道路橋梁施工中混凝土裂縫的成因和應對措施

王超

（廊坊市交通公路工程有限公司二公司，河北廊坊 065000）

0 引言

由于混凝土自身的特性，非常適合作為建筑材料，故被廣泛應用在道路橋梁的施工中。從目前的情況來看，混凝土使用后因施工中的各種因素容易產(chǎn)生裂縫，使道路橋梁的工程質(zhì)量無法達到預期效果。除此之外，混凝土出現(xiàn)裂縫后，建筑內(nèi)部的鋼筋會因為缺乏外部材料的保護出現(xiàn)裸露而被氧化生銹，承重力和強度均會下降，易發(fā)生安全事故。所以，要分析道路橋梁裂縫的類型，研究混凝土裂縫產(chǎn)生的原因，找到相應的解決措施，真正做到提高道路橋梁施工質(zhì)量。

1 道路橋梁裂縫的類型

道路橋梁的施工材料主要是鋼筋混凝土，裂縫主要有以下幾種類型。

1.1 承載力裂縫

因科學技術的發(fā)展，現(xiàn)如今的橋梁跨度越來越大，造型越來越美觀，不僅方便交通，而且美化了環(huán)境，天塹變通途。但是結(jié)構(gòu)設計得再合理，材料再堅固，橋梁的承載力也是有極限的。由于目前道路上通行車輛非常多，并且有很多車輛的載量也在不斷的加大，這就意味著道路橋梁比以前需要承受更大的荷載，所以在建造道路橋梁時，關注橋梁實際荷載力究竟能達到多少。從荷載受力的角度，承受荷載的主體分為：水平直接受力的構(gòu)件——板和梁（水平構(gòu)件通常是承受力最大的構(gòu)件）；豎向受力構(gòu)件，即常見的墻體，豎向構(gòu)件一般存在橋梁中，還有其他一些輔助的受力構(gòu)件[1]。當超過承載力的車輛通過道路橋梁時，道路橋梁承受著較大的水平壓力，道路橋梁的主體是由鋼筋與混凝土組成，鋼筋的金屬特性具有柔韌性，而相對比較剛性的混凝土會早于鋼筋達到極限狀態(tài)，受壓后易造成破裂，形成受彎性裂縫。在實際生活中，各種不同的受力方式綜合作用下，混凝土因自身的結(jié)構(gòu)相對來說比較弱，或受壓區(qū)本身存在缺陷，產(chǎn)生的裂縫是各種各樣、形態(tài)不一的。

1.2 道路橋梁混凝土的收縮

混凝土材料是一個多種材料混合而成的混合體，在混凝土固化過程中既有化學反應也有物理反應。其結(jié)果表現(xiàn)形式為從內(nèi)到外混凝土體積逐漸縮小，游離水不斷的從混凝土中溢出，混凝土的表層不斷收縮，進而產(chǎn)生裂縫。這種收縮是混凝土材料的自身特性，是一個自然固化的過程，與外界條件無關，是幾種固化過程綜合表現(xiàn)的結(jié)果[2]。

1.3 道路橋梁混凝土溫差裂縫

因溫度引起的溫差裂縫，通常分成表面溫度差裂縫和貫穿性溫度差裂縫。這兩種裂縫的產(chǎn)生原理均是因混凝土的化學特性隨著溫度的變化而隨之變化，但是對道路橋梁的結(jié)構(gòu)體來說，它的整體的溫度、內(nèi)外的溫度是有差別的，于是產(chǎn)生溫差裂縫。

1.3.1 表面溫度差裂縫

在澆筑施工中，為了節(jié)省時間，一般是一次性大量澆筑的，澆筑好后，水泥開始緩慢的硬化過程，結(jié)構(gòu)體表面溫度隨著外界溫度不停的發(fā)生變化，內(nèi)部由于密封的影響，水泥在硬化過程中放熱是無法釋放的，它的溫度變化規(guī)律是緩慢升高，升到最高后再緩慢的下降。表面與內(nèi)部的溫度差，不斷的發(fā)生變化，混凝土內(nèi)部會產(chǎn)生不同大小、不同方向的拉應力。這種裂縫較多產(chǎn)生在混凝土結(jié)構(gòu)體淺表的范圍內(nèi)，裂縫通常不大，但是影響美觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，可以修補，被稱為表面溫度差裂縫[3]。

1.3.2 貫穿性的裂縫

這種裂縫是比較深的，有時是貫穿整個結(jié)構(gòu)體。裂縫產(chǎn)生的原因是大量的混凝土澆筑在堅固的地基或是原有混凝土墊層上，在結(jié)構(gòu)體放熱發(fā)生膨脹時，沒有采取放松約束的措施，這種裂縫造成的后果比較嚴重，修補起來不容易，耗時費力，應在施工前選好地基。

