包聰

（中交路橋華北工程有限公司，北京 101100）

0 引言

橋梁是交通運輸?shù)囊豁楆P鍵設施，對于促進社會經濟的穩(wěn)定發(fā)展發(fā)揮著重要的作用，因此加強對橋梁工程施工建設的研究具有重要的現(xiàn)實意義。裂縫是橋梁工程施工階段的常見問題，輕則導致聯(lián)動反應，重則可對整體工程質量造成影響。因此，施工人員應加強對裂縫問題的重視，全面分析總結原因，采取有效的預防管理措施。

1 橋梁工程中施工裂縫的類型和危害

1.1 類型

1.1.1 結構性受力裂縫

橋梁工程在施工建設的過程中涉及的環(huán)節(jié)和流程較多，受外界因素的影響較大，因此使得橋梁工程出現(xiàn)裂縫的概率也較大。由于橋梁形成裂縫的原因不同，使得裂縫在類型上也較多。首先為結構性受力裂縫，其通常是結構應力值達到極限，導致橋梁的承載力下降，從而形成結構性裂縫。結構性受力裂縫在橋梁工程的建設中極為常見，其由外力作用所引發(fā)，可導致整個橋梁的承載力下降，對橋梁工程的結構強度也會造成較大的負面影響。盡管部分橋梁工程在施工過程中利用預拱的方式來提升應力，但由于受到荷載的影響，一旦預拱消失，就會引發(fā)橋梁的結構性受力裂縫。相較于其他類型的裂縫來說，結構性橋梁裂縫在危害性上相對較小，但一旦裂縫的寬度過大，并超過了設計規(guī)定范圍，仍舊會存在較大的安全隱患。需及時分析裂縫出現(xiàn)的原因并及時采取科學的措施進行應對，避免問題擴大。

1.1.2 非結構性受力裂縫

非結構性受力裂縫也是橋梁工程施工裂縫的常見類型，與結構性受力裂縫相比，其并不由外力因素所引發(fā)，而是由內部結構出現(xiàn)變化而形成，例如由溫度所形成的裂縫或者由收縮所導致的裂縫等，如圖1所示。從非結構性受力裂縫的類型來進行分析，第一種是自收縮裂縫，在橋梁工程的施工中，混凝土是其中的重要施工材料，混凝土質量以及混凝土的施工質量對于橋梁工程的整體質量可產生決定性的影響。一旦混凝土在施工中缺乏與外界的水分交換，而是在內部利用水泥水化的方式來進行干燥，這種干燥方式可使得混凝土的體積出現(xiàn)收縮，從而形成自收縮裂縫。這種自收縮裂縫一般在混凝土初凝之后高發(fā)，并持續(xù)到混凝土徹底硬化之后。

圖1 橋梁非結構性裂縫

第二種是干燥裂縫。這種裂縫一般在混凝土終凝之后出現(xiàn)，由于混凝土中含有較多的氣孔，其在凝結之后的含水量下降，從而使得收縮量不斷增加，形成干燥裂縫。

第三種是沉降裂縫。沉降裂縫在橋梁工程的施工中也極為常見，在澆筑混凝土之后，由于其中的骨料在密度上并不一致，一旦受到外力作用，或者受到自身重力的影響，可導致混凝土出現(xiàn)沉降，形成沉降裂縫。

第四種是化學裂縫。由于水泥在水化的過程中可使得混凝土的體積變小，這種方式形成的收縮即為化學收縮。若在配比混凝土的過程中增加水泥用量，會導致化學裂縫出現(xiàn)概率增加。同時，若水泥中鋁酸三鈣的含量較大，也會增加化學收縮，增加化學裂縫的出現(xiàn)概率。

第五種是鋼筋銹蝕所產生的裂縫。鋼筋作為混凝土中的重要結構，一旦在保護層上的厚度不足，使得保護層直接接觸空氣，并受到二氧化碳的侵蝕，從而出現(xiàn)碳化，一旦這種碳化蔓延到鋼筋表面，將導致鋼筋周圍的混凝土在堿度上的下降。增加鋼筋周圍的氯離子含量，也會破壞鋼筋表面的氧化膜，并且混凝土中的氧氣以及水分可與鋼筋中的鐵離子發(fā)生化學反應，加速其腐蝕，從而對周圍的混凝土產生膨脹應力，導致保護層開裂，生成大量的裂縫，最終對結構造成影響。

1.2 橋梁裂縫的危害

當橋梁工程施工中出現(xiàn)裂縫問題時，在雨水、風沙不斷侵蝕的作用下，裂縫會逐漸延伸至內部結構，隨著時間的推移，對橋梁整體結構造成嚴重危害。具體表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，樁基是橋梁的重要基礎，如果樁基存在裂縫問題，必然影響橋梁的穩(wěn)定性與安全性。第二，鋼筋是樁基的主要組成部分，受到自身作用及結構壓力的影響，會導致裂縫程度嚴重，對橋梁的承載性能造成影響，進而影響整個工程質量[1]。第三，受到結構荷載的影響，裂縫問題越發(fā)嚴重，且內部酸堿環(huán)境導致內部結構腐蝕加速，最終導致鋼筋斷裂，對橋梁結構的穩(wěn)定性造成嚴重影響。因此，裂縫問題不但對工程質量造成影響，還會導致工期延長，使工程施工成本增加。

