道路桥梁施工中的裂缝成因及预防措施

2022-09-10

近年来随着我我国道路、桥梁等基础设施建设的发展, 裂缝等道路病害的产生也日益增多。对于道路桥梁等工程来说, 如果在施工及施工结束后出现裂缝, 如果没有得到及时有效的治理, 一旦在冬季灌进雨雪后将对其产生非常严重的破坏, 也会对过往车辆的行车安全埋下隐患, 因此对于道路、桥梁施工过程中的裂缝要做到及时有效的处理, 避免造成更严重的不可逆后果。

一、现代道路、桥梁施工过程中的裂缝种类

在道路、桥梁等工程的施工过程中, 由于气候、使用材料等因素的存在而产生裂缝的情况往往是很难避免的, 目前能做的就是及时有效地各种裂缝并对其进行有效处理。一般来说, 按照产生裂缝的因素的来源来看可以将其分为以下两种类型:

(一) 结构性受力产生裂缝

所谓结构受力主要是指道路、桥梁受到外部因素如压力的影响而产生裂缝, 这是道路、桥梁在施工中及施工结束后出现裂缝的主要因素之一。[1]通常来说, 因结构性受力而产生的裂缝主要是负荷裂缝。负荷裂缝是由于道路、桥梁施工过程中采用的钢筋混凝土构件承载力欠缺而产生裂缝, 由于上桥上路车辆超量、超载等等大大超过道路、桥梁的设计负荷而产生, 此类裂缝通常表现为横向的贯穿裂缝, 且长度一般较长, 甚至有可能贯穿整个道路、桥梁全截面。例如2012年我国江西九江长江大桥出现裂缝就是此类原因所致, 引起了社会广泛关注。[2]

(二) 非结构性受力产生裂缝

非结构性受力产生的裂纹在现代道路、桥梁施工过程中表现得较为频繁。非结构性受力产生裂缝是指道路、桥梁受到自身应力产生裂缝, 主要表现为温度裂缝、收缩裂缝以及不均匀沉降裂纹等等, 其中温度裂缝尤为常见。温度裂缝是指道路、桥梁在施工过程中受到外部日照、骤然降温以及内部施工过程中的基础约束、基岩不平整等等而产生的裂缝。[3]此类裂缝在道路桥梁施工过程中较为常见, 需要多加关注。

二、道路桥梁施工过程中的裂缝成因分析

道路、桥梁在施工过程中由于各种各样的原因经常会出现各种裂缝, 其产生原因较多且复杂多样, 具体主要有以下几个方面的原因:

(一) 因负荷设计不足导致裂缝产生

因负荷不足而产生裂缝即结构性受力而产生的裂缝, 往往是由于道路、桥梁施工中尤其是竣工交付使用后由于实际上路、上桥车辆超量等超过了道路及桥梁设计阶段的承载负荷所致, 这这种裂缝一般在短期内难以出现, 多出现在建设及使用时间较长的道路及桥梁工程中。

(二) 因温度因素产生裂缝

温度因素是造成道路、桥梁在施工过程中产生裂缝的常见因素之一, 一般来看, 表面温度裂缝的走向没有规律性, 往往发生在施工期间, 裂缝的宽度往往受到温度变化的影响比较明显, 例如冬季比较宽而夏季则比较细等等。[4]通常情况下, 混凝土结构特别是道路、桥梁等大体积的混凝土结构在硬化期间往往会释放出大量的水化热, 其内部温度不断上升, 当这种温度产生种种非均匀的降温如过早拆除模板或者冬季受到寒潮等极端天气影响等, 就会使得混凝土表面温度变化较大产生较大的降温收缩, 因为内部降温较慢而受自约束产生应压力, 产生较大的拉应力, 而抗拉强度一般较低, 这时就容易产生裂缝, 或者道路桥梁在使用混凝土时, 如果混凝土处在一个温度变化较大的环境下, 就会使得混凝土产生收缩, 如混凝土在夏季等温度较高的情况下往往会失去较多的水分而产生产生收缩, 如果未能及时得到水分补充, 就会产生这种温度应力导致的裂缝, 同时这些裂缝也往往产生于混凝土表面较为薄弱的部位如板角等地方。

(三) 地基不均匀沉降产生裂缝

地基不均匀沉降产生裂缝的常见形态主要有正八字裂缝、倒八字裂缝、斜向裂缝以及竖向裂缝等等, 其一般是由于地基土质本身软弱不均、地基前期处理不当、道路、桥梁地基含水量异常等情况所致, 从而使得道路、桥梁等工程在施工过程中也可能产生裂缝。

(四) 施工工艺问题而造成的裂缝

道路或桥梁工程在施工过程中的技术因素也是导致裂缝产生的重要因素之一。一般来看主要是由于不当的施工行为等引起的, 例如混凝土的塑性收缩就是由于施工工人在混凝土凝固过程中撒水量不足而导致的, 或者在施工过程中, 由于施工工艺不当使得支座负筋下陷, 也往往会导致裂缝产生。

