杜玉華

(龍建路橋股份伊哈公路工程有限公司, 哈爾濱 150001)

橋梁施工裂縫成因分析及防控措施探究

杜玉華

(龍建路橋股份伊哈公路工程有限公司, 哈爾濱 150001)

橋梁裂縫成因諸多，如荷載引起的裂縫、溫度差異引起的裂縫、收縮引起的裂縫，等等，必須嚴(yán)加控制。一定要做好施工材料的質(zhì)量控制，同時(shí)結(jié)合具體裂縫情況，選用合適的裂縫控制措施，以此保障橋梁后期投入使用的安全性。

橋梁施工；裂縫成因；防控措施

1 橋梁施工裂縫成因

1.1 荷載引起的裂縫

橋梁施工中，如果對(duì)施工材料和機(jī)械設(shè)備不進(jìn)行合理的安排放置，不重視預(yù)制結(jié)構(gòu)施工工藝，在結(jié)構(gòu)運(yùn)輸、安裝中沒(méi)有按照工藝要求進(jìn)行，就會(huì)出現(xiàn)實(shí)際荷載大于理論荷載的情況，進(jìn)而增加橋梁的額外壓力，最終導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。另外，一些施工人員不按施工圖紙進(jìn)行施工，未經(jīng)試驗(yàn)檢測(cè)和理論計(jì)算擅自更改結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)橋梁的疲勞度檢驗(yàn)不到位，直接導(dǎo)致載荷力增大，致使出現(xiàn)裂縫。

橋梁結(jié)構(gòu)中的直接應(yīng)力裂縫是一種常見(jiàn)的裂縫類(lèi)型，其由外載荷引起，產(chǎn)生原因是：設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有考慮橋梁的承受力，導(dǎo)致橋梁承受力預(yù)測(cè)與實(shí)際承載力不相符，投入使用后，因受力過(guò)度，出現(xiàn)裂縫。在橋梁具體施工階段，因施工企業(yè)的安全意識(shí)淡薄，沒(méi)有全面考慮可能造成裂縫的因素，甚至有一些施工企業(yè)只是片面重視經(jīng)濟(jì)效益，不按合同規(guī)定進(jìn)行操作，使橋梁結(jié)構(gòu)與受力模式不符合規(guī)范要求。還有，不重視機(jī)械設(shè)備的疲勞計(jì)算等因素，都會(huì)增加裂縫出現(xiàn)幾率。

1.2 溫度差異引起的裂縫

混凝土結(jié)構(gòu)受溫度變化的影響很大，一旦結(jié)構(gòu)內(nèi)部和環(huán)境溫度相差較大時(shí)，就會(huì)直接導(dǎo)致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。另外，因橋梁的外部壓力相對(duì)比較大，同時(shí)受到了結(jié)構(gòu)變化和外部巨大壓力的影響，在這兩種不利條件的作用下，橋梁結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生變化，嚴(yán)重時(shí)就可能造成坍塌。特定環(huán)境下，一旦橋梁溫度應(yīng)力大于荷載應(yīng)力，同樣會(huì)出現(xiàn)溫度裂縫，且此種裂縫的嚴(yán)重程度會(huì)和溫度密切相關(guān)。日光照射也會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。橋梁多數(shù)是暴露在自然環(huán)境中，特別是夏季，暴曬時(shí)間過(guò)長(zhǎng)就會(huì)使橋梁整體結(jié)構(gòu)的受熱不均勻，進(jìn)而出現(xiàn)溫度裂縫。

