市政路橋工程裂縫防治措施

◎唐少先

隨著城鎮化進程加快，我國重要基礎設施建設取得顯著成效。現階段，我國非常重視基礎設施投資，市政基礎設施是現代交通系統的重要組成部分。隨著路橋建設項目持續增多，混凝土施工在我國已達到較高水平，但施工中仍然容易產生開裂問題，嚴重影響工程整體質量，甚至引發安全事故。本文就城市路橋工程中的裂縫防治措施進行探討。

隨著社會經濟的快速發展，人們對社會經濟建設項目的需求越來越大，其中公路建設項目是社會經濟建設項目的重點項目。公路建設項目中的存在許多施工病害，嚴重影響了道路工程的質量、性能和使用壽命。混凝土是道路和橋梁建設的主要建筑材料，不僅使用方便，而且在路橋施工中不易損毀，滿足設計需求可澆注成各種路橋建筑造型。然而，混凝土容易產生裂縫，抗拉強度較低。在本文中，我們將進一步分析路橋施工中的裂縫預防措施。

一、市政路橋施工裂縫的危害

城市路橋建設綜合性強，技術要求高，結構以鋼筋混凝土材料為主。目前，我國鋼筋混凝土施工技術已經成熟，有效保障了城市路橋建設的穩定性和可靠性。但是，就目前我國市政路橋工程的現狀來看，仍有許多問題有待解決。就混凝土裂縫而言，對于市政路橋最終建成后的剛度和強度將造成不利影響，給后期市政路橋的正常使用、人民的交通安全埋下隱患。裂縫會導致鋼筋外漏，對城市路橋工程的整體強度和安全產生負面影響。裂縫也會降低城市道路橋梁的整體穩定性。隨著時間的推移，裂縫會逐漸擴大，天氣等因素將導致雨水逐步下滲，降低了城市道路橋梁的結構穩定性。當市政路橋工程出現小裂縫時，必須及時處理。否則，裂縫會逐漸擴大，造成不可逆轉的后果并導致構件損毀，嚴重威脅居民的正常通行甚至生命安全。

二、市政路橋工程中主要的裂縫形式分析

在城市路橋工程中，裂縫的形狀包含橫向裂縫、縱向裂縫、塊狀裂縫、放射裂縫、不規則裂縫等類型。這里只分析主要的原因類型，根據產生橫向裂紋的原因，橫向裂紋可分為荷載性裂縫和非荷載性裂縫兩大類。荷載裂縫是由于公路設計不當和施工質量差或車輛嚴重超載，荷載開裂導致公路表面或半剛性基層的拉應力超過疲勞強度。非荷載性裂縫是橫向裂縫的主要類型，有路面層的溫縮裂縫和基層的反射裂縫兩種，這種病害較多見，主要是路面溫度病害。縱向裂縫通常是由路基和基層沉降或施工縫質量或結構支撐不足引起的。路基與地基下沉引起的縱向接縫一般為斷斷續續的長縫。由公路面層分幅攤鋪，施工搭接引起的縱縫，其形態特征是長且直。

三、路橋施工裂縫的原因

1.溫度的影響。

在道路橋梁工程施工中，混凝土結構存在熱脹冷縮，導致路橋工程出現裂縫，路橋工程所面臨的外部環境變化可能影響混凝土結構內部結構溫度，造成混凝土結構變形，導致路橋工程內部應力膨脹，導致裂縫。并且因此出現的裂縫由于溫度變化而發生活動。導致路橋工程外部溫度變化的因素包括陽光、季節變化和天氣變化。路橋工程預制梁橫隔板安裝過程中，工程內部結構的變化、焊接水平低等都會對接頭質量產生不利影響，極大地影響工程結構的穩定性。

2.重型貨車的影響。

通過各種試驗得到的道路和橋梁的設計將更加合理和高效。但是，隨著經濟的發展，高速公路上的車輛越來越多，大型車輛的數量也在逐漸增加。重型卡車對道路質量有著巨大的影響。重型卡車在路上行駛時對地面施加了很大的壓力。如果卡車超載，對道路的影響將是巨大的，因為這些車輛的重量會超過道路的壓力限制，對道路的影響會更加嚴重。與道路負載相比，重型車輛通常會在路基上產生更大的拉應力，這會嚴重損壞路面，即使是少量的重型車輛也會對道路造成很大的破壞。

