路橋施工中大體積混凝土裂縫成因與防范策略研究

文/趙彤

1 前言

在社會(huì)前行腳步逐漸加快之際，路橋工程的數(shù)量持續(xù)增加，規(guī)模也逐漸擴(kuò)大。如果在施工時(shí)施工人員并未對(duì)原材料加以控制，維護(hù)保養(yǎng)方面也未能做到位的話，大體積混凝土裂縫的出現(xiàn)率就會(huì)加大，難以保證路橋施工的整體質(zhì)量，同時(shí)安全事故的發(fā)生概率自然也就會(huì)增加。因此，在路橋施工時(shí)，要確保參與施工的相關(guān)人員能夠形成牢固的安全意識(shí)，針對(duì)大體積混凝土裂縫出現(xiàn)的具體原因進(jìn)行探究，并尋找到行之有效的防治措施，從而保證大體積混凝土施工順利展開(kāi)，質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

2 大體積混凝土裂縫的具體類型

對(duì)大體積混凝土裂縫予以分析可知，其類型是不同的，最為常見(jiàn)的包括表層裂縫、貫穿裂縫、深層裂縫等。不管是何種裂縫，均會(huì)導(dǎo)致施工質(zhì)量降低，尤其是混凝土外觀形象會(huì)受到極大影響。在裂縫剛剛出現(xiàn)時(shí)，混凝土主體結(jié)構(gòu)能夠保持穩(wěn)定性，然而從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)說(shuō)，質(zhì)量安全是難以得到保證的，因而在第一時(shí)間工作人員就要完成好裂縫修復(fù)工作。導(dǎo)致貫穿性裂縫出現(xiàn)的主要原因是在表層裂縫出現(xiàn)之時(shí)未能直接予以處理，而這樣就會(huì)導(dǎo)致開(kāi)裂繼續(xù)發(fā)生，進(jìn)而使得大體積混凝土被直接分割開(kāi)，而且形狀是存在差異的，此時(shí)就會(huì)導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)變得不夠穩(wěn)定，安全無(wú)法保證[1]。在貫穿性裂縫出現(xiàn)后，如果沒(méi)有及時(shí)予以處理，最終就會(huì)出現(xiàn)深層裂縫，通常會(huì)超過(guò)30cm，會(huì)使得混凝土結(jié)構(gòu)的安全難以得到保證，甚至?xí)?dǎo)致主體結(jié)構(gòu)受到的危害大幅增加。

3 造成裂縫的原因

混凝土裂縫的發(fā)生概率是較高的，而導(dǎo)致這一問(wèn)題發(fā)生的原因是較多的，其中混凝土內(nèi)外溫差最為常見(jiàn)。眾所周知，混凝土結(jié)構(gòu)擁有良好的抗壓性能，然而抗拉能力較為薄弱，混凝土的內(nèi)外溫差一旦過(guò)大的話，內(nèi)部拉力必然就會(huì)增加，超出標(biāo)準(zhǔn)值則會(huì)導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。若想解決這個(gè)問(wèn)題，施工單位必須要選擇切實(shí)可行的措施加以嚴(yán)格控制，尋找到有效的控制措施，尤其是要找出裂縫出現(xiàn)的具體原因。

3.1 施工設(shè)計(jì)問(wèn)題

為了保證路橋施工能夠順利展開(kāi)，施工單位必須要重點(diǎn)關(guān)注施工設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題，綜合考慮混凝土厚度、原材料的選用等方面的問(wèn)題。然而，從施工設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀來(lái)看，有些設(shè)計(jì)人員通常是依據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定混凝土厚度的，現(xiàn)實(shí)測(cè)量并未做到位，進(jìn)而導(dǎo)致問(wèn)題出現(xiàn)，混凝土裂縫的發(fā)生率大幅增加。

3.2 水泥的水化熱效應(yīng)

眾所周知，水泥水化的過(guò)程中必然會(huì)有熱量產(chǎn)生，而且大體積混凝土施工所需的水泥數(shù)量是非常大的，這就使得混凝土內(nèi)部積聚不少的熱量，同時(shí)溫度也會(huì)變得過(guò)高，而且熱量散發(fā)的難度是較大的。熱量集中帶來(lái)的后果就是內(nèi)外溫差變大。這里需要指出的是，在混凝土澆筑之初，內(nèi)部、外部的溫差并不明顯，完成澆筑工作后，在三至五天時(shí)間內(nèi)就會(huì)發(fā)生，因而想要對(duì)混凝土內(nèi)外溫差加以有效控制是難度較大的。