1.3 收縮引起的裂縫

塑性收縮。塑性收縮一般在混凝土澆筑完成后大概5 h左右會(huì)發(fā)生，這主要是由于此時(shí)混凝土水化反應(yīng)相對(duì)強(qiáng)烈，同一時(shí)間其分子鏈也形成，再加上混凝土的水分蒸發(fā)，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)塑形收縮。通常塑形收縮出現(xiàn)的量級(jí)能達(dá)到1%左右。假如骨料下沉?xí)r遇到鋼筋，就會(huì)在結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生沿著鋼筋方向的裂縫?？s水收縮。混凝土硬化后，表層水分蒸發(fā)得很快，與此同時(shí)混凝土結(jié)構(gòu)的濕度還在下降，這樣的綜合結(jié)果就是混凝土體積變小。因混凝土硬化時(shí)，結(jié)構(gòu)表層水分損失比較嚴(yán)重，但是混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水分損失卻比較小，這就使得結(jié)構(gòu)表面收縮力比內(nèi)部收縮力大，也就是出現(xiàn)了整體結(jié)構(gòu)的不均勻狀態(tài)。還有一部分原因是硬化中，結(jié)構(gòu)表面收縮形變受到結(jié)構(gòu)內(nèi)部約束力的影響，導(dǎo)致表層承受拉應(yīng)力，此時(shí)如果超過(guò)其抗拉強(qiáng)度，就會(huì)產(chǎn)生收縮裂縫。通常情況下，混凝土結(jié)構(gòu)硬化以后是以縮水收縮為主的，比如配筋率超過(guò)3%的構(gòu)件，一般對(duì)結(jié)構(gòu)收縮的約束力很大，進(jìn)而造成結(jié)構(gòu)表面易出現(xiàn)裂紋。收縮裂縫都屬于表面裂縫，龜裂狀縱橫分布，而且這些裂縫的寬度和深度都比較小。

1.4 施工質(zhì)量及養(yǎng)護(hù)產(chǎn)生的裂縫

施工的過(guò)程中，由于施工方式及材料選用等問(wèn)題都能夠影響混凝土結(jié)構(gòu)?；炷恋呐渲眯枰m當(dāng)比例的石礫、水泥和水等，如果混凝土的選材上不符合混凝土的要求，或是配置比例不恰當(dāng)，都能夠造成混凝土裂縫現(xiàn)象。對(duì)于橋梁建筑需要用到的鋼筋，如果混凝土不能夠保護(hù)鋼筋結(jié)構(gòu)時(shí)，鋼筋結(jié)構(gòu)容易受到腐蝕，降低混凝土的承受壓力，造成混凝土發(fā)生裂縫。

在修復(fù)裂縫過(guò)程中，由于修復(fù)的材料以及修復(fù)的方法不能夠匹配原有的混凝土結(jié)構(gòu)，使混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫。混凝土建筑的合理養(yǎng)護(hù)能夠防止混凝土裂縫的產(chǎn)生。由于混凝土建筑物長(zhǎng)期暴露在干燥的環(huán)境之中，混凝土外部干燥收縮會(huì)引起裂縫的產(chǎn)生。另外，養(yǎng)護(hù)工作不規(guī)范，不能夠落實(shí)，因養(yǎng)護(hù)不當(dāng)也會(huì)使公路或橋梁產(chǎn)生裂縫。

2 混凝土裂縫防止對(duì)策

2.1 從荷載問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn)

從荷載方面進(jìn)行改進(jìn)?；炷恋慕ㄖY(jié)構(gòu)要設(shè)計(jì)合理，合理地布置鋼筋間距。直徑小的鋼筋，鋼筋之間的間距密集，能夠減小裂縫的發(fā)生。為了防止因鋼筋被腐蝕造成的混凝土裂縫現(xiàn)象，在混凝土中可以適當(dāng)加入一些試劑，加強(qiáng)混凝土保護(hù)層的作用。對(duì)于荷載問(wèn)題，最重要的是限制超載車(chē)輛的通過(guò)。當(dāng)超過(guò)混凝土建筑物本身能夠承受的壓力時(shí)，混凝土建筑就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

2.2 從地基和溫度方面進(jìn)行改進(jìn)

從地基方面進(jìn)行改進(jìn)。對(duì)建筑物的地基進(jìn)行夯實(shí)和換填夯實(shí)等。對(duì)于有凍土的基底，要考慮到凍土存在的影響，對(duì)基底進(jìn)行技術(shù)處理，使基底的沉陷均勻，避免因基底沉陷不均勻造成混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。混凝土內(nèi)部的溫度和混凝土的配置材料有關(guān)?；炷猎谛纬蓵r(shí)，采用水泥的量和混凝土的厚度呈現(xiàn)正比例關(guān)系。水泥的用量又和混凝土建筑物內(nèi)部溫度以及壓力相關(guān)。有效地控制混凝土內(nèi)外兩部分的溫差，能夠減少混凝土建筑裂縫的產(chǎn)生。混凝土結(jié)構(gòu)本身受溫度影響比較大，針對(duì)此種現(xiàn)象，在混凝土施工中，施工單位應(yīng)該完善溫度控制工作，以此保障混凝土施工技術(shù)的有效應(yīng)用。在橋梁施工中，可以應(yīng)用冷水降溫方法，冷卻混凝土碎石，以此降低澆筑溫度。遇到特殊情況，比如夏季施工時(shí)，如果遇到高溫天氣，同樣可以使用冷水降溫方法，減小澆筑層面厚度，以此降低施工整體溫度，避免出現(xiàn)裂縫。橋梁施工中使用混凝土施工技術(shù)，要提前把冷卻水管埋在其中，接著注入冷水，以此實(shí)現(xiàn)降溫效果。還需注意的是，施工中，要掌握混凝土進(jìn)模溫度，這也是溫度控制中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

