公路橋梁施工中出現(xiàn)橋梁裂縫的原因

劉　佳

(山西交通控股集團有限公司運城南高速公路分公司，山西 運城　044000)

0　引言

隨著交通運輸業(yè)的蓬勃發(fā)展，對道路和橋梁的需求也越來越多樣化，而橋梁施工作業(yè)作為公路施工工程的關(guān)鍵部分，其質(zhì)量水平的高低與整體橋梁施工質(zhì)量有著密切聯(lián)系，尤其對橋梁施工裂縫處理工作提出新的要求。因此，在公路橋梁施工過程中，必須加強對施工質(zhì)量監(jiān)管力度，減少對橋梁結(jié)構(gòu)的損害，提高公路使用年限，為人們以及車輛提供安全保障，進而促進公路施工行業(yè)的健康發(fā)展。

1　公路橋梁施工中出現(xiàn)橋梁裂縫的常見原因

1.1　公路施工混凝土結(jié)構(gòu)因素

在橋梁施工中主要的材料就是混凝土結(jié)構(gòu)，而在混凝土結(jié)構(gòu)中含有大量的間隙、粗孔等。若在施工過程中混凝土結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)大量水分[1]，不僅會對混凝土自身的特性產(chǎn)生影響，而且會使混凝土發(fā)生收縮，進而導致橋梁施工中橋面出現(xiàn)裂縫。

例如：某橋梁項目施工中的工程概況如下，K1+722沖口高架大橋，上構(gòu)采用9×30 m(左幅)、8×30 m(右幅)先簡支后連續(xù)預應力混凝土T梁，下構(gòu)橋臺采用柱式臺，樁基礎，橋墩為柱式墩，樁基礎。而在施工過程中發(fā)現(xiàn)橋梁出現(xiàn)裂縫的原因是由于橋梁混凝土采用高強度混凝土，混凝土自身收縮徐變影響較大，屬于早期初凝、終凝前產(chǎn)生的自身收縮裂紋。

1.2　溫度變化引起的裂縫

在實地施工現(xiàn)場中，受溫度等天氣環(huán)境的影響較大，一旦溫度發(fā)生變化就會使橋梁施工中的混凝土出現(xiàn)熱脹冷縮現(xiàn)象，這是引起橋梁施工中出現(xiàn)裂縫的主要原因。在施工過程中，混凝土內(nèi)部會出現(xiàn)水熱化現(xiàn)象，如果外部溫度發(fā)生變化，就會使混凝土內(nèi)外溫差差異過大，易產(chǎn)生變形，若不及時進行處理，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)溫度應力，而一旦溫度應力超過混凝土的抗拉強度就會產(chǎn)生裂縫。

1.3　結(jié)構(gòu)性改變

第一方面，受化學反應的影響導致結(jié)構(gòu)性變化。在橋梁施工過程中，混凝土結(jié)構(gòu)建設與各種化學反應有著密切聯(lián)系，若對各種化學反應進行有效控制，不僅能達到預期的建設效果，而且減少橋梁裂縫情況的出現(xiàn)幾率。但是在實際施工過程中，由于項目施工人員對化學反應操作不當，使化學副反應發(fā)生。例如，混凝土骨料中的活性硅與地下水中的堿性物質(zhì)、水泥等物質(zhì)會發(fā)生膨化反應；硫酸鐵在水泥水化過程中會產(chǎn)生鋁酸鈣，致使混凝土出現(xiàn)膨脹而造成的局部拉力升高。此外，在現(xiàn)場施工時，由于部分有害的化學反應等因素影響，使混凝土的滲透性減少，增加鋼筋生銹、器質(zhì)性病變等情況的發(fā)生機會，進而產(chǎn)生裂縫。第二方面，因安置不當而引起的橋梁裂縫情況。在施工中，一旦部分施工所必需的支撐構(gòu)件與受力裝置安裝不合理，就會導致橋梁施工中產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象[2]。在橋面施工過程中，經(jīng)常發(fā)生安裝不到位的情況有布置錨墊板部位出現(xiàn)錯誤，錯墊的錯度板的板后螺旋筋安裝不規(guī)范，錨墊板和鋪墊板安置不牢固，這些都會導致預應力建筑構(gòu)件在張開過程中出現(xiàn)開裂；在落架聯(lián)箱梁時，常發(fā)生的出錯狀況主要有在開展由簡支梁至連續(xù)受力系統(tǒng)的變換過程中為按照施工方案進行操作，導致在對連續(xù)梁負彎矩區(qū)實施簡支時，受落架安置不合理或時間過長等因素影響，導致安裝的張力強度未達到預期的設計標準，最終導致梁底部位發(fā)生橫向開裂。

1.4　施工工藝質(zhì)量問題

在橋梁施工過程中，若沒有對施工前的地質(zhì)、材料等情況進行嚴格把關(guān)，未制定合理的施工計劃，就會導致在施工過程中出現(xiàn)各種各樣的裂縫情況。不同的原因?qū)α芽p的部位、走向和寬度也會有不同的影響。具體內(nèi)容如下：

1)保護混凝土的土層過厚或者鋼筋結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形，就會使橋梁在承受負彎矩時的受力筋保護層加厚，致使構(gòu)件的高度有所減少，進而導致在受力鋼筋垂直方向因受力不均而出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。

