道路橋梁施工中裂縫成因探究

巨建基

摘 要：橋梁是道路工程中不可或缺的一部分，而混凝土是橋梁施工中使用的主要材料之一。混凝土主要由水泥、砂石、水等構(gòu)成，在硬化的過程中，混凝土由于受到水化熱現(xiàn)象的影響，結(jié)構(gòu)內(nèi)部與外部溫差比較大，導(dǎo)致混凝土容易產(chǎn)生裂縫，從而影響其強度，造成橋梁倒塌的可能性，威脅車輛行駛安全。因此，本文主要分析了我國橋梁工程施工裂縫造成的原因，并結(jié)合實際案例，針對道路橋梁施工裂縫成因采取相應(yīng)的措施，確保道路橋梁施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：道路橋梁;橋梁施工;施工裂縫

近年來，為了滿足人們出行需求，國家大力建設(shè)公路工程，公路數(shù)量和規(guī)模不斷上漲。橋梁作為公路工程的重要構(gòu)成部分，施工質(zhì)量直接影響到道路運行的安全性和使用壽命的長短。在橋梁的施工過程中，如果施工單位未做好管理工作和質(zhì)量過程控制，可能導(dǎo)致橋梁產(chǎn)生裂縫，情況嚴重時可能造成橋梁倒塌。2012年，江西省廣昌縣河?xùn)|橋突然發(fā)生倒塌，造成2人受傷2人死亡。因此，必須根據(jù)橋梁施工存在的裂縫，采取行之有效的技術(shù)措施，提高道路橋梁的整體質(zhì)量。

1 道路橋梁施工裂縫成因

1.1 溫度裂縫

混凝土是修建橋梁的主要材料之一，主要由水泥、砂石骨料、水等構(gòu)成，混凝土澆筑以后，水泥發(fā)生水化熱反應(yīng)，產(chǎn)生大量的熱量。試驗證明：350—550Kg/㎡的水泥，攪拌成混凝土以后能夠釋放17500—27500KJ/m3的熱量，由于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外散熱條件不同，存在外部熱量散發(fā)比較快，內(nèi)部熱量不容易散發(fā)的現(xiàn)象，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差加劇，混凝土表面產(chǎn)生張拉力。如果張拉力超過混凝土實際抗拉極限，混凝土?xí)纬闪芽p。

1.2 施工裂縫

混凝土結(jié)構(gòu)施工過程中，混凝土的配合比達不到實際施工要求，混凝土在澆筑的時候，出現(xiàn)初凝時間小于3h現(xiàn)象，影響混凝土結(jié)構(gòu)的粘合度。混凝土澆筑完成以后，沒有及時做好混凝土的初期養(yǎng)護工作，導(dǎo)致混凝土溫度應(yīng)力加劇，產(chǎn)生裂縫。道路橋梁施工過程中，橋梁結(jié)構(gòu)受到各種荷載的影響，如果混凝土結(jié)構(gòu)承受的荷載超過了結(jié)構(gòu)本身承受的荷載，可能導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。道路橋梁施工過程中，會預(yù)留一定數(shù)量的泄水孔，這些孔洞屬于受力薄弱環(huán)節(jié)，很容易出現(xiàn)施工縫隙。

1.3 混凝收縮應(yīng)力

混凝土材料本身是含有孔隙的混合材料，混凝土在水泥水化熱過程中，受到自身結(jié)構(gòu)的壓力，導(dǎo)致水分發(fā)生了變化。由于混凝土內(nèi)部的孔隙水大量被蒸發(fā)，混凝土出現(xiàn)干燥收縮現(xiàn)象，從而致使混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形。如果混凝土收縮應(yīng)力超過了結(jié)構(gòu)本身的抗伸拉應(yīng)力的極限，則混凝土結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)微觀縫隙，隨著時間的推移，混凝土微觀縫隙逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楹暧^裂縫。

2 道路橋梁施工裂縫防治措施

2.1 工程概括

某道路橋梁全長202米，橋面設(shè)計坡度為1.5%。橋梁的設(shè)計行車速度為100-120km/h，橋梁設(shè)計安全等級為I級，橋梁承載為公路I級。橋面總寬度為42米，構(gòu)成結(jié)構(gòu)為：護欄（0.5m）+行車道（19.5m）+護欄（0.5m）+間隔帶（1m）+（0.5m）+行車道（19.5m）+護欄（0.5m）。整個主橋采用跨度為80米的連續(xù)箱梁結(jié)構(gòu)，橋梁的主墩和過渡墩均采用薄壁墩的形式，基礎(chǔ)采用鉆孔灌柱樁結(jié)構(gòu)。灌注樁結(jié)構(gòu)示意圖如下：

