道路桥梁裂缝成因及施工防治技术

梁小俊

（江苏金堰交通工程有限公司,江苏 泰州 225500）

道路桥梁施工是地方交通运输的重要纽带,也是促进社会经济发展的有力支撑,其施工质量的好坏也受到大众越来越多的关注。道路桥梁施工作为交通运输的基础设施,是保障国民经济健康发展的要素之一,而低质量的施工,不仅会降低道路桥梁建设的综合效益,还会对人们的出行和生命财产安全带来威胁。因此,政府有关部门和施工单位需要积极针对道路桥梁裂缝产生的原因,采取有效应对措施,使其控制好道路桥梁裂缝的产生,不断提高道路桥梁施工的综合质量。

1 道路桥梁产生裂缝的危害

1.1 腐蚀桥梁内部构件

如果道路桥梁出现裂缝,空气中的水分和其他介质便会顺着裂缝侵蚀到桥梁的内部,长此以往,与道路桥梁的内部构件发生化学反应,造成用于支撑作用的钢筋出现锈蚀问题,严重威胁道路桥梁的稳定性与安全性,还会导致人们在交通出行时存在极大安全隐患。

1.2 道路桥梁的渗水现象

由于空气中含有水分,特别是每年的雨季,道路桥梁有裂缝的位置会出现严重的渗水现象,当路面积水无法及时排出时,大量的水会存储在裂缝中,致使道路桥梁内部的混凝土发生水解现象。一定程度上降低了混凝土的承载能力,同时增加了道路桥梁的安全隐患风险。

1.3 混凝土结构的碳化

道路桥梁中出现裂缝问题,会提升混凝土结构的碳化几率,造成钢筋腐蚀生锈,降低混凝土对钢筋的保护作用,还会在很大程度上造成桥梁中混凝土结构的碳化。不仅如此,混凝土结构的承重能力也将被削弱,严重影响道路桥梁的安全性。

2 道路桥梁施工中裂缝产生的原因

2.1 施工工艺原因

道路桥梁施工前期的管理工作不仅是建筑工程项目的重要环节,也影响着工程质量。施工单位要特别注意这一点的重要性,如果施工方在实际施工中忽视了这项工作,就会发生一些不必要的麻烦。其中,容易出现的问题有：由于混凝土需要较长的运输时间,加之不规范的浇筑施工流程,亦或是平时养护管理没做到位,使得模板在拆除时,会与混凝土结构发生粘连,以及施工人员并未严格遵守操作守则,导致安装顺序错误等等,上述情况中一旦某一个施工环节存在问题,或是施工工艺选择不当,都会产生裂缝问题。

2.2 路基破坏引起的裂缝

道路桥梁铺设的好坏是衡量道路质量的标准,高质量的路面往往拥有一个坚固的基础。在工程完工投入使用后,道路桥梁就开始承受着各种考验,受到各种由外界带来的压强力,而这部分压强力主要是由地基来承受的。因此,对道路桥梁地基材料质量的要求十分严格,如果材料质量一般,加之施工工艺不规范,都会导致其强度下降,产生裂缝,严重时则会致使路面坍塌,出现安全隐患。

2.3 钢筋腐蚀

在道路桥梁施工中,或多或少会受到一些酸性气体的侵蚀,这是因为工程使用的混凝土不合格,土质较差,也可能是钢筋混凝土的厚度偏薄,空气与之接触,并与其中的酸性气体产生反应,致使发生锈蚀的情况。因此,要避免出现腐蚀现象就应及时对其进行处理,以免道路桥梁的锈蚀程度不断扩大,加剧钢筋被锈蚀物侵蚀,并出现膨胀,致使道路桥梁出现开裂现象。要控制裂缝的扩大,需要注意这些事项：尽管不能直接避免空气与钢筋接触而产生的腐蚀现象,但可以换个角度,从其他方面入手,比如可以在施工过程中,选择优质的钢筋进行施工,从而加强钢筋表面氧化膜的保护作用,还可以延长钢筋的使用寿命。除此之外,还需从钢筋混凝土的保护层入手,加大灌注的厚度,增强其对钢筋的保护性,延缓裂缝的产生,最大程度地延长道路桥梁的使用寿命。

