葛強(qiáng)、劉洋

（岳陽市交通公路工程建設(shè)有限公司，湖南 岳陽 414100）

0 引言

公路橋梁在施工過程中存在混凝土裂縫等質(zhì)量問題，是長久以來最難處理的病害。公路橋梁工程主要為混凝土結(jié)構(gòu)，無論表面裂縫還是深層裂縫，都會對整體質(zhì)量造成影響，因此必須采取提前預(yù)防的措施，降低混凝土裂縫的發(fā)生概率。在施工過程中可以進(jìn)行全面分析，找到混凝土裂縫的誘發(fā)原因，同時制定針對性的防治措施，以此來攻克公路橋梁建設(shè)難題。由于混凝土裂縫病害復(fù)雜，在防治方面要采用多樣化手段，如原材料控制、技術(shù)管理、養(yǎng)護(hù)措施等，每個環(huán)節(jié)都要加強(qiáng)質(zhì)量把控，從而對混凝土裂縫進(jìn)行有效預(yù)防。

1 公路橋梁施工中混凝土裂縫常見類型

目前在公路橋梁施工中，混凝土裂縫屬于普遍性問題，其中包含多種不同類型的裂縫，每種類型的裂縫形成原因不同，例如表面裂縫大多是受水泥水化熱溫度影響造成，而溫度則成為誘發(fā)裂縫的關(guān)鍵要素，混凝土結(jié)構(gòu)受到大于自身強(qiáng)度大溫度應(yīng)力影響，最終形成明顯的表面裂縫。表面裂縫對于混凝土結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性危害較小，在缺少后續(xù)作用力的條件下，不會繼續(xù)擴(kuò)大并向著深層發(fā)展。內(nèi)部裂縫大多是澆筑施工引起，深層裂縫則從表面裂縫發(fā)展而來，也是危害程度最大的裂縫類型，如果不及時進(jìn)行處理，將會給公路橋梁工程帶來很大的安全隱患。貫穿裂縫同樣也是較大的病害，甚至?xí)灤┰诖篌w積混凝土內(nèi)外部，這種貫穿性的裂縫會降低混凝土的結(jié)構(gòu)性能[1]。

2 公路橋梁施工中混凝土裂縫成因分析

2.1 地基沉降

公路橋梁施工中混凝土裂縫成為普遍問題，此類病害一般由多方面因素造成，其中就包括地基沉降。由于施工前沒能做好加固，導(dǎo)致地基穩(wěn)定性不足，隨著施工進(jìn)程逐漸出現(xiàn)地基沉降，產(chǎn)生縱橫向變形、彎曲。其次地基沉降會引發(fā)較大的應(yīng)力，并且明顯高于混凝土結(jié)構(gòu)所承受的應(yīng)力極限，這種情況下混凝土內(nèi)部就會面臨較大的剪應(yīng)力、拉應(yīng)力，從而形成混凝土裂縫。對于公路橋梁來說地基的處理至關(guān)重要，尤其是在軟土地基的條件下，缺少加固處理會引發(fā)諸多問題，這也是造成地基沉降的關(guān)鍵因素，對于公路橋梁施工會有非常大的危害。

2.2 混凝土收縮變形

公路橋梁混凝土收縮變形大多由澆筑施工引起，由于混凝土澆筑過程中水分會逐漸蒸發(fā)，混凝土結(jié)構(gòu)體積出現(xiàn)嚴(yán)重變形，引發(fā)明顯的裂縫問題。這種現(xiàn)象大多與使用的原材料有關(guān)，比如膠凝材料的使用會對施工質(zhì)量造成顯著影響，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)收縮變形，按照大小分為收縮、膨脹兩種類型。由于澆筑過程中受到材料或其他因素影響，內(nèi)外部水分蒸發(fā)速度存在差異，在內(nèi)部收縮小于表面收縮速度點條件下，混凝土結(jié)構(gòu)就會出現(xiàn)裂縫，并且約束力越大形成的裂縫越大，其次外界環(huán)境濕度低，也會形成明顯的結(jié)構(gòu)裂縫[2]。

