道路橋梁設(shè)計和施工過程中裂縫成因分析

王維琪

在道路橋梁建設(shè)工程進行期間，混凝土作為工程常用的材料，直接關(guān)乎工程整體質(zhì)量，但是受到外界因素與環(huán)境因素的干擾，在工程過程或是投入使用的一段時間出現(xiàn)裂縫，對橋梁行車與人員造成一定的安全威脅。在路橋工程進行期間，必須增加對裂縫控制工作的重視程度，管理人員應(yīng)該明確自身在此項工作方面承擔(dān)的責(zé)任，掌握裂縫控制方法，在科學(xué)的控制手段下，提高混凝土結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。

1 裂縫形成的原因

1.1 荷載問題

經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)混凝土出現(xiàn)裂縫荷載問題是一方面原因，道路橋梁工程路基結(jié)構(gòu)可能會受到荷載問題的干預(yù)，破壞路基結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致混凝土表面出現(xiàn)大量的裂縫。在混凝土路基建造工作進行期間，應(yīng)該靈活的應(yīng)用多類設(shè)備輔助橋梁工程施工。由于工程部分路基結(jié)構(gòu)強度不達標(biāo)，讓很多大型設(shè)備無法良好地進行碾壓工作，在施工碾壓階段造成嚴(yán)重的裂縫問題，降低路基整體質(zhì)量。在道路橋梁施工期間，因為外在因素的監(jiān)控方式不當(dāng)，致使混凝土出現(xiàn)大量裂縫。在施工結(jié)束后，橋梁正式投入使用，在通行一段時間后，因為車輛荷載破壞橋梁路面結(jié)構(gòu)。當(dāng)橋梁承受能力小于外界壓力時，就會在路面處出現(xiàn)大量裂縫。

1.2 溫度問題

混凝土是道路橋梁工程的主要材料，擁有熱脹冷縮的特性，會因為溫度的改變，使混凝土結(jié)構(gòu)與形狀發(fā)生一定的變化。在溫度驟然變化時，混凝土?xí)跓崦浝淇s特性下出現(xiàn)變化，也是在此過程中導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂痕。研究道路橋梁工程需要在設(shè)計工程方案前，進行施工勘察工作，掌握工程區(qū)域的情況，清楚施工地形參數(shù)。此外，需要調(diào)研施工場地的氣候狀況，在施工場地如果出現(xiàn)明顯的溫差，會影響到混凝土的質(zhì)量，對工作造成不小的干預(yù)。

混凝土在溫差的影響下便會出現(xiàn)變形，溫度應(yīng)力會受到混凝土結(jié)構(gòu)限制，但是在約束值達到極限后，會因為溫度應(yīng)力超過混凝土結(jié)構(gòu)約束力，使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大的形變并在此期間出現(xiàn)大量的裂縫。道路橋梁工程進行期間，需要讓工作人員提前采取防護措施，盡可能規(guī)避溫度裂縫。然而，在實際施工中工作人員即便清楚溫度裂縫產(chǎn)生原理，但是在裂縫控制方面并沒有找到關(guān)鍵點，很難控制裂縫出現(xiàn)。因為控制方式不當(dāng)，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)大量裂縫，此外，隨著溫差增加，會加劇裂縫病害程度，降低工程整體質(zhì)量[1]。

1.3 收縮問題

混凝土自身擁有收縮性，在該特性下使橋梁道路表面出現(xiàn)大量的裂縫。在施工中，施工人員應(yīng)該清楚混凝土的特性，針對有收縮性引發(fā)的裂縫問題進行合理的防御。收縮的出現(xiàn)會降低橋梁結(jié)構(gòu)的可靠性，使工程質(zhì)量存在不達標(biāo)的威脅。因此，應(yīng)該增加對工程混凝土收縮裂縫控制工作的重視程度?；炷潦湛s特性主要是受到工程所在區(qū)域環(huán)境因素的干擾，出現(xiàn)一定程度的形變，在形變超過一定水平后發(fā)生裂縫。施工人員在道路橋梁工程中應(yīng)該清楚混凝土收縮特性，在混凝土澆筑工作進行一段時間后，才可以進行后續(xù)操作。如果混凝土結(jié)構(gòu)的水泥出現(xiàn)水化熱反應(yīng)，此時混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的水分會快速蒸發(fā)。施工人員需要掌握混凝土結(jié)構(gòu)收縮狀況，明確混凝土澆筑的工作順序。在澆筑混凝土后的一段時間才可以繼續(xù)進行后續(xù)操作。另外，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)混凝土的塑性收縮，在未硬化混凝土內(nèi)也會出現(xiàn)，需要關(guān)注此方面狀況并進行合理的控制。當(dāng)混凝土硬化后，內(nèi)部水分會在水化熱作用下被大量消耗，導(dǎo)致混凝土表面濕度下降，無法達到工程施工要求?；炷猎陔S后的一段時間會大幅度縮水，體積變小并在表面處產(chǎn)生大量的裂縫。

