公路橋梁施工過程中裂縫產生原因及應對策略

王智博

摘 要：隨著我國經濟建設的不斷發展，公路及橋梁的施工規模以及數量正在不斷增加。而混凝土也在公路及橋梁的施工中得到廣泛應用。由于混凝土的堅固性和較好的耐壓性，其逐漸成為公路及橋梁的施工中不可缺少的步驟，但是在施工中稍不注意也會導致裂縫的出現。所以我們還應該系統分析混凝土的裂縫成因和控制措施，實現公路及橋梁的施工水平和施工質量的不斷提升。

關鍵詞：公路橋梁；混凝土裂縫；原因；應對策略

1 公路橋梁的工程施工裂縫產生的原因

1.1 由于溫度的變化導致的裂縫

眾所周知的混凝土一個特點就是“熱脹冷縮”。假如結構內部的溫度或者環境溫度有了改變，那么就會導致混凝土的變形，因為變形會受到周圍環境約束，所以在結構內部會產生應力，一旦這個應力比混凝土自身抗拉的強度范圍大時，就會產生溫度裂縫。而溫度應力則有外約束應力和內約束應力這兩種。所謂內約束應力指得是結構內部的某一個構件單位，因為在非線性的溫差作用之下，纖維之間的溫度不一樣，由于引起應變的不同而導致受約束所產生的應力。而外約束應力則是指結構內部的構件由于溫度的不同而產生變形，但是變形受到了結構外部的超靜定約束從而沒法實現自由的變形而產生的應力。通過科學計算得知混凝土的內部溫度最大的變化是在0至7天范圍之內，因為混凝土的內外溫差而導致的溫度應力的變化也最大。

1.2 由于收縮導致的裂縫

混凝土在硬化之后，其表層的水分會漸漸地蒸發掉，所以濕度也就是會慢慢變低，由此帶來的就是體積的逐漸減小，此種現象可以叫做縮水收縮，也能叫做干縮。因為混凝土表層的水分蒸發的速度很快，但是內部的損失卻不多，所以內部發生的收縮比較小，與之相對的是表面的收縮大這種不均勻的收縮現象。混凝土內部對于表面的收縮變形有著約束，從而使得表面的混凝土要承受拉力，一旦表面的混凝土所承受的拉應力大于其抗拉的強度時，就會有收縮裂縫的產生。

1.3 由于地基變形導致的裂縫

因為地基水平方向的位移或者豎向不均勻的沉降使得結構之中產生了附加的應力，而這則超過了混凝土的結構抗拉強度，從而導致了結構的開裂。地基不均勻的沉降主要有以下幾種原因：試驗資料的不準、地質勘查的精度不夠、地質情況的掌握不充分，在這些情況就進行了設計與施工，從而導致地基不均勻的沉降，最終引起裂縫產生。

1.4 由于荷載導致的裂縫

在公路橋梁的建造過程中，假如產生了荷載裂縫，那么關鍵因素便是建設者在施工過程中未曾抓好質量的管控工作，進而讓公路橋梁擔負較大的負載，而此些負載導致的直接后果便是出現裂縫。另外，在公路橋梁開始建造以前假如未曾抓好地質勘查工作也會造成公路橋梁產生開裂的狀況。因為地質勘探工作中獲得的信息不夠精準，假如依照該信息來剖析公路橋梁的建造狀況，在真正施工過程中會對地基的運用性造成一定程度的影響，并且或許讓地基因為難以承擔負載而出現下沉。還有便是鋼筋生銹也會讓公路橋梁產生開裂問題，此是由于鋼筋在生銹以后，其體積會增大，進而對周邊的混凝土施以“脹化”效能，最后致使混凝土產生裂縫。

2 公路橋梁施工過程中裂縫的應對策略

2.1 混凝土及瀝青的生產質量控制措施

首先，在合理選擇水泥標號的同時嚴格控制水泥用量。通常情況下，我們應該優先選擇標號較高的水泥，從而相應的降低水泥用量。其次合理科學地添加外加劑，試驗控制混凝土的配合比。對混凝土拌合時間進行嚴格控制，每盤拌合時間至少為三分鐘，從而保證在混凝土生產中可以充分發揮外加劑作用。嚴格控制混凝土塌落度，如果不合格就不能夠投入使用，以免在使用過程中產生裂縫。在基層施工的時候要嚴格控制含水量，使得混合料含水量不會超過施工規范范圍內最佳的含水量。混凝土在碾壓完后需要及時的養生保濕，結束后要立即作下封層或作透層，使得基層水分不會迅速流失。下封層完成后，需要盡快的將瀝青面層鋪筑好，以免基層在暴曬時開裂。