2 橋梁工程中裂縫的成因分析

2.1 超負荷承載

不同橋梁工程的用途各不相同，因此其設計荷載存在差異。無論在實際應用還是施工建設環(huán)節(jié)，當橋梁承受載重超出自身實際負載能力，整體結構會受到破壞變化導致結構性裂縫，如圖2 所示。導致這一類型裂縫出現(xiàn)的主要原因在于施工階段，對施工現(xiàn)場的管理不到位，大量的施工設備堆積在現(xiàn)場，橋梁未竣工前便承受自身難以支撐的重量；或者施工階段未結合實際對橋梁結構進行受力分析，難以把控工程進度、施工方式不規(guī)范等影響橋梁的平衡性，受到巨大應力影響導致結構性裂縫。

圖2 橋梁結構性裂縫

2.2 原材料質量問題

橋梁工程具有施工周期長、工程量大，以及使用原材料類型、數(shù)量繁多等特點?；炷帘闶枪こ淌┕な褂玫闹饕牧希昧糠浅４?，如果其質量性能不合格，采用存在質量缺陷問題的材料，必然難以達到預期施工效果，難以滿足施工設計要求，同時引發(fā)裂縫問題。裂縫問題的出現(xiàn)對工程進度及橋梁的質量安全會造成嚴重影響。

2.3 混凝土溫度

目前，我國橋梁的主要結構為鋼筋混凝土，水泥是施工建設階段的常用材料。因為水泥性質較為特殊，對溫度的敏感性較強，因此實際使用過程中極易出現(xiàn)溫度裂縫。在施工建設階段，水泥會出現(xiàn)水化熱反應，導致混凝土內外部的溫差較大，進而出現(xiàn)表面裂縫問題?；炷猎谟不脑缙冢捎谒嗟乃?，從而生成大量的熱量，而這些熱量可導致混凝土內部的溫度升高，但混凝土的外部由于受到外界因素的影響，其溫度低于內部的溫度，這也使得混凝土內部的溫度無法正常散發(fā)。在溫差的作用下，混凝土可出現(xiàn)收縮，從而產生拉應力，一旦拉應力超出了混凝土的極限抗拉強度，則會形成溫度裂縫。另外，在寒冷冬季，采取蒸汽養(yǎng)護等措施，養(yǎng)護時維持較高的溫度，養(yǎng)護后溫度較低，溫差較大，進而引發(fā)溫度裂縫問題。

橋梁工程通常規(guī)模較大，所需的施工周期較長，這也使得其在施工中跨越多個季節(jié)。由于不同的季節(jié)在溫度上差異性較大，也會增加施工裂縫的出現(xiàn)概率?？偟膩碚f，是由于施工中應用混凝土較多，混凝土一旦受到化學反應的影響，將使得其導熱性能下降，內部溫差增加，從而生成裂縫。若企業(yè)在施工之前沒有將自然因素納入考慮范圍內，沒有及時采取有效的防范措施，會使得裂縫的出現(xiàn)概率上升。

2.4 混凝土收縮

混凝土收縮也是導致裂縫的主要因素，在橋梁工程施工中十分常見。施工過程中，混凝土的失水收縮與塑性收縮是導致收縮性裂縫的主要因素。施工階段，完成混凝土澆筑作業(yè)后，混凝土逐漸凝固，所含水分減少，同時隨著其表面溫度的變化，體積處于收縮狀態(tài)，導致內部收縮力明顯下降，內部與表面的收縮程度存在差異，導致混凝土整體應力結構失衡，進而引發(fā)收縮性裂縫[2]。不過按平常來看，塑性裂縫一般較淺，且不會長時間存在。塑性收縮導致的裂縫多發(fā)生在混凝土澆筑后約5 個小時內，該階段為塑性收縮的高發(fā)期，澆筑后極易出現(xiàn)水化現(xiàn)象，導致混凝土泌水，水分上浮且骨料下沉，進而引發(fā)塑性裂縫。

2.5 施工人員專業(yè)水平不足

施工人員作為橋梁施工的主體，其專業(yè)水平對于施工質量可產生重要的影響。一旦建筑人員專業(yè)水平存在不足之處，不僅會增加施工裂縫的出現(xiàn)概率，也會遺留下較大的安全隱患。但從當下橋梁工程施工現(xiàn)狀來看，由于其仍舊屬于勞動密集型行業(yè)，對于人員數(shù)量需求較大，部分施工企業(yè)為降低成本，沒有選擇專業(yè)水平較高的人員來從事施工工作，且缺乏對于施工人員的專業(yè)培訓，導致施工人員在專業(yè)水平上存在不足之處，尤其是缺乏安全意識以及責任意識，無法依照規(guī)范來進行施工，導致橋梁工程出現(xiàn)較多的裂縫。

