呂文博

（中建路橋集團有限公司，河北 石家莊 050000）

1 工程概況

某公路工程全長12.8km，設(shè)計行車速度70km/h，該工程分為A、B 兩個標(biāo)段施工，每個標(biāo)段中均包含有1 座橋梁。橋梁為混凝土簡支箱梁結(jié)構(gòu)，其中A 標(biāo)段橋梁先行施工并投入使用，經(jīng)過幾個月的運行，檢測得知A標(biāo)段橋梁存在裂縫問題，嚴(yán)重影響使用安全，為避免B標(biāo)段橋梁后續(xù)施工中出現(xiàn)同樣的情況，決定對橋梁施工中裂縫的成因及防治措施進行分析，同時將A標(biāo)段橋梁裂縫進行處理，保證工程整體的使用安全。

2 橋梁施工中裂縫成因分析

2.1 裂縫的危害

（1）橋梁裂縫問題的出現(xiàn)會對橋梁帶來巨大的危害，其最為嚴(yán)重的危害主要包括2項，分別為滲透危害和腐蝕危害。其中滲透危害主要是對橋梁結(jié)構(gòu)的損害，由于裂縫的存在，當(dāng)遭遇雨雪天氣時，橋面的積水會透過裂縫滲透至橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部，并在外界環(huán)境及行車荷載的作用下，導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)受損，同時出現(xiàn)各類病害，如坑槽、水損害等，如造成的損害嚴(yán)重甚至?xí)苯佑绊憳蛄旱氖褂冒踩玔1]。

（2）腐蝕危害主要是對橋梁鋼筋的損害，裂縫的出現(xiàn)會導(dǎo)致鋼筋外層的保護層裸露于空氣中并遭受不斷磨損，經(jīng)長時間的磨損后鋼筋會直接與空氣中的水分接觸，從而被慢慢銹蝕，隨著銹蝕問題的發(fā)生，橋梁裂縫也會逐步擴大，橋梁結(jié)構(gòu)的強度、剛性逐漸降低，若不能及時發(fā)現(xiàn)并處理，甚至?xí)?dǎo)致橋梁坍塌而引發(fā)安全事故。

2.2 橋梁裂縫成因

2.2.1 設(shè)計原因

（1）橋梁的具體施工均需要根據(jù)設(shè)計圖紙進行，因此，橋梁的設(shè)計是否合理可直接決定橋梁的施工質(zhì)量，如設(shè)計階段存在差異則必然會導(dǎo)致橋梁面臨質(zhì)量問題，在設(shè)計階段導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)裂縫形式主要分為以下2項：

（2）第一是在設(shè)計前期，設(shè)計單位沒有安排勘測人員對施工現(xiàn)場進行詳細(xì)調(diào)查，而直接根據(jù)自身的工作經(jīng)驗開展設(shè)計工作，導(dǎo)致橋梁設(shè)計完成后缺乏針對性，無法有效地面對當(dāng)?shù)丨h(huán)境、氣候變化帶來的影響，從而出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象[2]。

（3）第二是在設(shè)計階段設(shè)計單位未能對橋梁各部分的受力結(jié)構(gòu)詳細(xì)說明，且沒有進行詳細(xì)的設(shè)計交底，導(dǎo)致施工單位施工中未理解設(shè)計意圖便開始施工，待橋梁建設(shè)完成后產(chǎn)生各部分結(jié)構(gòu)受力不均的問題，從而引發(fā)裂縫問題。

2.2.2 材料原因

（1）橋梁施工材料可直接決定其建設(shè)質(zhì)量，如材料質(zhì)量不合格則很容易導(dǎo)致裂縫問題的發(fā)生，在橋梁建設(shè)過程中采用的材料主要為混凝土，混凝土是由水泥、砂石以及水拌和而成，針對混凝土材料導(dǎo)致裂縫的原因可分為2種，首先原材料質(zhì)量不合格，施工單位選用原材料時沒能做好材料的入場檢測，或材料入場后沒能合理存儲，導(dǎo)致施工采用原材料質(zhì)量不合格，從而引發(fā)橋梁裂縫問題。

