橋梁工程中混凝土裂縫成因探析

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摘要：在橋梁施工過(guò)程中，一旦出現(xiàn)混凝土裂縫問(wèn)題，則會(huì)導(dǎo)致整體橋梁工程質(zhì)量下降，為此，分析了橋梁混凝土裂縫的成因，包括溫度變化、荷載、地基沉降、施工工藝問(wèn)題等，并針對(duì)性地提出橋梁工程混凝土裂縫的應(yīng)對(duì)措施，可為相關(guān)施工提供參考。

關(guān)鍵詞：橋梁施工；混凝土；裂縫；控制措施

1混凝土裂縫的形成原因

1.1溫度變化

橋梁工程的混凝土結(jié)構(gòu)在凝結(jié)的過(guò)程中，其內(nèi)部溫度的變化相對(duì)緩慢，而表面因與空氣接觸、水分流失速度較快，所以其外部溫度變化速度要比內(nèi)部結(jié)構(gòu)快，從而導(dǎo)致內(nèi)外結(jié)構(gòu)部分的水分含量相差較大，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫，使得混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量不合格。混凝土材料的脆性較大，抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度明顯不足，如果受到內(nèi)部拉應(yīng)力的持續(xù)作用，產(chǎn)生裂縫是不可避免的?；诖耍枰訌?qiáng)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)溫度的控制，了解其溫度變化的規(guī)律，從而可以有效降低裂縫的發(fā)生率，提高混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量[1]。

1.2荷載

混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的另外一個(gè)重要的因素是直接應(yīng)力，在外部多個(gè)荷載的聯(lián)合作用之下，導(dǎo)致其產(chǎn)生應(yīng)力，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫。其形成的原因，主要是設(shè)計(jì)方案不合理，尤其是結(jié)構(gòu)應(yīng)力參數(shù)計(jì)算不準(zhǔn)確，而導(dǎo)致其與實(shí)際受力存在很大的差異。荷載計(jì)算無(wú)法滿足使用的需要；結(jié)構(gòu)安全性參數(shù)的設(shè)計(jì)不合理；施工中沒(méi)有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)施工；沒(méi)有合理計(jì)算車輛與橋梁的載荷數(shù)據(jù)，導(dǎo)致橋梁在使用的過(guò)程中，受到車輛的碾壓與撞擊而產(chǎn)生裂縫。

1.3地基沉降

地基下沉造成混凝土表面受力不均勻，加上應(yīng)力與混凝土的允許抗拉應(yīng)力都出現(xiàn)下降，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生嚴(yán)重的裂縫。該問(wèn)題的存在主要是由于橋梁各個(gè)結(jié)構(gòu)部分的地基受到壓縮力不同，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)荷載與地基沉降不均勻，進(jìn)而產(chǎn)生嚴(yán)重的混凝土裂縫。

1.4施工材料質(zhì)量不合格

水泥、砂石骨料、水以及外加劑是組成混凝土結(jié)構(gòu)的主要材料，各種材料的性能會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)性能產(chǎn)生較大影響，所以需要加強(qiáng)材料質(zhì)量管理。對(duì)于水泥，如果其氧化鈣的含量不合格，則會(huì)導(dǎo)致其內(nèi)部凝結(jié)速度慢，而外部凝結(jié)速度快，凝結(jié)完成之后其性能達(dá)不到使用的需要，抗拉強(qiáng)度不合格而導(dǎo)致產(chǎn)生裂縫。

1.5施工工藝問(wèn)題

橋梁在施工環(huán)節(jié)，混凝土結(jié)構(gòu)除了存在裂縫問(wèn)題之外，往往還會(huì)因?yàn)槭┕と藛T踩踏上部負(fù)彎矩鋼筋保護(hù)層、施工工藝不合格、振搗質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等方面的影響，而導(dǎo)致混凝土表面的平整性不合格，也可能因?yàn)樵缙陴B(yǎng)護(hù)不及時(shí)或者養(yǎng)護(hù)不合理，而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)存在嚴(yán)重的裂縫，給工程的質(zhì)量造成不利的影響[2]。