2.4 温度因素产生的裂缝

温度因素是道路桥梁产生裂缝的因素之一。众所周知,混凝土有一种特性——热胀冷缩。如果外界环境和结构内部温度发生明显变化,混凝土在很大程度上会发生变形。当变形受到约束干扰时,混凝土结构内则会产生相应的应力,随着应力的不断加强,并超过混凝土的抗拉强度,道路桥梁就会出现温度裂缝。多数大跨径的钢筋混凝土道路桥梁,其温度应力远远超过活荷载的应力。温度裂缝与其他裂缝最大的区别在于,温度裂缝会随着内外环境温度的变化而扩大或者缩小。下面几点就是引起温度变化的主要原因：

（1）年温差。我国大部分地区四季分明,温度会随气候不断变化,而变化过程相对缓慢,对道路桥梁的影响大多是使桥梁纵向产生位移,对于这种情况的发生,可以利用桥面伸缩缝、支座或是设置柔性墩等措施来进行缓冲,然而,温度裂缝是在结构位移受到限制时才会产生的。

（2）日光照射。由于没有遮挡,桥梁的桥面板、主梁和桥墩侧面长期暴露在外,受到太阳直射,这些部位温度常常高于其他部位,致使道路桥梁的温度梯度呈现出明显的非线性分布,同时还会受到自身约束力的影响,出现局部的拉应力加大,并产生裂缝。

（3）气温骤降。由于气候原因,偶尔会出现突降暴雨、冷空气入侵和日落等气温骤降的情况,这些都会增加道路桥梁外层混凝土和内层混凝土的温度梯度,产生温差和温度应力,从而造成裂缝的出现。

2.5 荷载引起的裂缝

由于荷载问题引起的道路桥梁裂缝问题,也是不容忽视的。施工过程中,施工人员因为多种原因不规范地堆放施工材料与设备,忽略了预制结构的施工流程,并且忽视施工工艺的重要性,在运输、吊装和安装的过程中没有严格参照施工工艺的要求,导致工程的实际荷载超出了预计的荷载范围,加大了桥梁额外的重力压力,加速了桥梁裂缝的产生。除此之外,一些施工单位并不按照设计好的施工图纸进行施工,甚至连计算和实验都不做,就擅自做主将结构设计更改,致使结构的疲劳强度加大,进而使桥梁的直接荷载力也随之增大,这也是桥梁裂缝产生的原因之一。

2.6 收缩变形

混凝土中80%的水分会蒸发,只有约20%的水分是水泥硬化所需要的。因此,收缩和冻胀是常见的导致混凝土裂缝的因素,收缩引起的裂缝主要是桥梁表面混凝土的水分快速蒸发,使大面积的混凝土发生了变形。随着混凝土的陆续干燥而使20%的吸附水溢出,混凝土内部水分吸收的却很少,就会出现干燥收缩,当混凝土外部变形和内部变形不一致时,就会出现混凝土裂缝。

3 道路桥梁施工中裂缝的防治措施

道路桥梁的裂缝对工程施工的整体质量有着很大的影响,如果情况严重,会随时危及到人民群众的生命安全,以及给社会经济带来严重影响。因此,相关施工单位要在做好裂缝防治的前提下,要不断提高道路桥梁的施工质量,避免裂缝产生的几率。以下是道路桥梁施工中裂缝的防治措施：

3.1 科学合理规划荷载设计

为了避免由于施工期间导致的裂缝问题,相关施工技术人员必须在工程施工前,结合工程项目的实际情况,科学合理地进行规划,预估出整个施工过程中所需的钢筋等材料。与此同时,还应注意荷载的设计,准确估算出施工时的机械荷载,保证设计荷载要高于实际施工荷载,确保实际荷载控制在混凝土强度范围内,进而避免出现混凝土裂缝。

3.2 做好温度控制

控制好温度是预防温度裂缝的重要措施。温度的高低影响着桥梁裂缝的出现,例如,基础施工过程中最容易出现温度裂缝的是大体积桥墩,温度裂缝是因温度变化而产生的。为此,在控制温度的时候,也要做好混凝土膨胀预防工作。例如,在混凝土施工过程中,为了充分散热,要尽量避免使用水骨料。此外,在做好温度控制时,选择性能优质的混凝土,也可避免其出现收缩程度过大的现象,从而提高混凝土的抗裂水平和强度。同时,还需要结合塑性沉降裂缝等特点,在控制温度时,采取科学合理的预防措施,进而降低水分的蒸发,确保能够稳定地控制好温度。