1.4 道路橋梁沉降裂縫

在實際生活中路面有部分區(qū)域出現(xiàn)沉降式塌陷，造成該現(xiàn)象的主要原因是道路橋梁承載的壓力過大，超出了道路橋梁的承載力極限，路面便出現(xiàn)了較大的裂縫，看起來觸目驚心。道路橋梁出現(xiàn)沉降裂縫還因為道路橋梁橫跨的地區(qū)非常廣闊，每個地區(qū)的自然條件，地基的土質(zhì)均不相同，即使承受的是同一壓力，隨著時間的推移，路面表現(xiàn)出來的問題也是不一樣的，路面的脆弱部分形成了彎曲裂縫形式或剪切裂縫形式[4]。無論是哪一種裂縫，對道路橋梁的正常通行都是十分不利的。

2 道路橋梁裂縫的成因

從施工材料、溫度、荷載以及施工工藝四個方面，對上述幾種裂縫問題進行討論、分析。

2.1 材料角度

作為施工環(huán)節(jié)重要的施工材料，混凝土材料的質(zhì)量與道路橋梁的質(zhì)量有著密切的關系。除了在原材料采購環(huán)節(jié)把好質(zhì)量關外，還要重視混凝土材料的配比工作以及混凝土的拌和工作。

2.1.1 混凝土施工材料的質(zhì)量

混凝土主要組成成分為水泥、骨料以及摻和料等，在采購環(huán)節(jié)要注意把控物料的質(zhì)量，盡量選擇有資質(zhì)的供應商，一旦原材料的質(zhì)量不過關，后面的工作即使做得再好，也難以避免出現(xiàn)裂縫問題。在實際施工過程中，應加強材料質(zhì)量的把控，每一批材料都要留存相關采購單據(jù)，以便發(fā)生問題時能夠有效追溯，及時替換不合格的材料，最終保障道路橋梁的施工質(zhì)量。

2.1.2 混凝土施工材料的配比

有了好的原材料，接下來就是進入較為重要的一個環(huán)節(jié)，即各種混凝土施工材料進行科學的配比。在實際的配比工作中，要嚴格按照配料表的比例進行配料，可先取小部分材料進行試驗，達到預期結(jié)果再大范圍應用。

在添加骨料時，要注意保證骨料的質(zhì)量，骨料的質(zhì)量好壞對道路橋梁的承載力有著非常重要的影響。如果骨料質(zhì)量達不到要求，可能會造成安全事故。在混凝土攪拌過程中，水的使用也是比較重要的一環(huán)，比如混凝土內(nèi)部出現(xiàn)的比較常見的塑性裂縫，往往就與水的使用不當有關系。

2.1.3 攪拌的工作

所謂“工欲善其事必先利其器”，有了好的原材料、配比好了混凝土的施工材料，接下來的工作就是混凝土組成材料進行攪拌，性能較高的攪拌機能起到事半功倍的效果。高質(zhì)量的攪拌機能夠使混凝土組成材料得到充分的攪拌，攪拌均勻的混凝土能提升混凝土混合料質(zhì)量，降低道路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫問題的風險[5]。

2.2 荷載造成的裂縫

在道路橋梁使用過程中，往往會因長期承受較大荷載而出現(xiàn)裂縫病害。道路橋梁從建成到使用，往往延續(xù)很長時間，涉及多個方面、多個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題均可能影響道路橋梁的質(zhì)量，使混凝土結(jié)構(gòu)體出現(xiàn)裂縫。

細心的公路維護人員如果發(fā)現(xiàn)道路部分區(qū)域出現(xiàn)起皮或者有豎向的斷裂縫，這往往是內(nèi)部結(jié)構(gòu)被破壞的前期表現(xiàn)，需要及時進行檢查、維修。荷載裂縫通常出現(xiàn)在受壓區(qū)、受拉區(qū)等振動嚴重的部位，因受力方式不同，裂縫也呈現(xiàn)出不同的表現(xiàn)，有經(jīng)驗的施工人員可以根據(jù)裂縫出現(xiàn)的部位、形狀找出裂縫產(chǎn)生的原因，針對性的采取相應的措施。

2.3 溫度造成的裂縫

通常使混凝土發(fā)生變化的溫度原因主要有以下幾個方面。

2.3.1 水熱化

在進行道路橋梁澆筑時，混凝土厚度比較厚，超過一定的數(shù)值時，混凝土內(nèi)部因為水汽蒸發(fā)溫度升高，產(chǎn)生的熱量在內(nèi)部較深處無法及時散發(fā)出去，與外界溫度形成比較大的差異，這種溫差就會使道路橋梁發(fā)生裂縫。

2.3.2 蒸汽養(yǎng)護

由于冬季環(huán)境和溫度的影響不利于施工的展開，冬季施工工程比較容易產(chǎn)生質(zhì)量問題，可能存在部分問題未在當季暴露直至冬季過后才會顯現(xiàn)的情況，一旦問題較為嚴重可能需要返工處理，給工程進度造成很大影響，所以在冬季開展施工時，道路維護人員會對修建完成的道路橋梁進行蒸汽養(yǎng)護。蒸汽養(yǎng)護有比較成熟的操作方法和步驟，養(yǎng)護期間要有專人監(jiān)測溫度，在溫度較高時，避免突然停止養(yǎng)護，這樣寒冷的空氣會使混凝土溫度快速下降，巨大的溫度差會使道路橋梁產(chǎn)生裂縫[6]。