2.3 水泥水化熱

混凝土受到膠凝材料產(chǎn)生的水化熱影響，很容易引發(fā)結(jié)構(gòu)裂縫，大多數(shù)情況下水化熱都是由水泥材料引起，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部水化熱聚集無法散發(fā)，最終形成復(fù)雜的溫度場。混凝土表面散熱速度非?？?，所以表面溫度往往相對較低，而內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到水化熱影響溫度較高，最終形成較為顯著的溫度差，隨著溫度應(yīng)力加大，裂縫逐漸形成。對于該問題必須要從水泥的用量控制入手，改善混凝土結(jié)構(gòu)水化熱反應(yīng)，降低熱脹冷縮的影響，這樣混凝土內(nèi)外部拉應(yīng)力就會隨之降低，兩種應(yīng)力小于混凝土結(jié)構(gòu)本身的抗拉極限值時，混凝土裂縫將會大大減少。

2.4 溫度變化

在公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)施工中，溫度是必須要嚴(yán)格把控的要素，除了材料本身產(chǎn)生的水化熱反應(yīng)以外，還包括環(huán)境溫度變化，也會成為誘發(fā)混凝土裂縫的重要條件。由于混凝土結(jié)構(gòu)本身就存在熱脹冷縮的特點，施工中外部溫度不符合需求，并且與內(nèi)部溫度形成較大的差異，必然會引發(fā)嚴(yán)重的變形，并在混凝土內(nèi)部形成拉應(yīng)力。大多數(shù)情況下溫度變化引發(fā)的裂縫，往往具備持續(xù)性發(fā)展的特點，比如會隨著溫度變化繼續(xù)擴(kuò)大，除了水化熱反應(yīng)以外，大多在養(yǎng)護(hù)階段形成，由于養(yǎng)護(hù)措施不到位造成裂縫。另外，厚度超過2m 的大體積混凝土，在澆筑施工后很容易出現(xiàn)內(nèi)部溫度高、外部溫度低的現(xiàn)象，所以在澆筑施工后必須要做好溫度控制，這也是降低混凝土結(jié)構(gòu)裂縫形成的重要方法，以此來保障混凝土內(nèi)外部溫度均勻[3]。

2.5 原材料質(zhì)量問題

混凝土其實是由多種材料混合攪拌制成，每種材料的用量都要嚴(yán)格控制，若材料本身質(zhì)量不符合要求，或配比設(shè)計存在錯誤，就會導(dǎo)致混凝土材料質(zhì)量無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，甚至引發(fā)嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)裂縫。

3 公路橋梁施工中混凝土裂縫的防治措施

3.1 公路橋梁施工設(shè)計管理

公路橋梁施工應(yīng)加強(qiáng)前期設(shè)計管理，這也是降低混凝土裂縫問題的重要途徑，如前期做好工程測量，仔細(xì)檢查，確保滿足公路橋梁施工條件。如果在設(shè)計過程中不夠嚴(yán)謹(jǐn)，容易引發(fā)混凝土面板附近的裂縫現(xiàn)象，通過加強(qiáng)設(shè)計管理，提前采取防治措施，比如在橋面板轉(zhuǎn)角處增加鋼筋，所有陽角位置都可以使用雙層、雙向鋼筋，以此來形成合力減少裂縫的形成。另外，在公路橋梁中收縮裂縫較為常見，為了規(guī)避此類裂縫病害，應(yīng)采用變形縫設(shè)計將公路橋梁進(jìn)行切分處理，在分成多個小變形單位的條件下，其中的約束力會因此減少，從而降低收縮裂縫現(xiàn)象。除此之外還可以在混凝土材料中加入抗裂劑HEA、UEA，同樣有利于提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉性，混凝土面板層、橋梁面板層的裂縫會大大減少。通過加強(qiáng)施工設(shè)計管理，有利于明確材料、技術(shù)的運用，能夠提前對裂縫問題進(jìn)行預(yù)防，及時解決施工中可能存在的不科學(xué)、不合理步驟，本著早發(fā)現(xiàn)和早調(diào)整的原則，減少混凝土裂縫對公路橋梁工程帶來的危害。