3.3 保证钢筋质量

钢筋质量的优劣直接影响道路桥梁施工的建设质量。对桥梁钢筋做好防腐工作十分必要。因此,要保证采取的施工方案必须科学合理,并确保该方案在各个施工环节都符合质量标准,只有这样才能从根本上解决桥梁钢筋的腐蚀问题。例如,挑选防腐材料时,可以依据材料的级别进行严格筛选,让其更好地发挥出应有的性能,也可以最大程度地节约施工成本。此外,还可以引进先进的处理技术,降低材料被腐蚀破坏的情况出现。最后,也可以将化学防护法应用到施工环节,这样钢筋自身便会携带足够的电子,减轻锈蚀现象。

3.4 重视地基施工

地基施工作为施工工程中重要的基础工程,如果施工人员没有按照要求严格进行施工,那么工程质量就难以保证,还会造成严重的后续问题。道路桥梁中出现的裂缝问题,就是不合理的基础施工所造成的。因此,施工单位与施工人员必须严格落实地基基础工程的施工,具体可以参照以下的步骤：（1）实地考察。施工前的摸底工作是相关技术人员掌握施工场地地基情况、分析地基的承载力等工作开展的前提,以此来划分出不同工程地点的对应承载力。（2）要根据具体的施工方案,科学准确地计算出道路桥梁的荷载能力,确保荷载力在地基可承受的安全范围内。（3）要根据工程最终的建设目的,结合施工现场的实际情况,不断改进和合理优化施工方案,避免出现因为地基过大而造成的路桥表面产生裂缝。不仅如此,施工单位还应在道路桥梁地基施工前,充分了解并做好相应的准备工作,以确保施工中的各项建设工作均在地基安全承受范围内展开,从而确保工程建设质量,防止在路桥建设中产生裂缝,影响整体的施工进度。

3.5 严格监测,做好裂缝综合养护工作

在混凝土的制作过程中,施工人员要严格监测混凝土的制作标准、制作过程和制作质量,与此同时,要对混凝土相关变形数据与收缩数据进行监测,并对数据进行分析,以便及时发现问题,迅速作出预案,采取相应的措施。此外,如果道路桥梁已经出现裂缝,施工单位应及时上报问题,采取有效手段尽快做好裂缝修复工作,避免事故的发生,将安全隐患的可能性降到最低,确保人们的安全出行。

3.6 采取科学的施工技术和方法

科学的施工技术和方法是保障工程质量的基础。施工人员在对道路桥梁进行大体积浇筑作业时,应避免一次性浇筑大量的混凝土,要采取多次少量的浇筑方式。要根据工程需要的使用量对混凝土进行搅拌,搅拌时不能过多或过少,掌握好分量。混凝土在装罐车内的存留时间不宜过长,不然混凝土会出现凝固现象,影响之后的使用。此外,在桥梁保护层混凝土的施工中,施工人员要控制平板振动器滑行的速度,尽量保持两端平行滑动。另外,还要注意保护混凝土路面,防止桥梁保护层混凝土被车辆碾压破坏。

3.7 浇筑与振捣措施

采取分层浇筑混凝土,利用浇筑面散热,以减少施工中出现裂缝的可能性。选择浇筑方案时,除了应该满足每一处混凝土在初凝前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外,还要考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响。具体方法：（1）全面分层：在第一层浇筑完毕后,再继续浇筑第二层,反复上述工序,直至完工为止,分层厚度宜为1.5-2.0m。（2）分段分层：混凝土浇筑时,先从底层开始,浇筑至一定距离后浇筑第二层,如此依次向前浇筑其他各层。当截面面积在200m2以内时,分段不宜大于2段,在300m2以内时不宜大于3段,每段面积不得小于50m2。（3）斜面分层：要求斜面的坡度不大于1/3,适用于结长度大大超过厚度3倍的情况。

4 结束语

道路桥梁的施工质量水平的优劣,关系着经济社会的发展和群众的生命财产安全,基于桥梁裂缝的巨大危害性,必须采取有效预防措施,对道路桥梁施工中的桥梁裂缝进行有效控制,有关负责部门以及施工单位应高度重视。综上所述,相关道路桥梁的施工设计单位、施工部门、监理部门等,应具备高度的道路桥梁裂缝控制意识,掌握有效的路桥裂缝控制手段,并按照国家道路桥梁施工的相关标准,结合道路桥梁施工现场的实际情况,实现对道路桥梁施工中出现裂缝的控制,全面提升道路桥梁施工的综合工程质量和工程效益。