公路工程施工中混凝土裂縫成因與解決方法

王小強(qiáng) 李林翰

摘 要：現(xiàn)代公路工程開(kāi)發(fā)建設(shè)階段，為保證混凝土項(xiàng)目建設(shè)的質(zhì)量與安全，施工人員則需要對(duì)混凝土裂縫問(wèn)題成因進(jìn)行解析，并采取針對(duì)性解決措施，對(duì)混凝土裂縫進(jìn)行有效防治。本文就公路工程施工中，混凝土裂縫成因與解決方法進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：公路工程 混凝土裂縫 解決對(duì)策

Abstract：In the development and construction stage of modern highway engineering， to ensure the quality and safety of concrete project construction， construction personnel need to analyze the causes of concrete cracks and take targeted measures to effectively prevent concrete cracks. This article analyzes and discusses the causes and solutions of concrete cracks in highway engineering construction.

Key words：highway engineering， concrete cracks， countermeasures

1 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，人們生活水平的提升，使車輛數(shù)量在不斷的上升，對(duì)道路帶來(lái)一定的壓力，所以需要加大公路工程項(xiàng)目的建設(shè)數(shù)量，進(jìn)而減輕道路壓力。混凝土裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)，直接影響到后續(xù)工程的建設(shè)質(zhì)量。為打造精品公路工程，在實(shí)際混凝土施工建設(shè)時(shí)，施工人員需要采取合理科學(xué)的混凝土施工技術(shù)控制對(duì)策，有效規(guī)避混凝土裂縫，達(dá)到公路工程建設(shè)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

2 公路工程施工中混凝土產(chǎn)生裂縫的危害

我國(guó)公路工程在建設(shè)的過(guò)程中，混凝土是首要的原材料，所以應(yīng)該對(duì)混凝土極易出發(fā)生的問(wèn)題加以重視，如混凝土裂縫，倘若出現(xiàn)這種現(xiàn)象就會(huì)為人們的日常出行帶來(lái)嚴(yán)重的交通隱患，從而降低公路工程的整體安全性。人們?cè)诠飞险Ｐ旭傊腥绻炷涟l(fā)生裂縫，越來(lái)越多的車輛會(huì)給公路路面造成的一定的負(fù)荷，倘若受到天氣因素的影響，當(dāng)降雨時(shí)積水會(huì)逐漸滲透到公路工程的裂縫中，進(jìn)而將裂縫范圍予以擴(kuò)大，使得公路工程出現(xiàn)坍塌的情況。不僅如此，公路工程的損壞會(huì)在一定程度上損失經(jīng)濟(jì)，對(duì)公路工程建重新修建時(shí)需要耗費(fèi)大量的人力與物力，還會(huì)影響人們?nèi)粘３鲂械陌踩浴Ａ硗?，由于混凝土本身的結(jié)構(gòu)較為特殊，極易與空氣中的二氧化碳結(jié)合出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)，從而加快公路工程混凝土的裂縫出現(xiàn)，使得公路工程整體質(zhì)量明顯降低。

3 公路工程施工中混凝土裂縫問(wèn)題及成因

3.1 施工材料引起裂縫

在公路工程建設(shè)階段，為保證混凝土項(xiàng)目施工建設(shè)質(zhì)量與安全，施工人員則需要加強(qiáng)對(duì)施工材料質(zhì)量的控制。在實(shí)際建造階段，若施工材料的質(zhì)量沒(méi)有得到有效控制，則無(wú)法保證混凝土項(xiàng)目的整體建設(shè)質(zhì)量。在材料質(zhì)量缺陷的影響，將導(dǎo)致混凝土裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)。

3.2 溫度變化引起裂縫

混凝土具有熱脹冷縮的物理特性，在混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外部環(huán)境出現(xiàn)較大的溫度變化時(shí)，將導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)變形。若變形問(wèn)題沒(méi)有得到及時(shí)處理，則可能會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。因?yàn)?，在溫度變化?dǎo)致的混凝土變形過(guò)程中，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的拉應(yīng)力，一旦超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度，則會(huì)出現(xiàn)溫度裂縫。通過(guò)對(duì)混凝土溫度裂縫的成因進(jìn)行歸納可知，主要集中于以下幾個(gè)方面。

其一，在冬季開(kāi)展公路工程開(kāi)發(fā)建設(shè)時(shí)，由于外界的施工溫度較低，而混凝土內(nèi)部含有一定的水分，則容易出現(xiàn)冰凍問(wèn)題，進(jìn)而使得混凝土內(nèi)部體積膨脹，即混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)膨脹應(yīng)力[1]。與此同時(shí)，在混凝土內(nèi)部凝膠孔中，冷水出現(xiàn)了微觀的遷移、重新分布變化，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土內(nèi)部出現(xiàn)了滲透壓，使得混凝土內(nèi)部的膨脹應(yīng)力不斷增加，最終超過(guò)混凝的內(nèi)部結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。

