楊定川

（中國鐵建港航局集團(tuán)有限公司，廣東 珠海 519031）

經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，使道路橋梁交通量、載重量日益增大，部分現(xiàn)役公路橋梁產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的裂縫病害，急需進(jìn)行維修加固。但由于公路橋梁裂縫種類多樣，且形成原因復(fù)雜，加之當(dāng)前裂縫處治技術(shù)較多，如何準(zhǔn)確了解裂縫形成原因，從而采取科學(xué)有效的處治措施對裂縫進(jìn)行修復(fù)處理，已成為當(dāng)前面臨的主要難題。為此，針對公路橋梁裂縫成因及防治修補(bǔ)技術(shù)展開綜合分析，對提升裂縫修補(bǔ)水平，保證公路橋梁裂縫修補(bǔ)質(zhì)量具有重要意義。

1 道路橋梁施工裂縫的危害性

在道路橋梁工程的建設(shè)過程中，鋼筋混凝土的工藝構(gòu)造形式被廣泛采用。隨著時(shí)間的推移，鋼筋混凝土的施工工藝日益成熟，整體施工效率較高，且相對其他工程結(jié)構(gòu)，成本較為低廉。然而，在施工過程中，必須對混凝土的特性進(jìn)行嚴(yán)格把控。因?yàn)榛炷寥菀资艿酵饨绛h(huán)境的影響，產(chǎn)生質(zhì)量問題，進(jìn)而降低道路橋梁的整體性能，減弱強(qiáng)度和剛度，對正常的車輛通行造成影響。因此，通過研究裂縫的危害并采取針對性的措施，可以有效地解決裂縫問題。以下是裂縫危害的兩個(gè)主要方面：

一是道路橋梁的裂縫會導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性受到影響。盡管裂縫可能僅發(fā)生在結(jié)構(gòu)的表面，但隨著時(shí)間的推移，裂縫會從外部逐漸向內(nèi)部擴(kuò)展，嚴(yán)重威脅到結(jié)構(gòu)的整體特性。

二是裂縫會使原本包裹在內(nèi)部的鋼筋暴露于空氣中，導(dǎo)致鋼筋材料的腐蝕，這將縮短道路橋梁的整體使用壽命，使工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)受到破壞。

2 道路橋梁施工中混凝土裂縫成因分析

2.1 荷載力因素

在道路橋梁工程的使用中，明確了工程的荷載力范圍。如果負(fù)載力過大，會導(dǎo)致不同程度的裂紋。例如，在工程施工中，建筑材料、設(shè)備和工具的隨意堆放會帶來巨大的荷載，并導(dǎo)致施工裂縫。例如，施工人員對工程結(jié)構(gòu)了解不足，導(dǎo)致吊裝過程中受力不均，導(dǎo)致施工裂縫。

2.2 施工材料的質(zhì)量方面

道路橋梁工程中，如果施工原材料質(zhì)量出現(xiàn)問題，也會直接導(dǎo)致裂縫的發(fā)生。一方面，一些建筑公司為了追求更高的凈利潤，在施工過程中偷工減料、以次充好，使用低成本、廉價(jià)的原材料，導(dǎo)致原材料質(zhì)量差，給工程埋下安全隱患；另一方面，一些建筑公司對施工過程控制不足，影響了材料性能。首先，在于混凝土原材料的質(zhì)量方面，如混凝土配比不正確、混合攪拌操作過程的不規(guī)范、添加劑選擇的不恰當(dāng)?shù)取Ｆ浯?，在于沙石材料的直徑過小，混凝土孔隙率過大，不能夠達(dá)到使用標(biāo)準(zhǔn)。最后，在于鋼筋材料的選用不恰當(dāng)，鋼筋直徑過小、承載能力較差等，都會直接引發(fā)道路橋梁的裂縫問題。

