混凝土橋梁施工裂縫產(chǎn)生原因及對(duì)策研究

馬俊杰

陜西省渭南市公路局渭南公路工程中心監(jiān)理部 陜西渭南 714000

混凝土是一種彈性較小、脆性較大、收縮性較強(qiáng)的非均質(zhì)構(gòu)建材料，在建造過(guò)程中以及在建成后的養(yǎng)護(hù)過(guò)程中很容易受到溫度、周圍環(huán)境以及施工方法的影響，使橋梁在施工過(guò)程中或者養(yǎng)護(hù)過(guò)程中產(chǎn)生裂縫。裂縫的出現(xiàn)不僅會(huì)給橋梁的外觀帶了消極影響，而且還存在不小的安全隱患，不知何時(shí)就會(huì)出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，造成無(wú)法挽回的損失[1]。

1 混凝土橋梁產(chǎn)生裂縫的原因

1.1 溫度

混凝土這種材料的彈性較小，很容易受到溫度熱脹冷縮的影響。當(dāng)溫度較高時(shí)，混凝土的內(nèi)部結(jié)構(gòu)就會(huì)發(fā)生變形，對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生壓力，而這種溫度壓力一旦超過(guò)混凝土本身能夠承載的壓力后，就會(huì)發(fā)生溫度裂縫。而這種裂縫一旦產(chǎn)生，就更加容易受到溫度影響，會(huì)隨著溫度的變化而不斷擴(kuò)大，致使最終橋梁損壞或者坍塌。其次，在施工過(guò)程中，也很容易受到溫度的影響，若溫度過(guò)高，則相對(duì)應(yīng)的使用材料就會(huì)減少，而當(dāng)溫度降低下來(lái)以后，使用的材料就會(huì)因無(wú)法承受張力而發(fā)生溫度裂縫。這種溫度裂縫是混凝土橋梁出現(xiàn)裂縫的主要原因和種類，因此，在施工和養(yǎng)護(hù)的過(guò)程中，要格外關(guān)注這一類的裂縫。

1.2 材料種類

混凝土是一種由多種材料混合而成的混合材料，其中只要有一種材料不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)影響整體的質(zhì)量，進(jìn)而會(huì)受到各種原因產(chǎn)生裂縫。所以，專業(yè)人員在準(zhǔn)備相關(guān)材料時(shí)，要保證每一種材料符合標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 荷載原因

混凝土橋梁出現(xiàn)裂縫的再一主要原因是靜態(tài)壓力和動(dòng)態(tài)壓力過(guò)大，橋梁本身難以承受而造成裂縫產(chǎn)生。裂縫產(chǎn)生以后，沒(méi)有受到足夠的重視和養(yǎng)護(hù)，繼續(xù)高負(fù)荷工作，使得裂縫越來(lái)遠(yuǎn)大。同時(shí)施工過(guò)程中對(duì)開洞、鑿槽等問(wèn)題的忽視更是造成了橋梁裂縫的出現(xiàn)。

1.4 施工原因

施工質(zhì)量的高低也是決定橋梁質(zhì)量高低的關(guān)鍵因素。在施工過(guò)程中由于施工工藝不合理，施工質(zhì)量差以及施工效率低等使得橋梁混凝土的振動(dòng)次數(shù)不夠，不能保證混凝土的密實(shí)度，很容易在橋面上過(guò)早出現(xiàn)小的坑洞，而坑洞就是裂縫的前一步。混凝土的運(yùn)輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)使混凝土蒸發(fā)水分過(guò)多，在表面出現(xiàn)或多或少的不規(guī)則細(xì)小裂縫，進(jìn)而在以后的工作過(guò)程中裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大。

2 混凝土橋梁裂縫的防治措施

2.1 合理設(shè)計(jì)荷載

高負(fù)荷的運(yùn)輸重量是造成橋梁裂縫的主要原因之一，橋梁上部結(jié)構(gòu)無(wú)法承受超額的重量而使橋梁結(jié)構(gòu)破損，產(chǎn)生裂縫。面對(duì)這種情況，施工技術(shù)人員需要從實(shí)際出發(fā)，認(rèn)真研讀橋梁建設(shè)項(xiàng)目的具體情況，并且在施工前分析該橋梁的主要運(yùn)輸來(lái)源以及運(yùn)輸?shù)暮奢d。然后根據(jù)這些結(jié)果和數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)和可行的整體布局，合理設(shè)計(jì)橋梁結(jié)構(gòu)。而施工的過(guò)程中也要注意機(jī)械負(fù)荷問(wèn)題，確保預(yù)設(shè)的負(fù)荷承載量大于實(shí)際的負(fù)荷承載量，并根據(jù)實(shí)際情況的變化進(jìn)行材料強(qiáng)度的加強(qiáng)和設(shè)計(jì)圖紙的改變?？傊_?；炷翗蛄耗軌虺袚?dān)實(shí)際最大的荷載[2]。例如：在某處建造混凝土橋梁時(shí)，專業(yè)技術(shù)人員要提前觀測(cè)車流量以及在車流量最大的情況下最大的荷載，然后根據(jù)觀測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。最終由分析的結(jié)果進(jìn)行橋梁結(jié)構(gòu)的改變和材料強(qiáng)度的增強(qiáng)，避免由于橋梁承載不了最大荷載而產(chǎn)生裂縫的情況。