2)在混凝土壓實和振搗過程中未密實，鋪設不均勻，進而導致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)出現(xiàn)蜂窩、麻面以及空洞等，這些都是造成橋梁裂縫的重要原因之一。

3)若在澆筑混凝土過程中[3]，速度過快，就會使混凝土的流動性變差，致使混凝土在硬化前出現(xiàn)沉降不實的情況，在硬化后沉實過大，在這硬化期間就會產(chǎn)生裂縫。

4)收縮裂縫主要是由于混凝土在攪拌和運輸過程中水分過快蒸發(fā)，從而造成混凝土的坍落度降低，形成裂縫。

5)在橋梁混凝土初期養(yǎng)護中，因天氣等環(huán)境變化的影響，致使混凝土表面出現(xiàn)規(guī)則不一的收縮情況，這是產(chǎn)生橋梁裂縫的原因之一。

1.5　基礎變形導致裂縫

根據(jù)橋梁施工項目情況，大多數(shù)的橋梁施工跨度較大，而跨度的比例又比較小，就會使地基出現(xiàn)豎立的不均勻的情況，這樣就會因地基變形而出現(xiàn)裂縫的情況。這樣的變化雖然比率非常小，但也會對整個工程造成嚴重影響，勢必對整個橋梁施工工程的進度造成阻礙，這也是橋梁產(chǎn)生裂縫的因素之一。

如：在橋梁施工中常出現(xiàn)以下幾種裂縫情況，詳見表1。

表1　公路橋梁裂縫的依據(jù)

2　公路橋梁裂縫處理措施

2.1　提高質(zhì)量安全意識教育

第一，對相關(guān)項目的施工人員進行全面的質(zhì)量安全意識教育，增強施工人員的責任感，充分調(diào)動橋梁施工人員的積極性，樹立“質(zhì)量就是效益”的施工理念。第二，加強相關(guān)技術(shù)人員的專業(yè)能力技術(shù)培訓，尤其針對特殊項目的技術(shù)人員的培養(yǎng)，提高施工人員的專業(yè)技能。第三，對于一些特殊崗位的工作人員需要持證上崗，不準未經(jīng)培訓取得合格證上崗操作。

2.2　對施工材料進行嚴格把關(guān)

在橋梁施工過程中需要對施工材料的使用進行嚴格控制。其中包括對施工所用的水泥、砂石、鋼筋、碎石等材料進行檢驗，一旦發(fā)現(xiàn)材料的質(zhì)量不合格，就應立即停止使用，以免因質(zhì)量問題對施工進度與橋梁施工強度產(chǎn)生重大影響。此外，在實際施工過程中，因天氣、溫度等環(huán)境變化，對材料的使用都有一定影響，這就需要相關(guān)技術(shù)人員在使用前對材料的含水量、質(zhì)量等情況進行檢查，確保材料質(zhì)量的安全，這樣在施工過程中就不易發(fā)生裂縫等問題。

2.3　加強橋梁裂縫防治舉措

首先，在設計施工前，要準確算出道路和橋梁的負載量，從而設計出滿足車流量負載的道路寬度。其次，加大對車輛載重的控制，尤其是對超重車輛的嚴格把控。因路面裂縫存在著巨大的安全隱患[4]，因此，必須對路面裂縫現(xiàn)象進行嚴格監(jiān)督，一旦發(fā)現(xiàn)道路和橋梁存在裂縫問題，應及時采取補救措施，對已經(jīng)出現(xiàn)裂縫的位置進行修補，以防造成更為嚴重的問題。

例如：某工程施工中出現(xiàn)橋梁裂縫，相關(guān)技術(shù)人員采取的裂縫加固示意圖，如圖1所示。

2.4　地基變形的防護措施

防止因地基變形而造成破壞的現(xiàn)象出現(xiàn)，橋梁建設者應做好以下兩方面：第一方面，在設計施工前，應交給專業(yè)的地質(zhì)勘探團隊對現(xiàn)場進行勘察，提供真實、有效、準確的地質(zhì)資料。按照準確的地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)對橋梁進行合理規(guī)劃設計，還需要對地基沉降進行分析，嚴格把控施工技術(shù)和工程質(zhì)量關(guān)卡。第二方面，在施工過程中，應嚴格按照設計要求進行施工，把好材料關(guān)，必須按照相關(guān)施工規(guī)范要求進行施工，設置好專門的水準點和沉降點，把握整個施工過程中的地基狀態(tài)，從而避免在施工過程中因地基產(chǎn)生變形，而造成橋梁裂縫的現(xiàn)象發(fā)生。

3　結(jié)語

在橋梁工程中，受地質(zhì)、施工等條件的影響，經(jīng)常會對施工的質(zhì)量、安全以及工作效率有很大影響。在實際施工過程中，經(jīng)常會因多種原因而導致橋梁裂縫的情況發(fā)生，對橋梁造成破壞，從而對施工人員的安全、工程質(zhì)量以及施工進度等方面都造成嚴重隱患。因此，施工人員就針對上述情況，在橋梁建設過程中，采取有效措施，以此來保證施工的質(zhì)量問題，提高了施工效率，為橋梁工程進度的順利進行提供保障。