2.3 荷載裂縫

在道路橋梁使用過程中，由于橋梁自重和車輛荷載等荷載的長期影響，道路橋梁長期承受較大荷載。在荷載和二次應(yīng)力的共同作用下，道路橋梁可能因其影響而形成荷載裂縫。這種類型的裂縫與其他類型的裂縫的不同之處在于，它的特征不是固定的，并且隨著道路和橋梁的不同荷載條件而不同地發(fā)展。通常，荷載裂縫更容易發(fā)生在橋梁振動(dòng)嚴(yán)重的區(qū)域、拉伸/剪切區(qū)域和中心受壓區(qū)域。在不同的應(yīng)力結(jié)構(gòu)下，荷載裂縫主要分為三種類型：首先，在中心壓縮下，這種類型的荷載形成的裂縫沿著應(yīng)力方向逐漸衍生出平行、短、密的裂縫。荷載裂縫的發(fā)生在橋墩結(jié)構(gòu)中較為常見。其次，彎曲時(shí)存在荷載裂縫，通常發(fā)生在彎矩最大的截面，并從受拉區(qū)邊緣逐漸發(fā)展演變。載荷裂紋傾向于向中性軸延伸，并與拉伸方向呈約90°的角度。然后是受剪出現(xiàn)的裂縫，當(dāng)橋梁抗剪切筋、橋梁主筋因設(shè)計(jì)問題而出現(xiàn)箍筋過密現(xiàn)象時(shí)則會出現(xiàn)荷載裂縫，角度至少為45°[1]，沿梁端腹部位置呈傾斜分布。梁中下部的斜裂縫出現(xiàn)主要是由于橋梁箍筋結(jié)構(gòu)受到剪切荷載的破壞所致。

2.4 溫度因素

在道路橋梁施工中，溫度因素也會導(dǎo)致裂縫的發(fā)生?；炷敛牧鲜芡饨缫蛩赜绊戄^大，隨著外界溫度的變化會出現(xiàn)不同的反應(yīng)現(xiàn)象，引起混凝土構(gòu)件變形，從而產(chǎn)生拉應(yīng)力。拉應(yīng)力的出現(xiàn)會隨著混凝土構(gòu)件變形程度的加劇而逐漸增加。當(dāng)它超過道路橋梁本身的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會導(dǎo)致拉應(yīng)力裂縫的出現(xiàn)。具體來說，出現(xiàn)這種裂縫的主要原因有以下兩個(gè)方面：一方面，它是混凝土構(gòu)件因水化熱現(xiàn)象而產(chǎn)生的變形。所謂水化熱現(xiàn)象，主要是指混凝土與水結(jié)合后產(chǎn)生的熱效應(yīng)。當(dāng)混凝土內(nèi)部熱量積累并急劇增加時(shí)，如果外部環(huán)境溫度較低，將直接導(dǎo)致拉應(yīng)力的產(chǎn)生，導(dǎo)致表面產(chǎn)生裂縫；另一方面，它是由蒸汽養(yǎng)護(hù)引起的混凝土結(jié)構(gòu)的變形。所謂的蒸汽養(yǎng)護(hù)處理是在寒冷的冬季施工期間進(jìn)行的，通過熱蒸汽進(jìn)行混凝土表面養(yǎng)護(hù)的一種方式，當(dāng)養(yǎng)護(hù)施工完成時(shí)，混凝土表面的溫度受到冷空氣的影響會快速下降，引發(fā)溫差裂縫。

3 道路橋梁施工中的裂縫預(yù)防措施

3.1 優(yōu)選施工材料

在道路橋梁混凝土施工中，要注意合理選擇施工材料，確保材料的各項(xiàng)性能符合要求，減少因材料問題引起的混凝土裂縫。在采購材料時(shí)，要對材料市場進(jìn)行研究，根據(jù)工程需要合理選擇不同規(guī)格型號的材料。選擇水泥材料和骨料，并調(diào)整各種添加材料的密度、硬度和粒度。要掌握施工計(jì)劃的具體要求，控制混凝土材料的數(shù)量、規(guī)格和成本，選擇最具成本效益的材料，在保證材料質(zhì)量的同時(shí)減少成本投資[2]。應(yīng)嚴(yán)格做好材料的保管，將材料存放在環(huán)境適宜的地方，不能出現(xiàn)其他物質(zhì)混入、材料被水打濕等情況，以此保證材料的質(zhì)量不變。其次，需要對材料的拌合方式及施工溫度進(jìn)行控制，比如將冰水加入骨料攪拌的過程，杜絕出現(xiàn)水化反應(yīng)。在炎熱天氣進(jìn)行材料運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，做好遮陽、降溫、保濕等措施；在寒冷天氣進(jìn)行材料運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，對混凝土溫度進(jìn)行提升。

