公路工程施工中混凝土裂縫成因及對策

許 偉

(山西省公路工程監(jiān)理技術(shù)咨詢公司，山西太原 030006)

公路工程施工中混凝土裂縫成因及對策

許 偉

(山西省公路工程監(jiān)理技術(shù)咨詢公司，山西太原 030006)

基于參考大量文獻資料，從材料、混凝土配比、施工等方面分析了公路施工中混凝土施工裂縫、收縮裂縫、溫度裂縫的成因，并對此提出了防治措施，以推動我國公路事業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。

公路施工，裂縫，成因，防治措施，混凝土

混凝土因自身抗壓強度高、耐火性好、不易老化，且可澆筑成各種外形，成為了公路施工最主要的建設(shè)材料之一。但是由于混凝土施工中易受到自身變形、約束等影響，硬化成型的混凝土易出現(xiàn)裂縫，破壞混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和強度。近年來，我國各地多次發(fā)生公路因裂縫而影響質(zhì)量，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題而造成塌陷的事故。公路工程施工中，混凝土裂縫一直是影響工程施工質(zhì)量的致命性問題，如何使其得到有效防治則是最困擾施工技術(shù)人員的問題之一。

1 公路工程施工中常見的混凝土裂縫問題

1)施工裂縫。

施工裂縫是指混凝土構(gòu)件在制作、脫模、運輸、堆放過程中，在各種內(nèi)外部因素作用下出現(xiàn)縱向、橫向、斜向、水平、豎向等表面或貫穿裂縫?；炷翗?gòu)件制作與保存過程中之所以產(chǎn)生施工裂縫問題，主要原因在于以下幾個方面：木板澆筑前未將其澆水濕透;木板吸水膨脹;隔離劑失效;振搗過大;運輸中受到?jīng)_撞等。混凝土構(gòu)件施工中一旦受到以上因素的影響，就可能產(chǎn)生裂縫。

2)收縮裂縫。

混凝土工程施工中最為常見的裂縫就是收縮裂縫，主要是因水泥和水量所引起的。從理論分析，水泥和水的用量越多，混凝土收縮反應(yīng)就越大，就越易出現(xiàn)收縮裂縫問題。當(dāng)混凝土攪拌中使用不同品種的水泥，混凝土的收縮程度就會有所變化;當(dāng)混凝土內(nèi)部與外部的水分蒸發(fā)程度不同，就會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形。一般情況下，混凝土表面的水分流失比較快，變形程度比較大;內(nèi)部水分流失比較慢，所以對混凝土變形的影響相對較小。由于混凝土表面變形高于內(nèi)部，在此影響下，混凝土表面收縮變形中就會受到內(nèi)部混凝土的約束而出現(xiàn)拉應(yīng)力，最終在拉應(yīng)力作用下產(chǎn)生裂縫。收縮裂縫一般以網(wǎng)狀、平行線狀的形式分布于混凝土表面，不僅降低了混凝土結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性還影響了它的外形美觀。由于收縮裂縫的存在破壞了混凝土的抗?jié)B性，降低了混凝土的承載力和耐久力，最終導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量出現(xiàn)問題。

3)溫度裂縫。

公路工程施工中往往要采用大體積結(jié)構(gòu)的混凝土，由于混凝土體積比較大，水泥水化熱產(chǎn)生的大量熱氣聚集在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散發(fā)，加之混凝土表面散熱快，在兩種因素影響下，使混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部與外部存在較大的溫差，產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力。當(dāng)這種拉應(yīng)力大于混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強度極限，就會產(chǎn)生溫度裂縫。溫度裂縫大多在溫度較低、溫度變化比較大的情況下發(fā)生，裂縫走向沒有一定規(guī)律，縱橫交錯的分布于混凝土構(gòu)件表面。

2 公路工程施工中混凝土裂縫問題的成因

公路施工是一個復(fù)雜的過程，涉及面廣、參與人員多、影響因素復(fù)雜，自然混凝土裂縫的成因也多種多樣。對于公路工程而言，不同的混凝土裂縫，其形成機理不盡相同，但是多與以下幾個方面有關(guān)：

1)材料因素。水泥、砂石等材料不符合工程施工要求是引起混凝土出現(xiàn)裂縫的最常見的材料質(zhì)量問題。其中，水泥質(zhì)量尤為重要。如果水泥強度達不到設(shè)計要求，或受潮等，施工中就可能出現(xiàn)裂縫問題，影響公路工程的施工質(zhì)量。建設(shè)材料作為施工的基礎(chǔ)材料，只有保證了其質(zhì)量不出現(xiàn)問題，才可能為混凝土工程施工質(zhì)量優(yōu)質(zhì)奠定堅實基礎(chǔ)。

2)混凝土配比。所謂的混凝土配比就是指水泥、砂、石、水、添加劑及其他材料之間的配合比例。按照科學(xué)、合理的配合比例攪拌而成的混凝土才能滿足公路工程的設(shè)計要求，保證工程的施工質(zhì)量。如果混凝土配比不當(dāng)，就會出現(xiàn)水泥用量不當(dāng)、含砂量不當(dāng)?shù)葐栴}，直接影響混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強度，使其出現(xiàn)不同程度的裂縫。

