道路橋梁施工中的裂縫成因及預防方法

曾慶超

中交路橋建設有限公司

道路橋梁施工中的裂縫成因及預防方法

曾慶超

中交路橋建設有限公司

道路橋梁工程是土木工程的重要組成部分，道路橋梁施工質量的優劣直接關系到其運行的可靠性和安全性。道路橋梁施工過程中以鋼筋混凝土為主要材料，雖然采用鋼筋混凝土材料修建的道路橋梁有著堅固、美觀的特點，但在施工過程中受到內外因素的作用，容易導致物理結構變化的產生出現裂縫，從而影響道路橋梁的質量，降低橋梁結構剛度和強度，嚴重時會導致工程事故的發生。本文筆者根據工作實踐經驗對道路橋梁施工中的裂縫成因及預防方法進行了分析探討。

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1 道路橋梁施工中裂縫的危害

1.1 滲漏危害

道路橋梁出現裂縫會導致滲漏出現，水流沿著裂縫滲入到橋梁內部，橋梁混凝土結構件會產生水解，承重力大大下降。且在低溫條件下水流凍脹，裂縫會進一步擴展加深，如不及時治理會嚴重影響橋梁主體結構性能，埋下安全隱患。此外，在道路橋梁施工的過程中，水分填充裂縫會增加重力和壓力，超過橋梁結構承載力后會進一步擴大裂縫，形成惡性循環。

1.2 碳化危害

道路橋梁施工中出現的裂縫會加劇橋梁混凝土結構的碳化，混凝土材料與水分、空氣中二氧化碳產生的碳化作用會生產碳酸鈣，從而降低橋梁混凝土結構的承重力，不利于橋梁安全性能的提升。

1.3 腐蝕危害

道路橋梁施工過程中，一旦出現裂縫，水分、空氣各種雜質會沿著裂縫進入到橋梁結構內部，相關化學作用會破壞鋼筋及金屬構件表面鈍化膜，導致出現銹蝕危害，鋼筋和金屬構件銹蝕后，體積增大，降低了橋梁結構的穩定性，同時會進一步擴大裂縫。

2 道路橋梁施工中的裂縫成因分析

通過上文分析可知，當前道路橋梁以鋼筋混凝土為主要施工材料，施工過程中容易產生結構性裂縫和非結構性裂縫，裂縫的出現會降低橋梁結構的承載能力和耐久性，因此有必要積極預防，避免裂縫的出現，保證道路橋梁施工質量，而要想實現有效的預防效果，需要明確道路橋梁施工裂縫的原因，以此來對癥下藥，針對性地進行預防。

2.1 荷載裂縫

在道路橋梁施工的過程中，外界附加荷載過大會導致結構性裂縫的出現，具體來說有以下兩個方面。首先，在道路橋梁設計過程中，存在預算不完全的情況，荷載預算不足，施工人員施工過程中盲目的將大型施工機械和大量施工材料堆積在橋梁結構物上，荷載超標，橋梁結構不堪重負，導致直接應力裂縫的產生；第二，是在施工設計階段預算不全面，沒有考慮到道路橋梁施工過程中開洞、鑿槽等導致荷載因素的變化，從而導致次應力裂縫的產生。

2.2 溫度影響

在道路橋梁施工過程中，構建混凝土構件時，隨著溫度的變換會發生熱脹冷縮作用，引起變形，道路橋梁結構內部產生拉應力，當此拉應力超過道路橋梁結構本身抗拉強度時，則會導致溫度裂縫的產生，相較于其他裂縫來說，溫度裂縫有著一定的特殊性，其會隨著溫度變化而擴張、合并。

2.2.1 水化熱

在道路橋梁施工的過程中，澆筑混凝土時會有著水化熱的產生，使得混凝土內部溫度升高，導致內外溫差的出現，從而導致混凝土表面產生溫度裂縫。

2.2.2 蒸汽養護

冬季時節，一般需要進行道路橋梁的蒸汽養護，養護過程中混凝土溫度較高，但養護停止后，則混凝土溫度會驟然降低，這種溫度的急劇變化也是導致道路橋梁溫度裂縫產生的重要原因。

2.3 施工材料原因

道路橋梁施工以混凝土為主要材料，而水泥、粗骨料、細骨料、添加劑等是制備混凝土的原材料，如果這些原材料出現質量問題，也可能導致出現裂縫。例如骨料質量不達標會影響混凝土構件強度，外加劑種類的選擇不合理，質量不合格也會導致裂縫出現。

3 道路橋梁施工中的裂縫預防措施

3.1 合理設計荷載和道路橋梁布局

在施工設計階段，設計人員做好荷載分析工作，對橋梁運營進行調研，保證施工過程中橋梁承載力大于實際荷載，避免施工或后期維護過程中出現裂縫問題。此外，設計人員應當對道路橋梁施工進行整體規劃，合理進行鋼筋布局，這對于防止裂縫產生也有著重要作用。