瀝青的鋪筑對于減少裂縫的生成有重要影響，因此在鋪筑瀝青的時候，在比較高級的公路施工時，要在國產瀝青中摻入如丁苯橡膠這類高分子的聚合物，從而使得瀝青的穩定性和粘度提高。為了減緩瀝青的老化，可以添加樹脂型改性瀝青，為了降低瀝青的混合料的低溫開裂情況，我們應該優先選擇延度大及稠度較低的環烷瀝青。為了減少基層在暴曬時開裂，我們要及時將瀝青鋪筑好。

2.2 混凝土的施工溫度控制措施

為了降低裂縫出現的可能性，我們需要采取措施對溫度應力進行控制。第一，在對混凝土進行拌合時，要冷卻碎石從而使得混凝土澆筑溫度得到降低。第二，在夏天對混凝土進行澆筑時要降低澆筑的厚度，并通過澆筑層面進行散熱。第三，將冷卻管埋設于混凝土中，通過注入冷水對內部進行降溫。第四，對混凝土入模的溫度進行嚴格控制。總之，在混凝土凝結硬化的過程中，要及時了解其溫度的變化情況，對其內部溫度情況進行隨時監測，這對于采取相應的技術措施，確保在混凝土的施工中不會產生過大溫度應力以及避免產生溫度裂縫有著重要作用。我們可以使用圓盤式的溫度計對混凝土進行測溫，分別對混凝土內外的溫度進行測定。把溫度計的感應棒置于模板的外側，在混凝土的保溫罩內對混凝土的表面溫度進行測定。在混凝土進行澆筑前需要在模板上提前留出測溫孔，并將圓盤式的溫度計置于測溫孔內對混凝土的內部溫度進行測定。在混凝土完成澆筑后，需要每兩小時對混凝土的內外溫度進行一次測定，并將測定的溫度進行記錄，計算出混凝土的內外溫差。

2.3 混凝土的施工中工藝質量控制措施

對路橋工程進行施工時，對于頂帽、托盤以及墩身應該通過一次性的方式立模，先對托盤以及墩身處的混凝土進行施工，然后將安裝完成后的頂帽等處的鋼筋吊裝到位，最后對頂帽等處的混凝土進行施工。在澆注的時候，我們應該通過汽車泵將混凝土送達墩頂，在泵管的出口位置通過連接泵送的軟管最終使得混凝土送達需要澆注的部位，整個的澆筑主要采用的是分層施工以及逐層振搗方式。澆注的順序主要為從墩身一側向另一側往復的進行移動澆注，也就是說在澆筑完一層后即刻返回來，再進行下一次的移動澆注，從而保證混凝土得到均勻的施工。大體積的混凝土在施工中，每層澆注的厚度一般不能高于三十厘米，振動棒振搗的時間每次不能高于二十秒，一般振搗到混凝土開始泛漿為宜。振動棒位置與模板邊緣的距離以高于二十厘米為宜。

2.4 混凝土的養護質量控制措施

大量的實踐都表明，很多混凝土之所以會產生裂縫主要還是由于養護工作的不到位所造成的。所以在路橋的施工中我們要保證混凝土養護的質量。首先，要防止混凝土內部與外部的溫度出現較大溫差，防止其表面溫度出現梯度變化。其次，冬季需要控制好澆注時的施工溫度，并采取一定的措施使得澆注時的溫度高于混凝土在使用期間穩定的溫度。最后，當混凝土完成澆注后，對于裸露在外面的混凝土要覆蓋塑料薄膜，進行養護工作，必要時還應該采用蒸汽養護從而保證養護的質量。

3 結束語

綜上所述，公路橋梁施工過程中的混凝土裂縫問題不僅會嚴重影響道路及橋梁的施工質量，甚者會危害人民的生命安全。所以要解決有關裂縫的問題，就要對混凝土原材料進行嚴格控制，施工前要合理的設計荷載，時刻注意施工中的溫度變化，以及對混凝土的凝結時間嚴格控制。只有這樣，才能有效的減少裂縫的形成，從而保障道路及橋梁的施工質量，保障人民的生命安全，促進我國經濟的快速發展。

參考文獻：

[1] 趙麗.高速公路橋梁裂縫的產生機理與應對措施[J].交通世界（建養機械），2013（Z1）：204～205.