3.2 公路橋梁原材料管理

在公路橋梁工程中材料的把控較為關(guān)鍵，包括原材料本身的質(zhì)量。施工前原材料配比同樣至關(guān)重要，不合理的材料配比會提高混凝土裂縫的發(fā)生概率，所以應(yīng)提高原材料的使用管理。例如在引進(jìn)原材料時，必須做好質(zhì)量檢驗工作，通過質(zhì)量調(diào)查確保其符合標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按照要求取樣試驗，認(rèn)真檢查水泥、鋼筋、碎石料的質(zhì)量，符合要求的條件下才能引進(jìn)施工現(xiàn)場。施工前同樣要進(jìn)行檢測，尤其在雨后或高溫天氣條件下，如碎石、砂的含水量。對原材料的配比進(jìn)行及時優(yōu)化，降低混凝土裂縫的發(fā)生概率。在原材料的選擇方面，水泥應(yīng)采用低熱量材料，確保施工過程中能夠降低水熱化反應(yīng)，避免由溫差造成的混凝土裂縫現(xiàn)象，同時適當(dāng)使用外加劑，如粉煤灰、UFA 膨脹劑等，充分提高混凝土密實度，適當(dāng)降低混凝土內(nèi)部溫度，并且外加劑能夠優(yōu)化水灰比，增強(qiáng)混凝土的和易性。除此之外，根據(jù)公路橋梁工程實際需求，調(diào)整骨料的使用，目前來看比較適用于細(xì)度模數(shù)為2.4～3.0 之間的骨料，注意檢測骨料中的黏土、淤泥、有機(jī)質(zhì)等含量，通過科學(xué)合理的配置材料用量，使得混凝土裂縫問題得到充分控制，減少施工中的變形現(xiàn)象。

3.3 公路橋梁施工過程管理

必須加強(qiáng)公路橋梁施工過程管理，嚴(yán)格按照施工方案執(zhí)行操作，這對混凝土裂縫有著較強(qiáng)的預(yù)防效果，例如施工澆筑時間、施工縫間距設(shè)置等，根據(jù)方案中的要求施工，有利于提高公路橋梁工程質(zhì)量。根據(jù)以往的公路橋梁工程進(jìn)行分析，質(zhì)量問題大多與作業(yè)流程有關(guān)，由施工過程引發(fā)的混凝土裂縫現(xiàn)象達(dá)到75% 以上，加強(qiáng)施工過程管理能有效控制混凝土裂縫，使公路橋梁在使用階段開裂的概率大大降低。在施工中必須明確重點環(huán)節(jié)與具體操作方法，如鋼筋成型與模板安裝位置，按照質(zhì)量要求保證準(zhǔn)確牢固，注意鋼筋上是否存在污物、氧化鐵皮等，通過清除提高黏結(jié)力。另外，要保證混凝土澆筑、振搗的科學(xué)性，施工中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督管理，減少不符合要求的操作，針對可能造成裂縫的成因進(jìn)行控制，包括施工中的溫度變化、振搗時間、澆筑方法等，嚴(yán)格控制減少混凝土裂縫的形成。

3.4 公路橋梁施工溫度控制

由于物質(zhì)本身存在熱脹冷縮的顯著特征，而混凝土結(jié)構(gòu)也會受到熱脹冷縮的影響，所以施工過程中如果溫度差異較大，很容易造成混凝土裂縫的現(xiàn)象。目前來看，溫度變化已經(jīng)成為引發(fā)混凝土裂縫的普遍問題，尤其是大體積混凝土施工，在澆筑完成后受到水熱化影響，內(nèi)部溫度迅速提高與外部形成較大的溫差，最終造成較為明顯的裂縫現(xiàn)象。除此之外，混凝土凝固速度也會受到氣候影響，在炎熱的天氣下水分蒸發(fā)快，公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)表面容易出現(xiàn)裂縫，同時溫度也會引發(fā)較大的拉應(yīng)力，容易形成明顯的裂縫問題。因此溫度變化控制至關(guān)重要，例如選擇適當(dāng)?shù)幕炷翝仓r間，避免在過熱或過冷的天氣下進(jìn)行施工，澆筑過程中若天氣轉(zhuǎn)熱，存在太陽暴曬的現(xiàn)象，應(yīng)停止施工并將已經(jīng)澆筑好的部分進(jìn)行防曬處理。另外，原材料也是引發(fā)溫差大主要因素，施工過程中可以改變骨料配級，或使用添加劑降低水泥用量，在攪拌過程中利用水冷卻降低澆筑溫度，現(xiàn)階段很多工程會將冷水管埋在混凝土中，以此來起到降溫的效果，減少混凝土裂縫現(xiàn)象。若外部氣溫降低，應(yīng)及時采取保暖措施，對裸露在外的混凝土進(jìn)行覆蓋，避免長時間暴露在低溫度環(huán)境下。

