jié)構(gòu)。在具體施工活動中，要指派專人前往工程現(xiàn)場全面考察、調(diào)查研究公路橋梁，確保橋梁施工各環(huán)節(jié)均能符合荷載要求，實現(xiàn)預(yù)設(shè)的建設(shè)目標(biāo)。

2.3 加強地基的勘測

這是從源頭上控制橋梁裂縫問題的有效方法之一。地基是橋梁施工的基礎(chǔ)，若其存在問題，不僅會干擾橋梁后續(xù)施工進(jìn)度，也會降低工程整體建設(shè)質(zhì)量，甚至引發(fā)質(zhì)量安全問題。在工程建設(shè)前期，要指派勘測團(tuán)隊前往工程現(xiàn)場了解地質(zhì)狀況，進(jìn)而合理組織后期的建設(shè)活動[3]。

2.4 做好施工過程的溫度控制

工程施工階段要保證地基結(jié)構(gòu)安全性、穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，加強溫度的控制，這是減少或規(guī)避裂縫問題的有效方法之一。砼澆筑工序結(jié)束后，水泥會發(fā)生水化反應(yīng)，釋放大量熱量，在施工前，要組織工人對原材料進(jìn)行預(yù)降溫處理，保存粗、細(xì)骨料時要采用遮擋措施，以防在陽光直射下骨料溫度明顯升高;如果施工對象是大體積砼，則建議對骨料進(jìn)行預(yù)冷處理，拌合節(jié)點添加適量冰水;砼運輸時做好遮擋工作[4]。施工中，要督導(dǎo)工人嚴(yán)格依照設(shè)計要求進(jìn)行分層澆筑、振搗等操作，特殊情況還需進(jìn)行二次振搗，借此方式提升振搗的密實度;經(jīng)檢測確定砼施工效果符合相關(guān)規(guī)范時，方可拆除模板，在拆除環(huán)節(jié)嚴(yán)禁出現(xiàn)撞擊砼構(gòu)件的行為。砼養(yǎng)護(hù)時可以用草氈、灑水養(yǎng)護(hù)等方法，加強養(yǎng)護(hù)時間的控制，通常不短于14 d，并加強大溫度、濕度等指標(biāo)的控制。

2.5 優(yōu)化橋梁施工方法的完善

在具體施工建設(shè)中，施工方應(yīng)嘗試使用更多的新工藝、技術(shù)方法等，借此方式減少裂縫等質(zhì)量問題，綜合多方面因素完善橋梁工程的設(shè)計方案。針對那些應(yīng)用效果不確定的決策設(shè)計，要邀請專家測評其可行性、合理性，并親臨現(xiàn)場指導(dǎo)具體施工過程，最大限度的提升建筑工程的質(zhì)量安全。加強橋梁工程跨度大小的控制，結(jié)合工程所在地的地質(zhì)條件、對于因地下水流急地質(zhì)改變引起的病害問題，要及時、科學(xué)應(yīng)對。

2.6 及時修補裂縫問題

表面封閉修補是常用的修補技術(shù)方法。首先參照裂縫的檢測報告，前往工程現(xiàn)場核查裂縫數(shù)目、規(guī)格等指標(biāo)，清晰標(biāo)注出需進(jìn)行封閉處置的裂縫范圍。其次，全面清理裂縫表面，并且切割出“V”型槽，針對寬度較小的裂縫，建議工人應(yīng)用角磨機等器具將裂縫周圍的附著物、塵土等全面清除，建議角磨機沿裂縫切寬度5 mm，深度5 mm～10 mm的“V”型槽。再者，規(guī)范的調(diào)配環(huán)氧樹脂膠泥，對其力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行檢測檢驗，確保各項指標(biāo)檢出值均能符合橋梁工程質(zhì)量要求。最后，對裂縫進(jìn)行封閉化處理。具體是在判斷環(huán)氧樹脂膠液處于半干狀態(tài)時，慢慢將環(huán)氧樹脂膠泥刮涂填至“V”型槽內(nèi)，有序進(jìn)行壓實、抹平操作。在膠泥刮涂階段，要規(guī)避出現(xiàn)小孔和氣泡等，固化以后的膠泥表層要均勻、平整，嚴(yán)禁出現(xiàn)裂縫、脫落等不良現(xiàn)象。橋梁施工階段還可能出現(xiàn)影響結(jié)構(gòu)強度的裂縫，建議施工方應(yīng)用結(jié)構(gòu)補強、錨固補強法等。在裂縫修補結(jié)束后，還需利用多種方法檢測修補效果，例如鉆心取樣試驗等。

3 結(jié)束語

公路橋梁施工活動中，多種因素影響著項目施工效果，裂縫是常見的質(zhì)量病害之一，理應(yīng)得到施工方的重視，綜合多方面因素分析裂縫成因，規(guī)劃其所屬類別，在施工前期加強預(yù)防力度，消除問題;如果工程建設(shè)中探查到出現(xiàn)裂縫問題時，應(yīng)結(jié)合裂縫大小，及時采用適宜的修補措施，力爭將裂縫形成的危害降至最低。

參考文獻(xiàn)：

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[3]陸林.公路橋梁大體積混凝土常見裂縫與施工控制工藝[J].智能城市，2020，6（11）：219-220.

[4]盧正情，柴帥東，尹賀軍.公路橋梁施工混凝土裂縫防治研究[J].河南科技，2020（11）：81-82.