2.2 合理選擇原材料及配合比

混凝土橋梁是由許多不同種類的材料構(gòu)成的，每一類材料的選擇過(guò)程都有可能造成未來(lái)橋梁的裂縫，面對(duì)這種情況，需要專業(yè)的技術(shù)人員對(duì)橋梁原材料進(jìn)行合理的選擇和篩選。首先要選擇質(zhì)量合格的混凝土材料，這是避免橋梁由于壓力過(guò)大而發(fā)生變形的關(guān)鍵因素。其次還要保證材料符合材料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，排除質(zhì)量不合格的原材料。在原材料選擇完成之后，各原材料應(yīng)嚴(yán)格按照比例進(jìn)行拌合，尤其是砂石材料及摻合料的比例，這是決定混凝土密實(shí)度的重要步驟。重視外加劑的選擇及質(zhì)量控制，采用高性能的砼配合比，提高砼的耐久性。只有做到上述要求，混凝土橋梁才會(huì)降低出現(xiàn)裂縫的幾率。例如：某公司在選擇混凝土原材料時(shí)要將每一種的原材料都進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)不符合標(biāo)準(zhǔn)的原材料，就要將其剔除，不能有任何的姑息。其次，在原材料篩選完成之后，由專業(yè)的人員進(jìn)行混凝土配比研究，根據(jù)之前分析的車流量以及當(dāng)?shù)氐臏囟鹊冉Y(jié)果，進(jìn)行合理的配比。

2.3 施工工藝的控制

上述提到出現(xiàn)裂縫的主要原因之一還是施工人員的技藝不精，導(dǎo)致施工過(guò)程中出現(xiàn)一些細(xì)小的差錯(cuò)，這在當(dāng)時(shí)看不出來(lái)但是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)吹日曬和車輛碾壓使問(wèn)題擴(kuò)大化，最終導(dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)上裂縫的出現(xiàn)。面對(duì)這種情況，建設(shè)單位在建設(shè)過(guò)程中要結(jié)合施工工藝標(biāo)準(zhǔn)。首先按照此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行合理的混凝土配比，這是保證混凝土質(zhì)量的主要步驟，其次鋼筋采用模架施工技術(shù)，確保鋼筋間距及保護(hù)層厚度。還要在施工過(guò)程中嚴(yán)格監(jiān)控溫度變化，并且對(duì)溫度變化采取有效地防止措施做好降溫及保溫工作。還要做好新舊砼接縫處理工作，最后還要在養(yǎng)護(hù)階段做好維護(hù)保養(yǎng)工作，這也是防止裂縫出現(xiàn)的重要步驟。例如：砼施工中采取二次抹面，當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，對(duì)砂石材料噴水降溫或者加冰，還要預(yù)防混凝土水分蒸發(fā)過(guò)多的問(wèn)題，就要適時(shí)對(duì)混凝土進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，給予其適當(dāng)?shù)乃?，采用土工布加海綿加土工布和塑料薄膜進(jìn)行覆蓋，防止水分的過(guò)分蒸發(fā)和混凝土表面的硬化。在養(yǎng)護(hù)期間內(nèi)，技術(shù)人員還要確保不要長(zhǎng)時(shí)間在陽(yáng)光下暴曬，要適時(shí)進(jìn)行噴淋濕潤(rùn)。進(jìn)行濕潤(rùn)的時(shí)間期限根據(jù)溫度以及濕度等實(shí)際情況進(jìn)行具體的規(guī)定。

當(dāng)檢測(cè)到裂縫出現(xiàn)時(shí)，要及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，不能任其發(fā)展，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重后果。主要措施有：在裂縫中灌入適當(dāng)材質(zhì)的水泥漿、環(huán)氧聚合物、甲基丙烯酸脂、聚氨酯。這是針對(duì)裂縫并不是太大的情況。而裂縫太大就要先進(jìn)行清潔然后用與原橋梁相同配比的材料進(jìn)行填補(bǔ)或采用環(huán)氧樹脂砼修復(fù)裂縫以及對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

在施工和養(yǎng)護(hù)的過(guò)程中，會(huì)有很多因素致使混凝土橋梁出現(xiàn)大大小小的裂縫，而裂縫的出現(xiàn)是當(dāng)前橋梁面臨的主要問(wèn)題。因此，專業(yè)人員就要嚴(yán)格關(guān)注施工質(zhì)量以及養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，控制和防止裂縫的產(chǎn)生。