基于橋梁混凝土裂縫的施工控制技術(shù)探究

高友彬

(福建省同源建設(shè)工程有限公司，福建 福州 364200)

0 引言

如意路位于平潭綜合實驗區(qū)金井灣片區(qū)內(nèi)，道路東起壇西大道，西至金井三路，道路途徑北厝路、金井三路、金井五路、金井二路、天大山東路、如意縱二路、如意縱一路等24 條規(guī)劃道路。本工程在樁號K2+411 設(shè)置1 座橋梁跨越50m寬的3#規(guī)劃排洪渠；上部結(jié)構(gòu)采用預(yù)應(yīng)力混凝土簡支空心板橋，跨徑3×20=60m。雙幅橋布置，單幅橋橋?qū)?0.75m。為了有效控制橋梁混凝土裂縫的產(chǎn)生，分析其具體施工控制措施。

1 橋梁混凝土裂縫的成因分析

1.1 荷載所造成的裂縫

第一，直接應(yīng)力裂縫分析。造成直接應(yīng)力裂縫最主要的原因在于橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計不夠科學(xué)合理，實際受力情況和模擬受力情況有較大差異，從而造成橋梁安全系數(shù)不足。另外，在施工過程中沒有嚴格遵照施工設(shè)計圖紙來實施，對于施工中材料的堆放、運輸以及安裝控制不夠。

第二，次應(yīng)力裂縫分析。造成次應(yīng)力裂縫最主要的原因在于外部載荷引發(fā)的次生應(yīng)力而造成的裂縫。例如在橋梁結(jié)構(gòu)中所進行的開洞施工，常常只按照以往經(jīng)驗設(shè)置受力鋼筋的數(shù)量和模式。由于受力構(gòu)件挖孔之后會在孔周邊產(chǎn)生非常大的應(yīng)力集中，從而產(chǎn)生次應(yīng)力而引發(fā)裂縫。

1.2 溫度變化引發(fā)的裂縫

一旦混凝土內(nèi)外部存在較大的溫度變化就會引發(fā)混凝土的變形，會在結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生較大應(yīng)力。造成溫度裂縫的主要原因包括日照、溫度驟降、水化熱等等。日照主要就是指橋體主梁和面板等受到陽光強烈照射之后溫度遠超其他位置，造成局部應(yīng)力較大而引發(fā)裂縫；溫度驟降就是指混凝土施工完成后受到冷空氣或者雨雪影響而造成橋體外表面溫度突然下降，內(nèi)外溫差較大而引發(fā)的裂縫；水化熱就是指完成較大體積混凝土澆筑后，水泥水化釋放出大量的熱量，造成混凝土內(nèi)部溫度較高，內(nèi)外溫差較大引發(fā)的裂縫。

1.3 鋼筋銹蝕引發(fā)的裂縫

此種裂縫主要是因為混凝土保護層厚度不足或者鋼筋質(zhì)量較差，從而造成鋼筋表面氧化膜的破損，使得鋼筋的表面受到侵蝕。因為結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋受到銹蝕造成結(jié)構(gòu)體積發(fā)生較大變化，對于周邊混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力，一旦應(yīng)力超限就會順著鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫。

1.4 沉降所引發(fā)的裂縫

完成橋梁的基礎(chǔ)施工之后，受到整體結(jié)構(gòu)的影響，容易出現(xiàn)水平方向或者豎直方向的不均勻沉降，從而造成混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力。一旦應(yīng)力超出混凝土的抗壓能力就會出現(xiàn)裂縫。

1.5 施工引發(fā)的裂縫

混凝土施工過程中施工裂縫是最為常見并且很難避免的裂縫，很多因素都會造成此種裂縫的產(chǎn)生，例如施工技術(shù)人員水平不足、施工過程中疏忽大意等都會引發(fā)混凝土裂縫。特別是對于復(fù)雜橋梁工程來說，施工中存在著很多交叉工藝，并且很多工序需要通過大型機械設(shè)備來實現(xiàn)，若是施工中沒有嚴格遵照技術(shù)標準進行操作就會改變道路橋梁的結(jié)構(gòu)，降低其承載力，從而產(chǎn)生裂縫。

1.6 養(yǎng)護不當引發(fā)的裂縫

橋梁工程都是在室外進行的，剛剛完成的混凝土始終處在外部環(huán)境影響下。若是受到天氣影響在混凝土沒有達到相應(yīng)強度情況下水份已經(jīng)流失，就會造成混凝土的硬化，從而造成較嚴重的收縮，影響到混凝土質(zhì)量。此種情況下需要對混凝土實施必要的養(yǎng)護，可以利用澆水的方式來減少混凝土水份的流失，確保混凝土達到相應(yīng)強度時保持相應(yīng)濕度。另外，在養(yǎng)護不當?shù)那闆r下混凝土的很多位置存在受力不均的情況，從而產(chǎn)生不規(guī)則的裂縫。

2 橋梁混凝土裂縫的施工控制技術(shù)