（2）混凝土材料的配合比設(shè)計不合理，混凝土是通過水泥和沙子利用水拌和得到的混合料，為保證混凝土的性能滿足要求，需要嚴(yán)格控制各類原材料的使用比例，如施工單位摻加的原材料配比不合理，則拌和后得到的混凝土坍落度、強度均會發(fā)生變化，若使用不滿足要求的混凝土施工，勢必會導(dǎo)致橋梁出現(xiàn)裂縫問題[3]。

2.2.3 施工原因

橋梁施工工藝不到位也是橋梁裂縫產(chǎn)生的重要原因之一，因施工工藝導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的情況可分為3種情況，首先施工前施工單位沒能做好準(zhǔn)備工作，未對施工人員進行技術(shù)交底，或施工方案不合理，從而因施工不到位導(dǎo)致橋梁質(zhì)量不合格，并引發(fā)裂縫問題；其次，在混凝土澆筑施工中，針對大體積混凝土施工單位沒能分層澆筑，或澆筑完成后沒能及時振搗、振搗時間不夠、振搗深度不足，導(dǎo)致混凝土未能充分振搗密實，待施工完成后引發(fā)混凝土表面發(fā)生裂縫問題；最后，在混凝土澆筑完成后，施工單位沒有重視養(yǎng)護工作，混凝土強度未能達到設(shè)計要求時便停止養(yǎng)護作業(yè)，從而導(dǎo)致裂縫問題的發(fā)生。

2.2.4 溫度原因

（1）橋梁施工采用的混凝土材料具有熱脹冷縮的特性，當(dāng)外部環(huán)境的溫度或混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化時，混凝土?xí)S之出現(xiàn)一定的變形，若變形產(chǎn)生的應(yīng)力超過混凝土的抗壓強度時，就會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫問題。此類裂縫稱為溫度裂縫，產(chǎn)生的主要原因是溫度變化，溫度裂縫主要位于橋梁表面或者深層，其中橋梁表面裂縫發(fā)生在混凝土澆筑1～2d后，深層裂縫發(fā)生在混凝土養(yǎng)護之后，溫度裂縫的寬度及深度不確定，根據(jù)遭受的溫度變化確定，溫度較低時產(chǎn)生的裂縫普遍較寬，溫度較高時產(chǎn)生的裂縫普遍較細(xì)。

（2）溫度裂縫產(chǎn)生的根本原因是溫度的變化，在橋梁施工中導(dǎo)致溫度變化的因素有很多，首先水泥材料遇水會發(fā)生水泥水化反應(yīng)，此過程會向外釋放大量的熱，當(dāng)大體積混凝土澆筑時，混凝土中熱量難以釋放，會導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度過高，并與外界產(chǎn)生溫差，最終形成裂縫[4]；其次，橋梁施工周期較長，當(dāng)在冬季施工時，由于外界環(huán)境的溫度較低，冷空氣的影響較重，會導(dǎo)致混凝土的早期強度較低，待養(yǎng)護完成后其表面容易產(chǎn)生裂縫問題；最后，在混凝土養(yǎng)護階段，施工單位多采用蒸汽養(yǎng)護的方式，如養(yǎng)護時間不夠便停止養(yǎng)護，混凝土表面的溫度會迅速回落，從而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)回縮現(xiàn)象并產(chǎn)生裂縫。

3 橋梁施工中裂縫預(yù)防對策

3.1 裂縫治理

（1）對本工程A標(biāo)段現(xiàn)存的裂縫問題，施工單位根據(jù)不同情況采取了不同的處理措施，其中針對混凝土表面裂縫，裂縫深度在1.5mm以內(nèi)，且寬度在0.3mm以下的均采取簡單的修補法，表面裂縫并未對橋梁結(jié)構(gòu)造成實質(zhì)性的損傷，只是影響橋梁的美觀性，修補時采用的材料為水泥漿或環(huán)氧膠泥，涂刷修補材料前，先將混凝土裂縫表面清理干凈，然后直接涂刷于裂縫位置，同時為避免混凝土出現(xiàn)再次開裂的現(xiàn)象，還需在混凝土表面粘貼有玻璃纖維布，以提高混凝土的抗裂能力。