3.建筑材料質量的影響。

公路建設在社會發展中占有重要地位，建筑材料的質量好壞在公路建設中有重要影響。這是因為建筑材料的質量關系到道路的使用壽命，也關系到道路施工的質量和安全。在選擇建筑材料時，應首先考慮適合道路建設的優質建筑材料。嚴格控制混凝土的配比，以提高混凝土的強度、耐久性和抗壓性。同時檢查原材料如水泥的堿含量，如果堿含量不合理，會影響混凝土質量，造成路面裂縫。

4.設計原因。

道路橋梁施工中會出現裂縫，而許多裂縫的產生與設計和施工技術問題密切相關。任何不合理的路橋工程設計都難免出現裂縫。首先，路橋結構設計不合理，缺乏科學有效性，造成不平衡力作用于路橋結構，影響內部結構，破壞結構。其次，如果在路橋設計前不徹底勘察路橋設計施工現場情況，很可能在設計過程中出現問題，設計內容達不到預期效果。最后，路橋工程設計圖紙中沒有進行清晰、詳細的標注，施工方無法準確把握設計圖紙的意圖，導致施工出現問題，最終出現裂縫。

5.施工技術原因。

在路橋施工中，施工技術的管理不僅是建設工程的重要組成部分，而且會極大的影響工程質量。施工單位需要高度重視，否則很容易造成不利影響。其中，最容易出現的問題是混凝土運輸時間長，澆筑時沒有按照要求進行，或模板拆除時沒有做好維護工作，施工人員沒有嚴格遵守操作規程，導致安裝順序不正確等情況發生。在上面這種情況下，如果其中一個施工環節出了問題，或者施工工藝選擇不正確，就會出現開裂問題。

6.鋼材腐蝕的影響。

在長期室外條件的影響下，用于橋梁和道路建設的鋼筋存在一定的壽命問題。長期的環境影響導致鋼筋銹蝕，造成混凝土構件無法按原設計形成共同受力，將降低路面的承載能力。鋼筋腐蝕導致混凝土構件開裂，增加了鋼筋與外界環境的接觸面積，構件鋼筋暴露在外，生產一系列反應，最終對組成道路和橋梁的混凝土構件造成破壞。

7.施工管理混亂。

受部分施工人員技術水平的限制，部分施工程序沒有嚴格按照操作規程進行，施工質量較差。同時道路和橋面堆放了大量材料，造成集中堆載，對已施工混凝土構件造成集中應力破壞，加大了橋面的壓力和裂縫。施工完成后，橋面如果不及時噴灑養護，混凝土構件中水化熱過大，造成各種溫度裂縫。

8.收縮引起的裂縫。

收縮裂縫主要是由混凝土收縮率變化引起的，包括干縮裂縫和塑性收縮裂縫。收縮裂縫通常出現在混凝土硬化前后。混凝土表面更容易在混凝土內部發生收縮和變形，使混凝土表面更能抵抗拉力。當混凝土表面的拉力超過其自身的抗拉強度時，就容易發生收縮開裂。塑性收縮裂縫通常出現在施工初期，混凝土硬化前的固結反應非常強烈，水分和滲出液蒸發很快，使混凝土失去水分。當混凝土收縮時，表層通過深模板、深混凝土和鋼筋連接，使塑性混凝土由軟變硬，產生相互作用力和微裂紋。

四、路橋裂縫防治技術探討

1.結構加固法。

當路橋混凝土裂縫影響路橋混凝土整體結構性能時，需要考慮采用結構加固方法處理混凝土結構裂縫。在結構加固方法中，承包商可根據混凝土結構裂縫的實際情況選擇處理方法。目前，道路橋梁混凝土結構裂縫的加固方法有增加混凝土截面、建筑角鋼、預應力鋼、鋼筋板加固、增加支點加固和噴射混凝土加固等。施工企業在實際處理過程中，一方面要保證結構裂縫的有效處理，另一方面要兼顧經濟成本因素，以最低的成本換取最大的好處。

2.灌漿封堵法。

注漿堵漏法是一種較大的裂縫修補方法，主要修復道路和橋梁混凝土結構或混凝土裂縫的混凝土完整性，具有抗滲透要求。灌漿堵漏方法依賴于壓力灌注設備，混凝土中的水泥材料注意混凝土中的裂縫。澆注材料硬化后，整體用混凝土成型，結合混凝土結構，達到密封加固的目的。日常建筑中常用的膠結材料有水泥漿、環氧樹脂和甲基丙烯酸酯。施工人員可根據混凝土結構中裂縫的實際大小和裂縫的具體嚴重程度，選擇合適的澆筑材料。