3.3 外界氣溫變化

環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)，溫差也會(huì)出現(xiàn)，如此一來(lái)，混凝土裂縫也就難以避免。眾所周知，國(guó)內(nèi)有些地區(qū)的晝夜溫差較大，如果工作人員未能對(duì)混凝土進(jìn)行有效保護(hù)的話，裂縫必然會(huì)出現(xiàn)，而且情況是較為嚴(yán)重的。另外，當(dāng)外部溫度過(guò)高時(shí)，混凝土具有的散熱效率就會(huì)明顯降低，此時(shí)混凝土內(nèi)部就會(huì)出現(xiàn)高溫情況，這對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的實(shí)際影響是非常大的[2]。

3.4 混凝土的收縮

在水泥硬化時(shí)，對(duì)水分的需要并不多，而這就會(huì)使得混凝土當(dāng)中存在的水分大量蒸發(fā)，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土發(fā)生收縮的狀況。此時(shí)，如果對(duì)水分予以補(bǔ)充，確保混凝土能夠呈現(xiàn)水飽和狀態(tài)的話，混凝土體積就可逐漸恢復(fù)。因此，混凝土處于干濕交替環(huán)境時(shí)，體積的增大、縮小就會(huì)顯得頻率較高，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)法保持穩(wěn)定狀態(tài)。此外，如果施工中選擇的工程材料并不合適，采用的施工技術(shù)也不太適宜的話，混凝土結(jié)構(gòu)所受影響必然會(huì)加大。

3.5 養(yǎng)護(hù)修復(fù)不當(dāng)

在路橋施工的過(guò)程中，后期養(yǎng)護(hù)是不可忽視的，如果此項(xiàng)工作沒(méi)有做到位的話，混凝土裂縫就難以避免，若想保證控制效率能夠有大幅提升，就必須選擇最為合適的養(yǎng)護(hù)方法。然而，有些人員在展開(kāi)養(yǎng)護(hù)時(shí)未能將現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)到位，養(yǎng)護(hù)不周是常見(jiàn)的，如此就會(huì)使得裂縫出現(xiàn)概率大幅增加。

4 大體積混凝土裂縫的防治措施

4.1 嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量

對(duì)混凝土的組成部分進(jìn)行分析可知，水泥、骨料、外加劑、摻和料等是不可缺少的，若想保證施工的質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，相關(guān)人員就必須要加強(qiáng)對(duì)原材料的控制，具體要做到以下幾點(diǎn)。

4.1.1 水泥

在使用水泥時(shí)，水化熱是必須要重點(diǎn)關(guān)注的方面，若想明顯降低水化熱，就應(yīng)該選擇最為合適的水泥。從試驗(yàn)所得結(jié)果來(lái)看，在水泥當(dāng)中，硅酸三鈣以及氯酸三鈣所占比例是較高的，而這就會(huì)導(dǎo)致水化熱大幅增加，解決這個(gè)問(wèn)題的主要途徑就是選用礦渣硅酸鹽水泥等，以此使得水化熱明顯降低。

4.1.2 粗細(xì)骨料

對(duì)混凝土進(jìn)行制作時(shí)，粗細(xì)骨料是不可缺少的，合理選用粗細(xì)骨料，就可以切實(shí)提升混凝土的性能。從大體積混凝土的角度來(lái)說(shuō)，砂石料最為合適，它可以使得混凝土質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，水化熱也會(huì)明顯降低，從而使裂縫的出現(xiàn)率自然降低。在選用粗骨料的過(guò)程中，工作人員要對(duì)粒徑加以控制，一般應(yīng)在40mm 以下。中粗砂的適用性是較高的，它能夠使得水化作用明顯減弱，混凝土不會(huì)出現(xiàn)溫度過(guò)高的情況，自然就可以避免裂縫出現(xiàn)了。

4.1.3 水

在對(duì)混凝土進(jìn)行拌和時(shí)，需要嚴(yán)格控制水的使用，拌和過(guò)程中應(yīng)該摻入一定數(shù)量的冰塊，以此確?；炷寥肽r(shí)不會(huì)出現(xiàn)溫度過(guò)高的情況，同時(shí)溫差可以保持在合理范圍內(nèi)，進(jìn)而溫度裂縫的發(fā)生率也就降低很多。