3 橋梁工程建設中的施工裂縫預防管理策略

3.1 加強對載荷的控制

對橋梁工程來說，在整個施工階段，制定完善、可靠的施工方案對于保證工程質量具有重要意義。在施工設計階段，設計人員應結合工程實際，對荷載重量進行合理設計。設計荷載的過程中，不但要充分考慮橋梁工程竣工后的使用情況，還需要對施工建設階段的載重進行全面優(yōu)化。具體施工階段，需要對施工現(xiàn)場情況進行認真分析，基于對地質、水文、溫度等情況的了解，合理分布施工現(xiàn)場的荷載，避免出現(xiàn)局部區(qū)域超載現(xiàn)象。例如，在工程施工階段，可采用預應力、錨固補充等方法，加固混凝土結構，不但有助于提高橋梁的荷載能力，同時對于預防裂縫問題，保證工程的穩(wěn)定性具有重要作用。在施工前，還需要認真評估施工方案的可行性，保證方案的可靠性，減少裂縫發(fā)生風險，保證工程質量。

3.2 提高施工材料的管理水平

原材料對工程質量有直接影響，嚴格把控施工材料，能減少裂縫發(fā)生風險。因此，在施工階段，應加大對使用材料的管控力度，采購人員進行采購時，應充分結合工程實際和施工要求，嚴格把控質量，從源頭遏制風險?？衫谜型稑说姆绞絹磉x擇性價比較高的供應商進行材料的采購，在材料進場之前，還需進行驗收，保證所采購的施工材料滿足施工所需，為減少裂縫的出現(xiàn)打下堅實的基礎?；炷脸霈F(xiàn)水化熱現(xiàn)象極易引發(fā)裂縫問題，混合料與摻量對水化熱程度有直接影響，適當減少水泥的用量，有助于減少水化熱發(fā)生風險。在工程施工前，需要對水泥進行水化熱試驗，確保其滿足施工要求后再進行施工。另外，還應加強對骨料質量的管理，質量性能越優(yōu)異的骨料，其含有泥量越少，受熱后并不會出現(xiàn)較大的膨脹，熱膨脹引發(fā)裂縫問題的概率較低[3]。橋梁工程中采用的混凝土包含多種材料、成分，混凝土混合材料的比例對其質量也有直接影響，只有保證配比科學才能保障材料質量。因此，施工前應全面檢測混凝土質量，通過試驗明確其配比是否合理，確保施工質量。

3.3 加強對溫度的控制

為了能夠預防溫度裂縫的發(fā)散，應加強對施工各環(huán)節(jié)的管控，嚴格按照施工標準進行施工，加強施工過程中溫度的控制，減少施工前后的溫差，避免溫度造成的不良影響。使用混凝土時，應嚴格按照相關要求設定混凝土的配比，減少混凝土內外溫差，避免發(fā)生水化熱現(xiàn)象。例如，夏季施工階段，需要對混凝土采取有效的散熱措施，選擇干縮程度較低的混凝土，減少水分蒸發(fā)導致的收縮問題，保證混凝土的強度。干燥氣候則需要進行灑水，雨天則需要采取有效的防水措施。另外，嚴格控制澆筑速度，避免裂縫發(fā)生。

3.4 做好后期養(yǎng)護工作

做好養(yǎng)護工作對于預防裂縫問題具有重要作用。養(yǎng)護工作不但是工程竣工后的管理工作，在施工后期階段更需要開展養(yǎng)護工作。施工人員需要結合工程情況，針對出現(xiàn)的裂縫進行灌漿處理，避免其范圍擴大。針對橋梁表面出現(xiàn)的裂縫，可以采用防水膠水、裂縫填充等方法進行養(yǎng)護。同時，在開展養(yǎng)護的過程中，由于堿液也是造成腐蝕的重要因素，需在養(yǎng)護時針對排水系統(tǒng)進行維護，保證排水系統(tǒng)能夠及時排出雨水，降低雨水對橋梁結構的腐蝕。

3.5 做好人員培訓

在橋梁施工中因缺乏專業(yè)施工人員，導致施工技術水平較低，從而增加裂縫出現(xiàn)概率的情況，所以需重視施工人員在施工中的重要作用，做好施工人員的培訓。在組建施工人員隊伍的過程中，需選擇專業(yè)水平較高的人員作為施工人員。同時，需加大對已有施工人員的培訓工作，在培訓中除了加入專業(yè)的施工知識之外，還需做好安全意識以及責任意識的培訓，并完善獎懲機制以及激勵機制，將施工人員的工作成果與其薪資相關聯(lián)，促使施工人員在開展工作的過程中端正工作態(tài)度，提升施工質量。

4 結語

綜上所述，裂縫問題在橋梁工程施工中十分常見，其發(fā)生的因素繁多，對工程質量會造成嚴重影響。因此，施工企業(yè)及工作人員應加強對裂縫問題的關注，全面分析其成因，采取有效的預防管理措施，保證工程質量。