2.4 施工工藝質(zhì)量引起的裂縫

由施工工藝質(zhì)量引起的裂縫是不容忽視的，施工管理人員要在第一時間發(fā)現(xiàn)問題，分析問題產(chǎn)生的原因，進而制定出詳細的解決方案，解決方案中要注意細節(jié)的處理。比較典型的產(chǎn)生裂縫原因有以下三點：

一是混凝土振搗不充分，導致混凝土層不均勻，不緊密；

二是混凝土攪拌、運輸過程中時間過長，導致水分蒸發(fā)過多，使混凝土水分不足，形成裂縫；

三是混凝土分層、分段澆筑時，接頭的部位新舊混凝土之間黏結(jié)的質(zhì)量不好，后期沒有得到有效的修護，從而引起裂縫。

3 解決道路橋梁施工中混凝土裂縫的主要措施

3.1 嚴格監(jiān)測道路橋梁混凝土的施工并做好裂縫修復

在實際道路橋梁的施工過程中，需要有專業(yè)的監(jiān)理人員對道路橋梁的施工進行監(jiān)測。如工程量比較浩大，無法對每一段道路橋梁做到全部監(jiān)測，可以進行抽樣檢測。確保相關指標達到國家要求的標準。對出現(xiàn)偏差的數(shù)據(jù)，必須查找原因，及時采取相應的解決措施，不可視而不見或存在僥幸心理。如果已產(chǎn)生裂縫問題，有關的維護人員一定要詳細分析數(shù)據(jù)，查找產(chǎn)生裂縫的真正原因后，要準確的采用有效的措施進行修補，避免裂縫問題再次出現(xiàn)，進而避免人民群眾的生命財產(chǎn)受到威脅[7]。

3.2 施工前做好道路橋梁布局及載荷設計

在工程施工前期，要保證施工工人全面熟知道路橋梁布局；如果存在新入職人員，需經(jīng)過相關培訓或是有技術的師傅幫帶，施工過程中根據(jù)施工人員的工作表現(xiàn)再進行相應的調(diào)整。與此同時，施工工人還需要對工程中鋼筋的使用情況做到了解，確保道路橋梁的實際荷載力符合工程的標準。

3.3 混凝土材料高標準控制

在實際的道路橋梁施工過程中，要嚴格把控混凝土材料的制作過程。要將理論與施工地區(qū)的具體情況相結(jié)合。與此同時，在進行混凝土攪拌時，水的比例也要給予控制，要進行充分的攪拌與必要的沉實，這一系列的措施，可以使裂縫出現(xiàn)的可能性減小，進而防止出現(xiàn)裂縫。

3.4 時刻關注溫度變化，及時采取相應措施

在混凝土的制作中需要進行充分的攪拌，作業(yè)前對攪拌筒進行潤滑處理，減少攪拌過程中材料之間的摩擦以防止產(chǎn)生較多熱量。

為降低溫度，可以采用一邊攪拌一邊加水的做法，水的溫度可以隨著環(huán)境溫度進行適當?shù)恼{(diào)整，如外界溫度過低，攪拌起來比較費勁的時候，可以考慮加入溫度高一些的水。實踐證明，充分的攪拌能夠有效減少裂縫出現(xiàn)[8]。

3.5 嚴格控制施工工藝

為保證混凝土施工質(zhì)量，施工中需要嚴格把控施工過程中各個重要環(huán)節(jié)，減少因各種原因產(chǎn)生的裂縫，既要重視混凝土材料的采購，原料比例的配置以及混凝土材料的攪拌和沉實，還要重視混凝土結(jié)構(gòu)施工技術應用。

隨著科技的發(fā)展，更多先進的施工工藝逐漸應用在道路橋梁的建設中。先進的技術、高標準的工程質(zhì)量是企業(yè)的核心競爭力。企業(yè)要及時組織技術人員學習先進的施工工藝，引進先進的施工設備，注重安全生產(chǎn)，打造企業(yè)的自身品牌，增強企業(yè)競爭力。

4 結(jié)語

綜上所述，在我國國民經(jīng)濟發(fā)展和人們的日常生活中，道路橋梁發(fā)揮著重要的作用，“要致富，先修路”，說明道路橋梁擔負著振興一方經(jīng)濟發(fā)展的重大責任。近年來，道路橋梁的施工問題受到更多的關注，在這些質(zhì)量問題中，最突出、最直觀的莫過于道路橋梁的裂縫問題?；炷恋牧芽p不僅影響道路橋梁的美觀，還會影響其使用壽命，嚴重時還會造成安全事故。做好混凝土裂縫的控制和預防工作，要從混凝土施工的各個環(huán)節(jié)入手，加強管理和監(jiān)督，共同做好混凝土裂縫的防治工作。