3.2 完善混凝土澆筑方案及控制措施

混凝土澆筑作業(yè)也可能對道路橋梁路面產(chǎn)生一定的負(fù)面影響。有必要注意混凝土澆筑方案的合理設(shè)計(jì)，以有效降低混凝土澆筑問題引起裂縫的可能性。例如，在混凝土構(gòu)件尺寸較大的情況下，匆忙采用一次性澆筑方法進(jìn)行處理可能難以及時(shí)消散構(gòu)件內(nèi)部溫度，導(dǎo)致混凝土表面熱損失率顯著增加。然而，內(nèi)部熱損失的速率明顯較慢，并且在內(nèi)部和外部之間的大溫差的影響下形成溫度應(yīng)力。如果溫度應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，就極有可能導(dǎo)致裂縫的發(fā)生。因此，在這種情況下，可以采用分層澆筑方法進(jìn)行處理，并且可以通過添加水平后澆帶來進(jìn)行澆筑操作。分層澆筑過程中，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇適當(dāng)?shù)姆謱訚仓椒?，如綜合分層、分段分層等。合理的分層澆筑方法可以有效地提高分層澆筑的質(zhì)量[3]。此外，嚴(yán)格控制澆筑溫度，減少混凝土內(nèi)外溫差，有效降低混凝土內(nèi)部溫度應(yīng)力也很重要。在混凝土澆筑的過程中，需要結(jié)合所在季節(jié)特點(diǎn)，選擇適宜的澆筑方案。比如在夏季時(shí)節(jié)可以借助草包對泵管進(jìn)行包裹處理，同時(shí)噴灑涼水以達(dá)到降溫的目的；冬季時(shí)節(jié)需要嚴(yán)格控制澆筑厚度大小，通常需要控制在1m 左右的水平，為了能夠減少混凝土表面溫度流失速度，可以選擇應(yīng)用烤爐的方式改善區(qū)域溫度大小，以便于減少內(nèi)外溫差而降低溫度應(yīng)力，對減少裂縫現(xiàn)象的產(chǎn)生具有十分重要的意義與價(jià)值。

3.3 科學(xué)控制施工溫度

在施工過程中的溫度控制方面，主要有兩個(gè)方面，即混凝土溫度的控制和自然溫度的控制。在混凝土的溫度控制方面：首先，在混凝土材料的攪拌過程中，要嚴(yán)格控制加水量和混凝土厚度的控制，以確?；炷辽岬挠行浴Ｍ瑫r(shí)，當(dāng)混凝土發(fā)生水化反應(yīng)時(shí)，需要及時(shí)采取降溫措施，降低混凝土溫度，避免溫差開裂。其次，攪拌站與施工現(xiàn)場之間的運(yùn)輸距離應(yīng)盡可能縮短。如果運(yùn)輸距離過長，還應(yīng)采取冷卻措施，避免罐車溫度過高。再次，在混凝土澆筑施工過程中，可以在內(nèi)部設(shè)置冷卻水管，以減少混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外的溫差。同時(shí)，如果是大型混凝土澆筑施工，還應(yīng)采用分層澆筑法，以減少水化熱反應(yīng)的負(fù)面影響。最后，要進(jìn)行與混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)的養(yǎng)護(hù)工作，保持混凝土表面濕潤，定期組織施工人員對混凝土表面灑水，并根據(jù)施工區(qū)域的實(shí)際情況確定具體的灑水周期和用量。在自然溫度控制方面，施工單位雖然不能改變客觀的自然環(huán)境，但在實(shí)際施工中，也可以通過一定的手段和方法來減少溫度的負(fù)面影響。在路橋工程規(guī)劃中，施工企業(yè)應(yīng)充分考慮氣候和環(huán)境因素，選擇合適的混凝土施工時(shí)間，并根據(jù)施工區(qū)域的環(huán)境特點(diǎn)選擇合適的原材料和施工工藝。應(yīng)結(jié)合天氣情況，調(diào)整混凝土的澆筑時(shí)間、速度和養(yǎng)護(hù)方法，以確保工程的最大質(zhì)量。