（2）對混凝土表面裂縫深度在1.5mm以上，或者寬度在0.3mm以上的位置采取填充法修補，填充法施工時先在裂縫位置利用設(shè)備打開一個V形槽，然后利用吹風(fēng)機將槽內(nèi)的雜物全部清理干凈，再利用合格的環(huán)氧樹脂材料進行有效填充，使裂縫全部填充密實且與混凝土表面保持平整即可，此方法處理后，可以有效提升混凝土的防水性能，同時還能避免鋼筋結(jié)構(gòu)遭受銹蝕，從而杜絕混凝土再次出現(xiàn)開裂問題[5]。

（3）對于混凝土開裂深度、寬度過大，已經(jīng)對橋梁結(jié)構(gòu)造成實質(zhì)性損傷的位置，可以采用結(jié)構(gòu)加固法進行處理。常用的結(jié)構(gòu)加固法包括體外預(yù)應(yīng)力加固、支點加固、粘貼碳纖維板加固以及噴射混凝土補強等，根據(jù)本工程橋梁裂縫對結(jié)構(gòu)的損傷情況，決定采用粘貼碳纖維板的加固方式。加固前先將裂縫中的雜物全部清理干凈，然后利用環(huán)氧樹脂材料將裂縫全部填充密實，填充至混凝土表層后，涂刷黏結(jié)劑，將準(zhǔn)備好的碳纖維板固定于橋梁結(jié)構(gòu)遭受損傷的位置，從而達到橋梁結(jié)構(gòu)加固的目的。

3.2 裂縫預(yù)防對策

3.2.1 做好橋梁設(shè)計

為避免B 標(biāo)段橋梁工程施工后再度出現(xiàn)裂縫問題，根據(jù)調(diào)查的裂縫成因，在B標(biāo)段橋梁施工前要先進行合理的橋梁設(shè)計。

（1）安排檢測人員對施工現(xiàn)場的氣候、環(huán)境、地質(zhì)等基本情況進行調(diào)查，然后在設(shè)計中提前對可能引發(fā)裂縫問題的因素進行防治；

（2）縫問題，因此，在橋梁設(shè)計中可適當(dāng)增加鋼筋的數(shù)量。添加的鋼筋宜具有直徑小、密度大的特點，以保證增加鋼筋數(shù)量后，可有效減少大體積混凝土的面積，從而降低裂縫出現(xiàn)的概率。

（3）橋梁裂縫主要發(fā)生在建筑結(jié)構(gòu)的邊緣位置，混凝土內(nèi)部裂縫較少，因此，在橋梁設(shè)計階段可以在裂縫高發(fā)位置采取必要的措施，增加混凝土的抗拉強度，如改變混凝土的配合比要求、改變混凝土澆筑面積等[6]；

（4）橋梁的后澆帶可有效地緩解混凝土膨脹冷縮而發(fā)生的形變，從而避免裂縫的出現(xiàn)，因此，在設(shè)計中應(yīng)合理安排后澆帶的位置，以及后澆帶的數(shù)量，以減少裂縫問題的發(fā)生；

（5）橋梁設(shè)計中針對應(yīng)力集中的區(qū)域可設(shè)計加強措施，從而避免橋梁因應(yīng)力而發(fā)生混凝土開裂問題。

3.2.2 明確材料質(zhì)量

（1）橋梁施工時應(yīng)嚴(yán)格控制材料的質(zhì)量，以避免裂縫問題的發(fā)生，針對混凝土的原材料水泥、砂石、水而言，水泥材料的選用應(yīng)參照國家標(biāo)準(zhǔn)，選用和易性好且收縮性小的水泥材料，以保證橋梁施工后的耐久性及強度；砂石材料應(yīng)選擇干凈、質(zhì)地堅硬的河砂，以及干凈堅硬的碎石，以保證混凝土的強度；水應(yīng)采用干凈可飲用的自來水，水源確定后需進行檢測，確定水中無其他礦物質(zhì)即可。