3.2 加強溫度控制

在拌制混凝土的過程中，為了減少水泥用量，降低水化熱，可以加入適量粉煤灰，粉煤灰中的硅、鋁氧化物會與水化產物進行二次反應，降低混凝土的熱漲作用，同時粉煤灰的火山灰反應能夠有效改善道路橋梁混凝土構件內部孔結構，提升致密性，降低收縮值，從而有效防止水化熱的影響，預防溫度裂縫的產生。此外，在不影響混凝土質量的前提下，可以適當加入減水劑與緩凝劑等外加劑，減水劑能夠降低水灰比，從而防止開裂，緩凝劑的加入則能夠延緩混凝土放熱峰值出現的時間，放熱峰值出現時，橋梁混凝土構件強度增大，能夠有效降低裂縫出現的概率。在道路橋梁混凝土澆筑施工的過程中，應當盡量避開太陽輻射較高的時間，如果在夏季施工，則應當避開正午時段，盡可能在夜間澆筑施工。

3.3 加強對原材料選擇的控制

首先，是對水泥的選用，應當以國家相關標準為基礎選用質量合格的水泥，為了保證水泥的使用效果，盡可能選擇和易性好、收縮性小的水泥，以此來提升混凝土的耐用性與持久性，保證道路橋梁結構的堅固性，預防裂縫出現。第二，選用的細骨料最好用質地堅硬的河沙，其孔隙率較小、總表面積小，能夠降低用水量和水泥用量，有效降低裂縫出現概率。此外，應當盡可能控制河沙的含泥量，含泥量過大則收縮變形越大，產生的裂縫就越嚴重，因此應當盡可能選擇干凈的中粗砂。第三，是粗骨料的選擇，粗骨料應當盡可能選用粒徑較大、質地堅硬的碎石，以此來保證最終成型混凝土構件的質量。

3.4 控制混凝土施工質量

要想控制好道路橋梁混凝土施工質量，就要做到以下幾點：首先，嚴把混凝土原材料質量關。在選擇混凝土用的水泥時，要選用符合設計和施工要求的水泥，一般標號較高的水泥都會使用在道路橋梁施工中，而且水泥進入現場前，對其質量要進行嚴格的檢測，合格后方可入場，而且對于施工現場的水泥也要做定期抽查，保證水泥的質量符合施工要求；其次，科學合理的進行混凝土配比。混凝土配比前，要先進行配比實驗，對實驗結果進行分析，確保合格后才能開始混凝土的配比施工。當然，配比也不是固定的，這要根據施工現場的各種影響因素而定，必要時要對配比進行必要的調整，保證配比的合理性；最后，混凝土的攪拌時間要進行嚴格的控制，通常情況下，一盤混凝土的攪拌時間要在三分鐘以上，這樣才能保證混凝土中各種原料和添加劑可以融合充分，保證混凝土的質量符合道路橋梁的要求。

3.5 做好混凝土養護

道路橋梁混凝土的養護是保證道路橋梁穩定性的重要措施，這恰恰也是人們經常會忽略的一個環節。數據顯示，百分之八十左右的混凝土裂縫問題都是因為后期不合理不到位的混凝土養護措施引起的。由此可見混凝土的養護工作對于混凝土裂縫的控制效果十分明顯。在夏季，由于外部溫度過高，為了使混凝土內部的熱量可以釋放，要進行澆水作業。當然，不能一味的澆水，要有規律的進行，對于每天澆水的時間、次數和澆水了要進行合理設定。而冬季溫度特別低的時候和地區則要對道路橋梁混凝土采取保溫措施，例如表面覆蓋塑料薄膜，甚至必要的時候可以采用蒸汽養護的方式。

4 裂縫出現后的處理及控制措施

在道路橋梁施工過程中，一旦出現裂縫，應當采取有效處理及控制措施，防止裂縫進一步擴大，盡快修補裂縫，降低裂縫危害。首先，是內部灌漿修補，這種裂縫修補方法在道路橋梁施工裂縫處理中較為常見，效果明顯、適應性較強，大小裂縫都可以采用此方法。需要注意的是，為了保證修補效果，可以一邊灌漿修補一邊進行嵌縫處理和修堵處理，如果發現橋面有裂縫出現，首先進行注漿，注漿修補裂縫之后，用突破的方式封閉裂縫口，避免裂縫再次出現，保證控制效果。第二，對于道路橋梁施工中的一些細小裂縫來說，其危害相對較小，修補難度較大，但如果不及時處理控制，則很容易引發大裂縫的出現，從而加大危害，針對這種情況，應當對細小裂縫表面進行處理，之后用混凝土貼補，以此來實現防水堵漏的效果，避免進一步惡化。第三，對于荷載過大產生的裂縫來說，如不及時處理，其會影響橋梁耐久度和剛度。在處理的過程中，應當采用預應力法、錨固補充法來加固結構，之后進行修補處理，處理后可采用壓水測試和壓氣測試方式來檢測處理效果。

5 結論

綜上所述，在道路橋梁施工過程中，裂縫的出現會導致多種危害，最終影響橋梁的性能，埋下安全隱患。荷載過大、溫度變化及原材料選擇不合理是導致道路橋梁施工中裂縫出現的主要原因，要想保證道路橋梁施工質量，需要針對性采取預防措施和處理控制措施，有效避免裂縫對施工質量的影響。

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