2.1 提升橋梁整體設(shè)計水平，加強施工監(jiān)督力度

對于橋梁工程來說，設(shè)計質(zhì)量在很大程度上影響著整個工程的質(zhì)量，也是產(chǎn)生裂縫的重要原因之一，所以一定要對設(shè)計方案進行優(yōu)化，確保工程施工質(zhì)量以及效率。一方面要制定出較為明確的施工質(zhì)量標準，并且進行嚴格的技術(shù)交底，降低設(shè)計以及施工錯誤的發(fā)生。另一方面要加強細節(jié)方面的有效控制，需要設(shè)計單位、施工單位、建設(shè)單位以及監(jiān)理單位共同進行方案分析研究，各方認可簽字后才可以投入使用。

不斷完善工程質(zhì)量監(jiān)督管理機制，確保工程各環(huán)節(jié)質(zhì)量的有效監(jiān)督。要確保道橋工程參與方對于整個工程施工具有知情權(quán)，可以通過定期檢查的方式對施工材料、施工工藝加強監(jiān)督，對于各方質(zhì)量行為進行有效約束，從根本上控制施工裂縫的產(chǎn)生。

2.2 加強施工過程中的溫度監(jiān)測，加強溫度控制

對于橋梁工程來說，施工過程中影響最大的因素就是溫度，對于溫度的有效控制是預(yù)防出現(xiàn)裂縫最主要的措施。混凝土完成澆筑之后會出現(xiàn)較嚴重的水化熱效應(yīng)，所以在正式施工之前需要混凝土材料實施預(yù)降溫。另外，在保存混凝土?xí)r可以對其中的粗骨料實施遮擋，能夠有效降低粗骨料溫度上升。案例工程中的混凝土體積較大，在正式施工前可以對粗骨料實施冷處理，并且在攪拌過程中可以加入一定量冰水用于降溫。若是混凝土攪拌站和施工所在區(qū)域的距離較遠，在混凝土運輸過程中要做好混凝土罐車的遮擋。

特別是進入工程后期隨著溫度的下降，需要通過相應(yīng)措施提升混凝土的整體溫度。施工過程中一定嚴格遵照標準規(guī)范進行，進行及時的振搗，防止混凝土內(nèi)部出現(xiàn)氣孔問題。施工中要確保混凝土具有良好的濕潤度，防止混凝土溫度的驟降。通過夏季保濕控制以及冬季的覆蓋保溫，能夠非常有效的預(yù)防溫度效應(yīng)造成的裂縫問題。同時，施工過程中也要加強溫度的監(jiān)測，要定期對混凝土的內(nèi)外溫差進行測量，以此為基礎(chǔ)控制好混凝土內(nèi)外溫差，確保其溫度處在漸變的過程。

2.3 嚴格控制施工材料的質(zhì)量

第一，混凝土原材料選擇時一定要增強質(zhì)量控制，相關(guān)部門要加強材料進場檢驗，避免因為過于追求利益而采用劣質(zhì)沙石等影響混凝土質(zhì)量，造成安全隱患。另外，采用高水化熱水泥會在施工中產(chǎn)生比較大的水化熱，會在混凝土內(nèi)外產(chǎn)生較大的溫差。所以可以采用低水化熱水泥來代替高水化熱水泥，這樣能夠最大程度上減小水化熱造成的溫差，能夠更加有效的控制施工溫度，從而減少裂縫產(chǎn)生。

第二，在確保混凝土原材料質(zhì)量的同時，也要嚴格遵照科學(xué)合理比例實施混凝土攪拌，保證混凝土的良好質(zhì)量。混凝土強度配合比可以參照表1所示進行，

2.4 加強后期的養(yǎng)護

工程后期的養(yǎng)護情況在很大程度上影響著橋梁工程的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性以及承載力，對于裂縫控制具有重要作用。首先要找到引起裂縫的原因和橋梁結(jié)構(gòu)受力特點，針對不同的原因和結(jié)構(gòu)受力采取相對應(yīng)的修補方法。例如

第一，開槽法進行裂縫的修補。此種方法更多適合應(yīng)用在較寬裂縫（>0.5mm）的修補。此種方法所用設(shè)備主要有開槽機以及灌縫機，采用針對裂縫修補的密封膠（以瀝青為主要成分，添加橡膠、添加劑等成分）進行裂縫修補。其施工工序包括：密封膠準備—開槽—清槽—灌縫—養(yǎng)護。

第二，低壓注漿法修補裂縫。此種方法更多應(yīng)用在寬度為0.2-0.3mm 裂縫的修復(fù)方面，施工工藝流程為：施工準備→腳手架搭設(shè)→表面處理→配制并涂刷底層樹脂→配制找平材料并對不平整處修復(fù)處理→配制并涂刷浸漬樹→脂或粘貼樹脂→粘貼碳纖維片材→表面防護→腳手架拆除。

3 結(jié)束語

本文主要分析了橋梁混凝土裂縫的成因，在此基礎(chǔ)上提出了橋梁混凝土裂縫的施工控制技術(shù)。通過本文的介紹能夠?qū)蛄夯炷亮芽p控制提供一定參考和幫助。