3)施工因素。造成混凝土出現(xiàn)裂縫的施工因素多種多樣，如模板構(gòu)造不當(dāng)、振搗不到位、攪拌不均勻及其時間不充分、澆筑不當(dāng)、支撐剛度不足等。鑒于施工階段是混凝土結(jié)構(gòu)強度形成的重要階段，施工中即使是一些微小的影響因素都會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)問題。

4)人員因素。施工人員作為一切施工計劃、技術(shù)方案的執(zhí)行者，如果沒有堅實的專業(yè)知識和高超的操作技能，必然影響公路工程的施工質(zhì)量。例如，不熟識混凝土攪拌中的一些注意事項，攪拌時間過長、水量過多等都會影響混凝土強度的形成，以致于施工出現(xiàn)裂縫。

3 公路施工中混凝土裂縫問題的防治措施

1)確保施工方案科學(xué)化、合理化。

在施工準備階段，技術(shù)人員要結(jié)合工程要求確定混凝土結(jié)構(gòu)的允許裂縫寬度，以此為基礎(chǔ)展開設(shè)計活動，方可有效控制裂縫問題的產(chǎn)生。確定科學(xué)、合理的施工方案后，根據(jù)施工方案適當(dāng)加強構(gòu)造配筋，最好選擇直徑細而密的配筋方案，利于提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性。

2)嚴格把關(guān)材料質(zhì)量。

首先，采購人員嚴格按照工程規(guī)范購買與之相符的水泥品種及其他級配材料，確?；炷翉姸鹊燃壏显O(shè)計要求;其次，對采購回來的建設(shè)材料進行質(zhì)量檢測，以檢測其性能是否符合工程施工規(guī)范;再次，合理設(shè)計混凝土配比，控制好水泥用量和用水量，最大程度地降低水泥水化熱現(xiàn)象所帶來的負面影響，做好混凝土構(gòu)件制作的基礎(chǔ)性工作;最后，保管好施工現(xiàn)場內(nèi)的一切建設(shè)材料，防止水泥受潮、鋼筋損壞等。

3)加強施工工藝管控。

為了保證公路工程中混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量，最主要的措施就是加強施工工藝管理和控制，具體措施如下：

a．勻速澆筑混凝土，保持混凝土良好的流動性，使其具備充分的沉實度，確保硬化成型后的混凝土結(jié)構(gòu)強度符合要求。同時，注意不要沉實過大，以免硬化后發(fā)生裂縫。b．混凝土攪拌和運輸時間不宜過長，否則易導(dǎo)致水分流失嚴重，降低坍落度。c．混凝土初凝時易出現(xiàn)干縮裂縫，要適當(dāng)?shù)剡M行灑水保養(yǎng)，避免水分蒸發(fā)過快出現(xiàn)裂縫。d．采用泵送混凝土施工時，應(yīng)適當(dāng)增加水泥用量和用水量以保持它的流動性。但是值得注意的是，不要過分地加大混凝土水灰比，否則混凝土硬化成型時易加大收縮反應(yīng)，產(chǎn)生更多不規(guī)則的收縮裂縫。e．進行分層澆筑的時候一定要處理好接頭部位，避免新舊施工縫之間不易融合而出現(xiàn)裂縫。為此，澆筑新的混凝土之前，利用相關(guān)工具對舊的施工縫進行鑿毛、清洗等處理工作，加強新舊施工縫之間的粘結(jié)力，可避免粘結(jié)處出現(xiàn)裂縫。f．混凝土振搗一定要均勻、密實，提高密實度，可提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能。g．切記不可拆模過早，以保證混凝土結(jié)構(gòu)有足夠的剛度和強度。h．混凝土構(gòu)件運輸過程中不可長期顛簸，避免撞壞構(gòu)件;按照正確的順序安裝混凝土配筋，按部就班。

4)提高施工人員的操作水平。

正式施工之前，施工單位要嚴格考核施工人員的技能和操作能力，并對沒有達到要求的人進行崗位培訓(xùn)，讓其熟識公路工程混凝土施工中的施工工藝和技術(shù)，提高其技能水平。同時，與施工小組做好技術(shù)文件交底工作，嚴格落實技術(shù)要求，工作中不可疏忽，以保證混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量。

［1］李 浩．探討公路橋梁混凝土裂縫的處理措施［J］．科技信息，2009(31)：67-68．

［2］鄧 雷．論公路橋梁混凝土裂縫成因及有效預(yù)防措施［J］．科技致富向?qū)В?011(5)：111-112．

［3］岳艷敏，李 斌，尚亞軍．公路工程混凝土裂縫的防治與處理［J］．技術(shù)與市場，2011(5)：92-93．

［4］張 晶．公路施工中混凝土裂縫問題探討［J］．黑龍江科技信息，2011(10)：71-73．

［5］劉法乾．公路工程施工中混凝土早期裂縫的預(yù)防和控制［J］．科技風(fēng)，2011(12)：108-109．

The causes and countermeasures of concrete cracks in highway engineering construction

XU Wei

(Shanxi Highway Engineering Supervision Technology Consulting Company，Taiyuan 030006，China)

Based on reference of a large number of documents，this paper analyzed the causes of concrete construction cracks，shrinkage cracks，temperature cracks in highway construction from materials，concrete proportioning rate，construction and other aspects，and put forward prevention measures，so as to promote the highway steady development in China．

highway construction，crack，cause，prevention measure，concrete

TU755．7

A

10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2014.13.088

1009-6825(2014)13-0158-02

2014-02-27

許 偉(1981-)，男，工程師