3.4 落實(shí)施工工藝控制

在道路橋梁設(shè)計(jì)施工過程中，還要注重施工工藝的合理選用，盡可能地提高施工工藝水平，以保障道路橋梁設(shè)計(jì)施工質(zhì)量。在施工材料配置過程中，要確保攪拌的均勻性，能夠提高材料配比試驗(yàn)的合理性，加強(qiáng)混凝土控制質(zhì)量，盡可能地減少因?yàn)榛炷翑嚢璨牧洗嬖陔s物或因?yàn)樨?fù)載問題、雨水沖刷等相關(guān)因素的影響而導(dǎo)致道路橋梁施工質(zhì)量受到負(fù)面影響。同時(shí)還要注意施工過程中進(jìn)行平整、規(guī)范碾壓，合理把控碾壓質(zhì)量，促進(jìn)基層抗壓強(qiáng)度的有效提升[4]。在所選用的施工工藝方面，要加強(qiáng)工藝把控質(zhì)量，確保施工工藝符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，能夠一次性高質(zhì)量地完成碾壓施工作業(yè)。最后需要特別注意，在新舊道路連接施工區(qū)域，可以應(yīng)用臺階壓層方法進(jìn)行施工，以便于確保連接區(qū)域的夯實(shí)性與緊密性，在加強(qiáng)對施工技術(shù)人員的培訓(xùn)工作中，要強(qiáng)化施工人員質(zhì)量意識，確保能夠在實(shí)際施工中體現(xiàn)出應(yīng)有的專業(yè)素質(zhì)，促進(jìn)施工質(zhì)量得到提升，盡可能地減少在人為技術(shù)因素的影響下而造成橋梁裂縫現(xiàn)象的產(chǎn)生。

3.5 加強(qiáng)設(shè)備管理

在道路橋梁混凝土施工中，需要使用到各種各樣的施工設(shè)備，這些設(shè)備的運(yùn)行直接影響著工程的施工效率及施工質(zhì)量，必須嚴(yán)格做好設(shè)備管理，保證施工設(shè)備處于安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。在施工之前，需要安排專業(yè)的人員對施工設(shè)備進(jìn)行檢查，確認(rèn)施工設(shè)備是否存在運(yùn)行異常，一旦發(fā)現(xiàn)施工設(shè)備運(yùn)行存在問題，應(yīng)及時(shí)采取有效措施進(jìn)行處理，使設(shè)備能夠恢復(fù)到正常的工作狀態(tài)。在施工中，應(yīng)保證施工人員數(shù)量掌握施工設(shè)備的操作方法，確保施工人員的行為規(guī)范，杜絕錯(cuò)誤操作造成的設(shè)備故障，確?；炷潦┕さ馁|(zhì)量不受影響。在施工后，需要對施工設(shè)備的磨損程度進(jìn)行檢查，保證施工設(shè)備的完整性，及時(shí)對存在受損的設(shè)備進(jìn)行維修，避免后續(xù)施工受到影響。

3.6 做好道路橋梁裂縫的質(zhì)量檢測工作

在道路橋梁施工中，為了最大程度地保證施工質(zhì)量，避免裂縫問題給后續(xù)工程使用造成不良影響，施工企業(yè)還應(yīng)做好質(zhì)量檢測工作，一旦發(fā)現(xiàn)裂縫問題，就要及時(shí)進(jìn)行處理，從而避免裂縫病害的進(jìn)一步擴(kuò)大，引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。目前，在混凝土裂縫檢測的問題上，較常使用的方法有兩種，一種是光纖檢測技術(shù)，另一種則是自感應(yīng)檢測技術(shù)。光線檢測技術(shù)能夠有效檢測道路橋梁結(jié)構(gòu)是否出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形，同時(shí)，也能夠有效檢測應(yīng)力情況，從而有助于推斷工程結(jié)構(gòu)是否存在潛在的形變風(fēng)險(xiǎn)[5]。自感應(yīng)檢測技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，會將感應(yīng)器放置于橋梁內(nèi)部，一旦橋梁出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變化，自感應(yīng)裝置就會自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的收集與分析，分析橋梁結(jié)構(gòu)的潛在風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)，還能夠推算結(jié)構(gòu)缺陷位置并預(yù)測未來可能會出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)問題。施工企業(yè)在實(shí)際施工中，需要合理應(yīng)用上述兩項(xiàng)檢測技術(shù)以做好質(zhì)量檢測工作，避免道路橋梁存在潛在的安全隱患風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)語

道路橋梁建設(shè)事關(guān)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及服務(wù)民生，為了能夠滿足國民生產(chǎn)生活要求，應(yīng)當(dāng)著重控制道路橋梁的工程質(zhì)量。根據(jù)裂縫產(chǎn)生的原因，做好相關(guān)控制工作，從而采取針對性的有效措施，盡可能地降低裂縫對于建筑的結(jié)構(gòu)影響。消除道路橋梁工程的安全隱患，推動(dòng)項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展，保證工程的建設(shè)質(zhì)量。