3.表面修補法。

表面修補是道路橋梁裂縫處理的常用技術。這種方法適用于不影響橋梁結構承載力的表面裂紋處理。在實際處理過程中，施工人員必須在裂縫表面粉碎水泥漿、環氧水泥等耐腐蝕材料，以填補和修復裂縫。這種修補方法不僅可以有效修補現有的裂縫，而且可以控制裂縫的開裂，防止表面裂縫的擴大，但需要在裂縫表面貼上玻璃纖維布。在實際修復效果中，該方法對表面裂紋處理有很好的效果。

4.混凝土置換法。

混凝土置換法是城市路橋施工中最難處理的方法，也是針對裂縫極其嚴重的方法。在處理過程中，路橋的混凝土裂縫處理是通過先清除損壞的混凝土并更換現有的替代材料來完成的。目前，最廣泛使用的替代材料是水泥砂漿、聚合物或改性聚合物混凝土。相對而言，混凝土置換法工作量大，施工難度大，施工成本高，但裂縫處理效果很好。在道路和橋梁的裂縫構建時，建筑商必須根據經濟因素適當地選擇這種方法，以最大限度地提高質量和效率。

五、預防道路橋梁施工裂縫的情況

1.增強對于施工材料的控制和管理。

第一，合理選用優質水泥。混凝土開裂的原因主要是水泥在水化過程中放出大量熱量。因此，在選擇水泥時，應選擇低熱硅酸鹽水泥或中熱硅酸鹽水泥。水泥的各種礦物成分決定了水泥的釋放速度和粒度，硅酸鹽水泥的礦物成分主要有硅酸三鈣、硅酸二鈣、鋁酸三鈣和鋁酸四鈣。其中，熱值最高、升溫速度最快的礦物是硅酸三鈣。因此，在使用混凝土建造城市路橋時，應合理選擇火山灰水泥或礦渣硅酸鹽水泥，可以有效使用，并且可以最大限度地減少水泥的使用量。

第二，混合適量的粉煤灰。在城市路橋建設工程混凝土中加入適量粉煤灰，不僅能有效提高混凝土的密實度，還能增加防水混凝土的抗滲和強度，改善和降低混凝土的澆筑性能。減少混凝土的收縮，減少硅酸鹽水泥的使用。合理使用粉煤灰作為混凝土材料，可以有效解決硅酸鹽水泥水化熱引起的內部溫升問題，防止公路結構熱裂。此外，若在混凝土中同時加入適量的粉煤灰和減水劑，可有效降低混凝土的耗水量和水灰比。

第三，合理控制骨料粒度。這是因為粗骨料可以有效抑制混凝土的收縮，減少混凝土開裂的可能性。因此，在配制混凝土時，建議選用粒徑較好、粒徑較大的粗骨料。粗骨料的等級越好，粒徑越大，混凝土的孔隙越少，道路的整體表面積越小。在混凝土中摻入低于20%的石料，不僅減少了每立方米硅酸鹽水泥和水泥砂漿的用量，而且促進了水泥水化熱的降低，有效防止了混凝土開裂。另外，由于重砂的孔隙率和總表面積很小，細骨料應選用重砂或優級重毛砂，可有效減少水泥用量和用水量，減少混凝土用量。不僅如此，砂子的含泥量越高，砂子的收縮越大，混凝土的裂縫越嚴重，所以必須嚴格控制砂子的含泥量。應選用中粗砂，提高中粗砂的骨料級配。

2.優化后期養護模式。

路橋建設完成后，需要進行有效地養護，優化養護模式，盡可能防止市政路橋建設出現裂縫，提高混凝土結構養護水平。結合城市路橋工程的實際情況，確保做好后維護措施，落實到位，防止城市路橋混凝土開裂等問題。相關人員必須結合項目的具體施工環境和條件，注意細節維護，加強混凝土濕度和溫度管理，減少開裂的可能性。科學規劃養護時間，促進城市道路橋梁養護效果的提高。工程竣工后，管理人員首先要進行檢查，使路橋質量更加可靠。路橋工程竣工后，施工單位還必須進行全面的現場檢查，確保無遺漏。維護期間考慮不同季節的溫差，在炎熱的夏季，應使用濕養護來保護混凝土免受路面材料的影響。選擇防潮性能好的濕草袋覆蓋混凝土表面，并可以定期澆水，防止水分蒸發太多。路橋工程養護期一般為14d。冬季，為防止路面溫度下降過快，影響路橋質量，應根據實際情況選擇具有隔熱作用的噴淋硬化方法。