2橋梁工程混凝土裂縫應(yīng)對(duì)措施

2.1混凝土溫度裂縫的控制

選擇高質(zhì)量的施工材料，盡量降低水化熱，從而有效緩解混凝土裂縫的出現(xiàn)。混凝土材料配合比需通過(guò)試驗(yàn)確定，保證其結(jié)構(gòu)性能達(dá)到要求。此外，可以根據(jù)工程的需要，在混凝土材料中加入一定量的塑化劑或者引氣劑，確保材料性能符合連續(xù)性要求，有效減少水泥的使用量，同時(shí)也降低水化熱的影響，提高混凝土結(jié)構(gòu)性能。為了全面提升混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，還要加大工程技術(shù)管理力度。在開始施工前，要進(jìn)行施工過(guò)程的細(xì)化分析，同時(shí)需要加強(qiáng)各個(gè)部分的原材料管理和控制，從根本上消除混凝土的裂縫。對(duì)于已存在的混凝土裂縫問(wèn)題，為了能夠有效防止裂縫的進(jìn)一步擴(kuò)散，需要采用表面修補(bǔ)法處理裂縫，但是這種方式一般只適用于表面裂縫比較小的情況，對(duì)于裂縫嚴(yán)重的區(qū)域，可以選擇使用泥漿注入法對(duì)裂縫進(jìn)行填充，同時(shí)需要在鋼筋的表面涂刷一層防腐材料，有效預(yù)防鋼筋腐蝕現(xiàn)象，切實(shí)提升鋼筋材料的安全性。如果混凝土裂縫的范圍比較大，則應(yīng)該對(duì)裂縫的位置進(jìn)行混凝土置換，全部清除原有混凝土結(jié)構(gòu)，然后重新澆筑，確保澆筑施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)，從而滿足橋梁工程的使用需要。

2.2橋梁荷載裂縫的控制

在橋梁的施工環(huán)節(jié)，需要根據(jù)工程的實(shí)際需要，準(zhǔn)確計(jì)算各個(gè)結(jié)構(gòu)部分荷載，防止出現(xiàn)荷載設(shè)計(jì)不合格的情況。為了有效提升混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，需要合理設(shè)計(jì)配筋率，保證混凝土結(jié)構(gòu)更加安全和穩(wěn)定。此外，還需加強(qiáng)施工工序的管理和控制，從根本上消除影響質(zhì)量的不利因素，以更好地滿足交通運(yùn)行的需要[3]。

2.3地基變形引起的裂縫的控制

在開始施工前，需要組織技術(shù)人員進(jìn)入到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全面的地質(zhì)勘察，然后根據(jù)具體勘察情況，確定該橋梁的荷載等級(jí)。在地質(zhì)勘察的過(guò)程中，對(duì)于特殊的地質(zhì)條件，尤其是會(huì)影響工程質(zhì)量的情況，需要采取必要的預(yù)防處理措施，以消除不良地質(zhì)條件的影響，有效提升混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量水平，避免因?yàn)橥獠坎涣嫉挠绊?，而?dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，保證橋梁工程可以達(dá)到正常使用的需要。

2.4施工全過(guò)程管理控制

在正常施工的過(guò)程中，要深入分析混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的主要原因，并且積極落實(shí)各項(xiàng)裂縫控制措施，從工程設(shè)計(jì)方案和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的角度出發(fā)，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程質(zhì)量管理和控制，加強(qiáng)施工工藝控制，保證其各個(gè)方面都能夠達(dá)到規(guī)范的要求，以提升橋梁的質(zhì)量水平，滿足交通運(yùn)行需要。施工人員在施工的過(guò)程中，需要嚴(yán)格按照施工方案的要求施工，積極落實(shí)各項(xiàng)施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從而全面提升橋梁的質(zhì)量水平。施工開始前，需要進(jìn)行必要的施工技術(shù)交底，使得所有施工人員都能夠充分掌握施工技術(shù)、了解施工方案，明確各個(gè)關(guān)鍵的控制環(huán)節(jié)，從而可以保證各個(gè)環(huán)節(jié)的施工都能夠達(dá)到規(guī)定的要求，最終保證工程質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)的要求[4-5]。

2.5養(yǎng)護(hù)階段冷卻管降溫

混凝土在硬化環(huán)節(jié)會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的熱量，造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)溫度持續(xù)上升，此時(shí)需要采取必要的措施降溫，以保證其溫度處于合理范圍內(nèi)。目前應(yīng)用最為普遍的方式是采用冷卻管路進(jìn)行降溫，通常其流出的水溫不超過(guò)10℃，以每小時(shí)1500L的速度釋放水流，并且需要保證冷卻水排出不會(huì)給工程的施工產(chǎn)生任何不利的影響。在養(yǎng)護(hù)施工結(jié)束后，空管需要使用真空壓漿或者注漿的方式進(jìn)行填充，以提升混凝土結(jié)構(gòu)的性能。

3結(jié)語(yǔ)

橋梁施工中，極易出現(xiàn)混凝土裂縫的病害問(wèn)題，給工程的質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響，所以需要在實(shí)踐中加強(qiáng)質(zhì)量管理和控制，積極落實(shí)質(zhì)量控制措施，最終保證橋梁質(zhì)量達(dá)標(biāo)，滿足交通運(yùn)行的需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]周仕禮，李玉霜.試述公路橋梁施工中高性能混凝土的應(yīng)用[J].智能城市，2016（5）：233.

[2]張祥國(guó).試述公路橋梁施工中混凝土裂縫成因及控制措施[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018（32）：1917.

[3]柴軍鋒.公路橋梁施工中混凝土裂縫成因及控制措施[J].交通建設(shè)與管理，2014（4）：27-29.

作者：王紀(jì)敏 單位：中建路橋集團(tuán)有限公司