1.4 材料質(zhì)量問題

材料是道路橋梁施工的基礎(chǔ)，在基礎(chǔ)不牢靠的前提下，工程質(zhì)量難以保障工程達到建設(shè)要求。建筑使用的材料質(zhì)量直接關(guān)乎工程建設(shè)效果，也是混凝土能否按照要求得到合理應(yīng)用的關(guān)鍵。在道路橋梁工程進行期間，應(yīng)該增加對混凝土質(zhì)量的關(guān)注程度，將其作為保障橋梁結(jié)構(gòu)安全性、可靠性的關(guān)鍵內(nèi)容。在混凝土制備期間，關(guān)注骨料、水泥等材料并利用摻合劑等輔助材料，制備混凝土，提高混凝土整體性能。在施工前，需要檢查混凝土所用的各類材料，還應(yīng)該清楚關(guān)于材料的各項要求。施工單位不能因為提高工程經(jīng)濟效益，選擇沒達到合同設(shè)定要求的材料，必須嚴(yán)格禁止在施工過程中使用粗制濫造的材料。保證混凝土材料質(zhì)量，也是工程可以良好進行的有效方法。

在混凝土制備期間，需要清楚內(nèi)部水分對混凝土形成的影響，如果混凝土水分過大會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫。因此，技術(shù)人員必須做好材料成分控制工作，清楚添加劑的時機以及添加劑應(yīng)用量。在合理的控制下，盡可能抑制材料化學(xué)反應(yīng)，否則便會因為材料控制不當(dāng)，使混凝土因水化熱等反應(yīng)出現(xiàn)裂縫，降低混凝土的可靠性、耐久性[2]。

2 混凝土裂縫防控措施

2.1 施工溫度控制

混凝土在道路橋梁施工中可能會受到溫度的干預(yù)出現(xiàn)裂縫，這也是當(dāng)前工程中裂縫出現(xiàn)的主要原因。在實際施工中必須定期進行現(xiàn)場測溫，結(jié)合現(xiàn)代工具預(yù)估未來幾天施工現(xiàn)場溫度變化情況，利用掌握的數(shù)據(jù)進行合理的控制。在外界溫度較高時，需要控制混凝土澆筑的厚度、水化熱反應(yīng)時間。除此之外，清楚混凝土澆筑的注意事項，控制澆筑速度，在工作場地布置測溫裝置，顯示現(xiàn)場溫度值，方便工作人員進行溫度控制工作[3]。

2.2 原材料質(zhì)量控制

管理人員應(yīng)該關(guān)注工程項目施工工作，需要嚴(yán)格審查原材料質(zhì)量，清楚材料混合配比，保證材料種類齊全，各材料質(zhì)量達到要求。在道路橋梁施工中應(yīng)該清楚各種材料的配比并進行科學(xué)的控制，使水泥等級達到設(shè)定要求。在原材料控制期間，作為混凝土中重要的材料——水泥，直接關(guān)乎混凝土的性能，如果出現(xiàn)質(zhì)量問題，混凝土表面會出現(xiàn)大量的裂縫。此時應(yīng)該在材料混合階段，合理的應(yīng)用添加劑，確保外加劑可以達到提升混凝土穩(wěn)定性的目的，有效控制混凝土表面裂縫。

2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化控制

清楚施工過程要點并結(jié)合建設(shè)工作內(nèi)容優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案，在工程優(yōu)化的方式下，可以使各工序工作良好地進行，對工程過程可能出現(xiàn)的各類問題進行防護。施工人員在工程進行階段，在混凝土表面覆蓋保護材料，從而可以規(guī)避混凝土腐蝕問題。工作人員還應(yīng)該研究混凝土結(jié)構(gòu)，清楚混凝土特性，發(fā)現(xiàn)鋼筋在混凝土結(jié)構(gòu)中的重要性，使用小直徑鋼筋或是控制間距等方式，提高混凝土結(jié)構(gòu)的可靠性、安全性。

在道路橋梁施工設(shè)計環(huán)節(jié)，需要清楚施工模板工作內(nèi)容，檢測模板的穩(wěn)固性，保證其達到施工要求。在施工各環(huán)節(jié)進行混凝土養(yǎng)護工作，在針對性管控方式下，對外界干預(yù)因素進行合理的控制，提高橋梁的耐久性[4]。

2.4 修補裂縫

在工程進行中可能因為外界因素的干預(yù)，使混凝土表面出現(xiàn)一定數(shù)量的裂縫。此時應(yīng)該及時修補，裂縫可以降低對工程造成的不利影響，在當(dāng)下表面修補法、灌漿法均是常用的手段。表面修復(fù)法是確定裂縫部位，加水泥漿涂抹在裂縫表面，完成修補裂縫的工作任務(wù)；灌漿法是將水泥漿或者環(huán)氧聚合物等材料作用在裂縫部位，修補混凝土表面處的裂縫。

3 結(jié)語

在道路橋梁建設(shè)期間，裂縫會嚴(yán)重降低工程結(jié)構(gòu)的可靠性，還會破壞工程外觀的美感。因此，需要增加對裂縫控制工作的重視程度，清楚工程存在的質(zhì)量問題，整理收縮問題、溫度變化、原材料問題等，分析此類問題出現(xiàn)的原因，進行科學(xué)控制，在優(yōu)化施工設(shè)計、溫度控制等方式下，提高工程施工的整體質(zhì)量。