4.1.4 外加劑和摻合料

若想保證大體積混凝土能夠順利配制，必須要確保摻入的緩凝劑、減水劑是最為合適的，從而使施工質(zhì)量大幅提高。緩凝劑的應(yīng)用可以使得混凝土水化熱峰值在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后才會(huì)出現(xiàn)，這時(shí)水化熱散失效果更為理想。而混凝土凝結(jié)需要更長(zhǎng)的時(shí)間，裂縫出現(xiàn)率自然就會(huì)降低。減水劑的使用可使得水泥用量減少，水灰比也就隨之減小，另外混凝土開(kāi)裂也可以被切實(shí)消除[3]。除此以外，還可將粉煤灰材料摻入混凝土中，使得水化熱明顯降低，混凝土具有的抗裂性能可以大幅增強(qiáng)。

4.2 高度重視混凝土的配合比例

正式展開(kāi)施工前，施工人員應(yīng)該依據(jù)既定的要求完成好檢驗(yàn)工作，了解混凝土的實(shí)際配合比，從實(shí)際需要出發(fā)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，并加以嚴(yán)格控制。在明確配合比后，通過(guò)采取可行措施來(lái)保證混凝土的抗拉強(qiáng)度大幅提高，進(jìn)而使得混凝土裂縫的出現(xiàn)率明顯降低。另外，相關(guān)人員要對(duì)設(shè)計(jì)要求有清晰的認(rèn)知，選擇最為合適的外加劑，并控制使用量，這是解決裂縫問(wèn)題的有效途徑。

4.3 科學(xué)制定混凝土澆筑方案

進(jìn)行混凝土澆筑前，施工單位應(yīng)該要先確定澆筑方案。制定方案時(shí)，工作人員應(yīng)該對(duì)路橋工程現(xiàn)狀有清晰的認(rèn)知，并要從混凝土結(jié)構(gòu)具有的實(shí)際特點(diǎn)出發(fā)，確保施工工序是最為合理的。眾所周知，大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工時(shí)間是較長(zhǎng)的，采用的施工技術(shù)應(yīng)該是最為合適的，合理應(yīng)用跳倉(cāng)法、后澆帶技術(shù)可避免出現(xiàn)有害裂縫[4]。除此以外，進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)，還應(yīng)該保證入模溫度控制到位，混凝土分層順序應(yīng)該是合理的，以此可以使得內(nèi)外溫差不會(huì)過(guò)大。進(jìn)行澆筑工作時(shí)，如果外界溫度過(guò)高的話，則應(yīng)該使用草袋覆蓋輸送管，同時(shí)澆淋冷水，切實(shí)降低溫度。

4.4 強(qiáng)化混凝土的振搗工序

在混凝土澆筑的過(guò)程中，要想保證混凝土性能不會(huì)受到影響，振搗工作一定要做到位。進(jìn)行振搗時(shí)需要重點(diǎn)關(guān)注以下幾點(diǎn)：振搗到位，層間混凝土必須要結(jié)合起來(lái)；指定經(jīng)驗(yàn)較為豐富的人員完成振搗工作，除了保證密實(shí)度、均勻性達(dá)到要求外，抗壓強(qiáng)度也必須要得到保證；采用插入式振搗時(shí)，應(yīng)保障插點(diǎn)排列均勻，并保持一定的間距，一般為300～400mm，同時(shí)還要控制好振動(dòng)棒插入深度和振動(dòng)時(shí)間。

4.5 加強(qiáng)大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)

完成大體積混凝土的澆筑后，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)工作，以確?；炷临|(zhì)量達(dá)到設(shè)計(jì)要求?；炷恋酿B(yǎng)護(hù)應(yīng)根據(jù)路橋工程的實(shí)際情況采用適宜的養(yǎng)護(hù)方法，如薄膜加草袋、蓄水等。在高溫的夏季進(jìn)行大體積混凝土施工時(shí)，應(yīng)用麻袋或塑料薄膜覆蓋澆筑振搗完成后的混凝土，并對(duì)其進(jìn)行灑水保濕養(yǎng)護(hù)[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

道路橋梁工程的施工是非常復(fù)雜的，受環(huán)境等因素的影響會(huì)使道路、橋梁出現(xiàn)裂縫的現(xiàn)象。但是，只要我們能對(duì)裂縫現(xiàn)象的成因進(jìn)行分析，在材料選取、施工技術(shù)、后期維護(hù)等方面做好相應(yīng)的工作，就能有效減少這種現(xiàn)象，并保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。由此，施工單位要積極落實(shí)具有針對(duì)性的裂縫控制措施，以促進(jìn)我國(guó)交通事業(yè)不斷發(fā)展。