三、道路桥梁施工过程中的裂缝应对措施分析

道路、桥梁在施工中所产生的裂缝往往会对工程本身的质量及安全产生严重威胁, 因此一旦发现裂缝产生, 应及时采取有效措施进行应对和预防。为此, 相关工程人员应努力做好以下几个方面:

(一) 加大对混凝土等施工原材料的把关和甄别

钢筋、混凝土等原材料是当今道路、桥梁等工程施工过程中使用的主要原材料之一, 其本身质量的好坏、是否适合当地道路、桥梁建设需要也是避免工程出现裂缝的重要一环。因此, 为有效避免在施工过程中导致裂缝出现, 施工单位必须做好对混凝土等原材料的选择, 而在这一环节中, 首要的就是要选择好合适的、标准的水泥产品。如前所述, 水化热当前道路、桥梁施工过程中混凝土温度裂缝的重要原因之一, 大体积的混凝土在水化过程中往往会产生较大热量, 出现升温和降温情况, 进而造成混凝土内外部的温差超过了一定值, 最终产生温差应力而导致裂缝产生, 因此应优先选择水化热较低的矿渣水泥来配置大体积混凝土, 而对于大体积的混凝土所使用的水泥, 一般应按照现行的《水泥水花热实验方法 (直接法) 》进行相应的水热化测定, 一般来说不宜超过250KJ/KG。[5]

(二) 持续完善和优化施工过程

由于道路桥梁中的许多裂缝都往往产生于道路、桥梁的施工过程环节, 因此加强对道路、桥梁的施工过程管理同样是有效预防道路、桥梁产生裂缝的重要一环。

首先, 监理方加强对道路、桥梁的施工过程管理首先必须不断提升施工单位的施工工艺, 因为一般在结构浇筑、相关构件的制作、起模以及运输、存放乃至最后的吊安等过程中如果施工工艺不合理, 施工质量较差, 就极容易使得道路、桥梁产生各种裂缝;其次, 监理方要加强对施工方在相关原材料质量等方面的把控, 同时配合以严格的现场检查和巡视等等, 如果发现问题要及时进行解决, 需要返工进行的也必须严格按照规定进行, 尤其是要严格把控道路、桥梁等工程在施工过程中使用的有关混凝土原材料的质量, 杜绝施工单位以次充好, 使用诸如安定性不稳定的水泥型号或者含泥量较大的骨料等等, 从而给道路、桥梁施工过程中出现裂缝埋下安全隐患;

再次, 要努力优化相关的重点施工过程, 有效避免裂缝产生, 例如对于混凝土的振捣这一工序, 相关工作人员必须掌握科学、系统的混凝土振捣原理和方法, 掌握好振捣的时间, 不宜过长或者过短, 准确拿捏振捣时间, 振捣过程中在提振动板时要避免碰撞模板、预埋件等, 避免使得模板等变形等等, 这些都是实际道路、桥梁等工程在施工过程中需要注意的。

(三) 完善设计环节, 加强道路、桥梁的后期养护

加强道路桥梁的施工过程管理对于有效避免各种裂缝的产生具有重要意义, 但在整个道路、桥梁的建设过程如设计阶段、后期养护阶段对于避免裂缝产生同样重要, 因此有必要加强道路、桥梁的设计阶段管理, 尤其重要的是要保证道路、桥梁的设计的负荷量要保持长远性和前瞻性, 树立全新的设计理念, 同时在道路、桥梁施工结束后要加强对其进行相应的养护工作, 这对于有效预防和避免各种裂缝的出现十分重要, 在养护过程中, 要十分注意对混凝土在温度、湿度等方面的控制和管理, 要努力缩小混凝土的温度差, 防止其因为温度因素而产生裂缝。

四、总结

总之, 裂缝问题是当今影响道路、桥梁工程质量的主要的影响因素之一, 因此为不断提升道路、桥梁工程的施工质量, 确保其安全使用, 必须加强对道路、桥梁施工过程中所产生的各种裂缝的成因等进行分析, 并在日常工作中做好相应的日常维护、检查等工作, 一旦发现问题及时进行处理, 尤其是监理方单位, 要在日常过程中建立起严格的巡查机制, 要努力从源头上控制好道路、桥梁的施工质量, 避免在施工过程中出现各种裂缝, 完善施工过程管理, 及时做好各种裂缝应对的紧急预案等等, 不断推进道路、桥梁建筑质量提升。

摘要：裂缝是现代道路、桥梁施工过程中十分容易出现的较为严重的路面病害, 严重影响道路桥梁的施工质量及使用寿命, 因此在桥梁、道路等工程的施工过程中要做到对此类问题及时进行检查, 一旦发现有裂缝应及时对其产生原因等进行细致分析, 并做好相应的处理和应对工作, 确保道路、桥梁工程质量安全。

关键词：道路桥梁,裂缝,预防