（2）混凝土使用的所有原材料入場前需檢測其質(zhì)量證明、合格證、出廠證明等文件，并對原材料進行抽檢，抽檢比例不得小于材料總量的3%，抽檢不合格的材料不允許進場，材料檢測合格的材料入場后分類存儲于施工現(xiàn)場，存儲場地不得遭受雨淋或日曬，如水泥材料的存儲時間超過3個月，使用前需重新檢測其性能，不滿足要求的應(yīng)廢棄處理

（3）除原材料質(zhì)量的控制外，還要做好混凝土配合比的設(shè)計，各類原材料的用量必須精確控制，確定混凝土配比后可通過實驗驗證配比是否合理，如不合理需及時調(diào)整，直至滿足要求為止。此外，為避免裂縫問題的發(fā)生，配比設(shè)計時可根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境，在混凝土中摻加適量的外加劑，外加劑的用量及類型根據(jù)橋梁施工環(huán)境確定，外加劑摻入后混凝土材料的性能仍需滿足設(shè)計要求[7]。

3.2.3 把控施工工藝

（1）為避免裂縫問題的出現(xiàn)，在橋梁混凝土施工時應(yīng)采用嚴(yán)格的控制措施，橋梁澆筑混凝土前，應(yīng)安排人員對模板和支架、鋼筋及其保護層厚度、預(yù)留件等進行詳細(xì)的檢查與核對，確定無誤后才能開始混凝土澆筑，同時混凝土澆筑時先要檢查其坍落度，不滿足要求的混凝土禁止?jié)仓瑵M足要求的混凝土澆筑時應(yīng)連續(xù)一次澆筑完成，澆筑過程中要注意對模板、鋼筋、預(yù)埋件的保護，避免遭受沖擊而變形。

（2）為避免混凝土澆筑時出現(xiàn)裂縫，澆筑過程中要采取一定的散熱措施，同時做好混凝土的振搗作業(yè)，振搗時間必須充足，振搗后如混凝土表面出現(xiàn)泛漿，則證明混凝土已振搗密實，此時應(yīng)立即開展養(yǎng)護作業(yè)，養(yǎng)護方式的選擇需根據(jù)施工季節(jié)確定，夏季養(yǎng)護時可灑水養(yǎng)護，冬季養(yǎng)護時不可以直接灑水養(yǎng)護，應(yīng)用保溫材料覆蓋后保濕養(yǎng)護，通過對施工過程的合理控制，可有效減少橋梁裂縫問題的發(fā)生。

3.2.4 控制施工溫度

（1）為避免混凝土因溫度的變化而產(chǎn)生裂縫問題，橋梁施工中應(yīng)嚴(yán)格控制施工溫度，其中針對混凝土水熱化反應(yīng)產(chǎn)生的溫度，施工單位可事先在橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋪設(shè)冷卻管，混凝土澆筑時利用水循環(huán)的原理消耗因水熱化反應(yīng)產(chǎn)生的熱量，從而避免混凝土內(nèi)外溫差過大而出現(xiàn)裂縫，同時施工單位還可以減少水泥材料的用量，在滿足配比要求的同時將水泥的用量控制在最低，從混凝土本身減少水熱化所產(chǎn)生的熱量[8]。

（2）對橋梁施工時外界溫度的控制，如在冬季施工外界環(huán)境溫度較低，橋梁施工時可在施工現(xiàn)場利用遮蓋的方式，降低外界環(huán)境的干擾，從而降低混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部與表變的溫度差異，避免裂縫的出現(xiàn)；如在夏季施工外界環(huán)境的溫度較高，此時橋梁施工時可邊灑水邊施工，通過灑水的方式降低混凝土表面的溫度，同時利用遮蓋物覆蓋于混凝土表面，縮小混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差，以避免發(fā)生裂縫問題。

4 結(jié)語

在道路橋梁施工中，裂縫問題的出現(xiàn)對橋梁建設(shè)質(zhì)量具有巨大的影響，施工單位如不能嚴(yán)格按照施工方案進行作業(yè)，施工時不能控制好每項施工工序的質(zhì)量，必將造成裂縫情況的產(chǎn)生。因此，為杜絕橋梁裂縫問題的出現(xiàn)，橋梁建設(shè)時應(yīng)做好設(shè)計、材料選擇、施工、溫度控制等各個要點，以保證橋梁的美觀與使用安全。