3.5 公路橋梁混凝土澆筑控制

在公路橋梁施工中混凝土澆筑控制非常關(guān)鍵，通過加強(qiáng)澆筑施工管理能夠大大減少結(jié)構(gòu)裂縫，在澆筑時應(yīng)縮短混凝土材料的運輸時間，并且在運輸過程中持續(xù)攪拌，設(shè)置保溫層控制入模溫度，可以選擇在溫度較低的條件下進(jìn)行澆筑施工，并且安裝遮擋設(shè)施，避免陽光直接照射，降低模板與鋼筋溫度?，F(xiàn)階段大體積混凝土結(jié)構(gòu)，必須采取分層澆筑施工方法，能夠有效增加混凝土結(jié)構(gòu)的散熱面，澆筑過程中確保振搗密實度，嚴(yán)格按照要求澆筑，在下層初凝前要及時完成上層澆筑施工。振搗施工應(yīng)保證均勻性、持續(xù)性，充分排除混凝土內(nèi)部的空氣，同時促進(jìn)混凝土材料的融合，提高混凝土澆筑密實度有利于減少空鼓現(xiàn)象。

3.6 公路橋梁模板支架質(zhì)量控制

公路橋梁模板施工分為安裝與拆除兩個部分，無論安裝還是拆卸都要做好質(zhì)量控制。首先在安裝過程中避免模板出現(xiàn)移動，支架必須具備出色的穩(wěn)定性，這樣才能減少施工過程中的下沉現(xiàn)象。測模板安裝同樣要防止位移，可以通過設(shè)置支撐與內(nèi)拉桿進(jìn)行固定處理。安裝結(jié)束后嚴(yán)格檢查平面位置、頂部標(biāo)高以及整體穩(wěn)定性，混凝土澆筑后必須要達(dá)到適當(dāng)強(qiáng)度才能拆除模板。拆除模板和支架時應(yīng)嚴(yán)格按照施工要求開展，若施工設(shè)計中沒有明確模板拆除要求，可以根據(jù)模板特點、混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行有序拆除，例如結(jié)構(gòu)抗壓強(qiáng)度＞2.5MPa，可以對非承重側(cè)模板進(jìn)行拆除施工，芯?；蝾A(yù)留孔道內(nèi)模則要在強(qiáng)度足夠時拆除，避免引發(fā)坍塌、裂縫等質(zhì)量問題。模板拆除過程中注意結(jié)合氣候環(huán)境采取安全防護(hù)措施，如低溫、干燥、大風(fēng)天氣下，注意做好預(yù)防避免混凝土表面出現(xiàn)裂縫。

3.7 公路橋梁施工養(yǎng)護(hù)管理

在公路橋梁混凝土澆筑結(jié)束后，裂縫現(xiàn)象反而進(jìn)入高發(fā)階段，所以施工結(jié)束后必須要進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，這也是混凝土結(jié)構(gòu)施工必須要做好的重要步驟，應(yīng)根據(jù)實際情況采取適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施。施工人員應(yīng)按照公路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)情況，制定科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)流程，能夠大幅度降低裂縫現(xiàn)象。養(yǎng)護(hù)過程中主要注重溫度與濕度，在溫度條件差異較大的氣候環(huán)境下，根據(jù)溫差做好降溫和保溫處理，溫度過高時可以通過灑水降溫，若外界環(huán)境溫度出現(xiàn)持續(xù)降低，為了避免溫差過大可以采取保溫措施。在已經(jīng)形成裂縫的情況下，施工人員必須及時上報，采取相應(yīng)的處置措施，對混凝土結(jié)構(gòu)裂縫進(jìn)行修復(fù)、加固。嚴(yán)重的情況下必須鑿除裂縫部位重新澆筑，如果只是表面裂縫，直接進(jìn)行修復(fù)即可，灑水時注意控制避免形成積水，定期觀察、檢查，確保不存在任何質(zhì)量問題。

4 結(jié)語

混凝土裂縫作為相對普遍性的建筑病害，會對公路橋梁的主體結(jié)構(gòu)造成負(fù)面影響，導(dǎo)致橋梁綜合性能大大降低，在嚴(yán)重的情況下還會引發(fā)坍塌，釀成無法逆轉(zhuǎn)的安全事故。由此可見，混凝土裂縫的防治勢在必行。通過分析混凝土裂縫病害特點，采取針對性的防治措施，盡量從源頭上進(jìn)行控制，保障公路橋梁結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定。另外，要貫徹主動預(yù)防的施工理念，基于設(shè)計階段、施工階段等多個環(huán)節(jié)展開優(yōu)化，同時加強(qiáng)混凝土原材料的配比、澆筑、養(yǎng)護(hù)管理，每道工序都要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，同時根據(jù)施工環(huán)境隨時調(diào)整，有效降低混凝土裂縫的發(fā)生概率。