3.鋼筋結構的防腐措施。

路橋施工過程中的鋼筋銹蝕問題，不僅影響鋼結構的整體耐久性，還會增加工程出現裂縫的可能性。為此，必須注意對鋼結構實施有效的防腐措施。通常可以使用噴砂槍、鋼絲刷等工具除銹。腐蝕處理完成后，在處理過的鋼筋表面涂上緩蝕劑。對于防腐材料的選擇，根據工程情況，選擇環氧防腐漆，然后按工藝標準要求澆注防腐修補材料，最后根據工程情況，表面用密封膠、防水卷材等材料進行密封處理，提高了鋼筋結構的防腐能力，同時減少了路橋工程開裂和病害的機會。

4.合理規劃，分攤負荷。

面對路面超載導致的荷載型開裂，設計人員在設計圖紙時必須多角度考慮，科學地進行橋梁結構布置，盡量減少開裂的可能性。施工現場實際情況的全面規劃。在路橋混凝土和鋼筋的整體設計和布置中，為了最大限度地發揮路橋的承載能力，應將開孔造成的路面荷載損失合理計入路橋所能承受的荷載中。該設計可以有效地分散路面荷載。施工單位按施工圖施工時，應合理設計施工設備的位置，盡量減少施工設備對路橋混凝土結構的不利影響，防止出現裂縫。

5.完善施工管理。

城市道路橋梁建設單位在道路橋梁建設中不斷采用更好的施工技術，加強施工過程的標準化管理，嚴格控制施工現場安全，選擇專業的施工人員進行施工作業。施工單位應對可能出現的施工問題有完整的處理方案，如果混凝土澆筑過程中出現錯位或變形，應及時采取合理措施，從根源上減少開裂的可能性。建設單位要不斷完善管理制度，引入科學規范的管理程序，使施工過程符合我國道路橋梁建設的相關規定。

6.重視地基施工。

（1）實地考察。前期工作是相關技術人員了解施工現場地基情況，分析地基承載力，對不同工程現場相應承載力進行分類的前提。（2）根據具體的施工方案，科學、準確地計算道路和橋梁的承載能力，確保荷載在地基所能承受的安全范圍內。（3）根據工程最終施工目的，結合施工現場實際情況，不斷完善和合理優化施工方案，避免因地基過大而導致路橋面出現裂縫。此外，施工單位在路橋基礎施工前必須充分了解并做好相應的準備工作，確保施工中的所有施工工作在基礎的安全允許范圍內進行，以確保質量。防止在路橋建設中產生裂縫，影響整體的施工進度。

7.設置科學合理的應力吸收層。

一是設置好應力吸收薄膜。該應力吸收薄膜有效抑制裂紋萌生，對裂紋擴展有非常明顯的阻滯作用，可大大降低應力強度因子，抗裂作用強。二是使用土工格柵加固瀝青路面。這個措施可以對較大的病害裂紋（車轍裂縫、疲勞裂縫及反射裂紋）起到積極有效的預防作用。不同格柵類型的性能也大不相同。三是做好新鋪設的半剛性基層的抗裂工作。對于新鋪設的半剛性基層，可以在它的上面進行鋸縫處理。在卷制結構層之前，必須在基層切割接縫。縫隙的寬度為0.5 厘米，可用瀝青砂或瀝青乳液填充。隨即，快速封閉切縫，然后再碾壓該層。其目的是提前產生更直、更規則間隔的裂縫，這樣它比自然裂縫更細、裂縫位移更小，從而避免裂縫邊緣的快速惡化或減緩裂縫貫穿瀝青層。

六、結語

混凝土裂縫是路橋施工中的常見問題，混凝土裂縫的產生原因很多，每一種都以不同的方式對混凝土產生一定的影響。路橋混凝土裂縫的防治反映了一定的相關性，需要認真分析裂縫的成因，針對裂縫的成因尋找合適的解決方案。在道路橋梁施工過程中，施工人員必須全面了解施工過程，努力做到科學施工。在選材上，選擇優質的建筑材料，在施工過程中注意施工過程的標準化。采取多種措施減少裂縫的發生，使道路和橋梁的使用價值得到充分利用。