3 道路橋梁結(jié)構(gòu)

3.1 橋梁伸縮縫設(shè)置

由于橋頭、橋尾及伸縮縫可能存在的差異沉降或者伸縮縫發(fā)生破壞而使路面縱坡上出現(xiàn)臺階，引起車輛通過時產(chǎn)生跳躍現(xiàn)場。因此，為了提高車輛通行的安全性及舒適性，在0#橋臺位置設(shè)計10米的搭板，在44#橋臺位置設(shè)計8米搭板，并在橋臺位置設(shè)置D80伸縮縫。此橋梁在7#、10#、45#過渡墩處設(shè)置D80型號的伸縮縫，在其它部位的過渡墩處需設(shè)置D160型號的伸縮縫。

3.2 做好施工準備工作

橋梁施工普遍周期長、施工技術(shù)復(fù)雜、施工作業(yè)人員數(shù)量多，施工管理人員的綜合素質(zhì)影響到整個橋梁的質(zhì)量控制。因此，施工單位前期必須做好技術(shù)培訓(xùn)工作和安全交底工作，讓所有參與施工的人員理解橋梁設(shè)計意圖和熟悉施工圖紙，并按照施工技術(shù)標準和規(guī)范要求施工。所有原材料進場前必須進行檢測，檢測合格以后才能運送到施工現(xiàn)場，并按照規(guī)定堆放在指定的地方。施工機械設(shè)備在施工前必須對其性能進行檢驗，檢查合格以后，才能安排進入到現(xiàn)場，施工期間做好機械設(shè)備維修保養(yǎng)工作，防止機械設(shè)備銹蝕、損壞，影響到工作性能。

3.3 優(yōu)化混凝土配比

為了減少水泥硬化過程中的水化熱現(xiàn)象，可以在混凝土中摻入適量粉煤灰。粉煤灰為多孔型蜂窩狀，主要成分為二氧化鐵、氧化鈣、二氧化硅、氧化鋁等物質(zhì)，當孔隙率達到50-80%，顆粒的粒徑大小為0.5-300um時，粉煤灰具有很強的吸附性。將其添加在混凝土中，不僅可以降低水泥的用量，還可以減少水泥水化熱現(xiàn)象，達到改善混凝土力學(xué)性能的效果，具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。

根據(jù)橋梁設(shè)計要求，采取措施優(yōu)化混凝土配合比，降低水泥水化熱現(xiàn)象，以及改善混凝土的坍落度、收縮性、徐變性等等。在混凝土的生產(chǎn)過程中，需要定期檢測混凝土質(zhì)量，每天抽樣1-2次，檢查混凝土是否攪拌均勻，是否存在顆粒硬化現(xiàn)象，如果硬化比較多，需要立即分析混凝土硬化的原因，并采取一定的措施。

3.4 道路橋梁施工過程控制

混凝土運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場以后，按照施工方案澆筑混凝土，混凝土澆筑時，還需要用振搗棒對混凝土振搗，防止混凝土出現(xiàn)離析、蜂窩、麻面現(xiàn)象。由于橋梁長度達到202米，所以采取分段施工，由于混凝土澆筑時間不同會產(chǎn)生混凝土施工縫，必須做好混凝土施工縫的處理，將前、后澆筑的混凝土連成一個整體，確保施工縫位置的抗壓強度，從而確保整個橋梁工程整體質(zhì)量。混凝土達到設(shè)計強度后，及時拆除模板，并對混凝土進行灑水養(yǎng)護，養(yǎng)護時間一般宜為14天至21天。前7天的保濕養(yǎng)護尤為重要。當混凝土完全達到設(shè)計彎拉強度并且填縫完成后，施工單位才可以開放交通，允許通行。

4 結(jié)語

道路橋梁裂縫是施工過程常見問題，施工單位必須引起重視。在施工前，加強道路橋梁圖紙會審，充分理解橋梁結(jié)構(gòu)。橋梁施工時，必須嚴格按照施工工藝流程和規(guī)范施工，確保橋梁施工質(zhì)量，延長道路橋梁的使用時間。

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