2.3 提高施工質(zhì)量 加強(qiáng)后期養(yǎng)護(hù)

合理的施工方式能夠降低混凝土內(nèi)外部分的溫度差，降低混凝土建筑產(chǎn)生裂縫的現(xiàn)象?；炷恋臐仓椒ê艽蟪潭壬嫌绊懟炷两Y(jié)構(gòu)。推移式連續(xù)澆筑混凝土方法能夠有效地減小混凝土建筑裂縫的產(chǎn)生。澆筑過(guò)程中減少間隔時(shí)間，層間最長(zhǎng)時(shí)問(wèn)不能超過(guò)混凝土的初凝時(shí)間。利用新的建筑技術(shù)，加強(qiáng)改善混凝土強(qiáng)度，提高混凝土抗壓能力，能夠有效地減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。規(guī)范施工方式也能夠減少混凝土裂縫的產(chǎn)生。在施工初期，對(duì)于混凝土的配比、澆筑方式和時(shí)間等都有精確的計(jì)劃和施工步驟。嚴(yán)格按照計(jì)劃施工，對(duì)于施工過(guò)程涉及的問(wèn)題要及時(shí)認(rèn)真地解決。后期混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，很大程度上減少了混凝土裂縫的產(chǎn)生。過(guò)于干燥的環(huán)境容易使混凝土結(jié)構(gòu)由于表面干縮產(chǎn)生裂縫，可以用掃水車(chē)灑水方式進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，使混凝土處于濕潤(rùn)狀態(tài)中。

2.4 嚴(yán)格控制混凝土質(zhì)量

為滿(mǎn)足后期使用要求，在施工前，施工單位要先完善混凝土材料的選擇工作，以此從根本上提高橋梁施工質(zhì)量。為保證橋梁施工質(zhì)量，應(yīng)該對(duì)原材料做全面的了解，選擇質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高原材料，以免出現(xiàn)因原材料質(zhì)量問(wèn)題導(dǎo)致混凝土施工質(zhì)量不合格。在攪拌混凝土?xí)r，技術(shù)人員要對(duì)配合比及塌落度進(jìn)行嚴(yán)格的控制。通常塌落度要高于80 mm，但是也不能超過(guò)100 mm。在配比中，要按照橋梁的具體情況進(jìn)行配制，一定不能盲目地按施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行。

3 結(jié)語(yǔ)

公路和橋梁的質(zhì)量對(duì)交通和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重要作用。使用混凝土建造公路和橋梁，產(chǎn)生裂縫的現(xiàn)象不能夠完全避免，但應(yīng)采取一定的措施來(lái)減少裂縫現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，有效地減少裂縫的產(chǎn)生，提高公路和橋梁的質(zhì)量，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

[1] 柯鋼平，章俊君.探討道路橋梁施工中混凝土裂縫成因分析以及應(yīng)對(duì)措施[J].中華民居(下旬刊)，2016，(04)：102.

[2] 王群海.道路橋梁施工中混凝土裂縫成因及應(yīng)對(duì)措施分析[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2016，(28)：107-108.

[3] 李科.道路橋梁施工中混凝土裂縫的原因及對(duì)策分析[J].交通世界(工程技術(shù))，2016，(03)：102-103.

Cause analysis and prevention measures of cracks in bridge construction

DU Yu-hua

(Longjian Road and Bridge Co., Ltd., Harbin-Yichun Highway Engineering Co., Ltd., Harbin 150001, China)

There are many cracks in the bridge, such as cracks caused by load, cracks caused by temperature differences, cracks caused by shrinkage, and so on, must be strictly controlled. We must do a good job of construction materials quality control combining with specific cracks and choose appropriate crack control measures, so as to ensure the safety of the use of the bridge.

Bridge construction; Cause of cracks; Prevention and control measures

2017-04-30

U445.57

B

1674-8646(2017)13-0007-02