其二，鑒于公路工程施工建設(shè)過(guò)程中，需要進(jìn)行大體積混凝土施工，而大體積混凝土施工過(guò)程中，水泥水化階段會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，若該熱量無(wú)法及時(shí)散發(fā)，則會(huì)使得混凝土的內(nèi)部溫度過(guò)高，且遠(yuǎn)高于混凝土表面的溫度，使得混凝土出現(xiàn)較大的溫度差，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)拉應(yīng)力。在拉應(yīng)力超過(guò)混凝土的抗拉極限時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致混凝土溫度裂縫的出現(xiàn)。

3.3 混凝土收縮引起裂縫

現(xiàn)代公路工程進(jìn)行混凝土項(xiàng)目建設(shè)時(shí)，混凝土收縮裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)，對(duì)工程整體質(zhì)量造成很大影響。通過(guò)對(duì)收縮裂縫的成因解析可知，主要與水泥、水分的多少存在一定關(guān)系。在施工過(guò)程中，若混凝土中的水泥與水分占比較高，則會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)嚴(yán)重的收縮，進(jìn)而引發(fā)相關(guān)的裂縫問(wèn)題。實(shí)際工程建設(shè)過(guò)程中，由于混凝土施工項(xiàng)目的不同，則需要采取不同型號(hào)的水泥材料，進(jìn)而使得混凝土存在不同的收縮變化。與此同時(shí)，混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的水分存在不同的蒸發(fā)速率，若沒(méi)有對(duì)水分進(jìn)行合理控制，同樣會(huì)引發(fā)混凝土裂縫問(wèn)題。

如混凝土凝固過(guò)程中，外部水分蒸發(fā)較快，而內(nèi)部水分蒸發(fā)較慢，則會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)收縮裂縫。在混凝土結(jié)構(gòu)變形過(guò)程中，一旦外部變形產(chǎn)生的應(yīng)力，超出了內(nèi)部結(jié)構(gòu)的承載能力，將會(huì)導(dǎo)致收縮裂縫的出現(xiàn)[2]。通過(guò)對(duì)混凝土收縮裂縫的外觀進(jìn)行觀察可知，主要呈現(xiàn)為平行線狀、網(wǎng)狀，將嚴(yán)重影響到混凝土的抗?jié)B能力，導(dǎo)致混凝土的承載力與耐久性下降，無(wú)法有效保證公路工程的整體建設(shè)質(zhì)量與安全。

3.4 人員操作不當(dāng)引發(fā)裂縫

混凝土項(xiàng)目施工建設(shè)階段，施工作業(yè)人員操作不當(dāng)，則會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。如分層澆筑時(shí)，沒(méi)有對(duì)技術(shù)要求進(jìn)行嚴(yán)格執(zhí)行，憑借著工作經(jīng)驗(yàn)控制澆筑時(shí)間與厚度，使得混凝土的整體施工質(zhì)量無(wú)法得到保證，給后續(xù)混凝土質(zhì)量埋下隱患，導(dǎo)致混凝土裂縫問(wèn)題的發(fā)生。

3.5 養(yǎng)護(hù)不到位引起裂縫

混凝土可以吸收大量水分，屬于吸水性較強(qiáng)的建筑材料，在混凝土達(dá)到一定濕度后才可以固化。為此，在混凝土固化過(guò)程中，則需要開(kāi)展合適的養(yǎng)護(hù)工作，保證混凝土獲取一定的水分，將混凝土內(nèi)外部的溫度差進(jìn)行合理控制。在溫度、水分、濕度等要素得到有效控制后，則可以保證混凝土的固化質(zhì)量。在實(shí)際公路工程建設(shè)過(guò)程中，由于混凝土養(yǎng)護(hù)工作開(kāi)展不到位，使得混凝土固化質(zhì)量，無(wú)法達(dá)到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重影響到公路工程的整體運(yùn)行安全性。

3.6 水泥下沉引起沉陷裂縫

沉陷裂縫同樣也是公路工程中混凝土出現(xiàn)裂縫的常見(jiàn)現(xiàn)象，混凝土發(fā)生沉陷裂縫的原因可以從兩個(gè)方面分析：第一，對(duì)混凝土進(jìn)行澆筑后，骨料和水泥等出現(xiàn)下沉，受到鋼筋、預(yù)埋件阻礙等情況的影響，會(huì)造成混凝土出現(xiàn)剪應(yīng)力與拉應(yīng)力，進(jìn)而形成裂縫;第二，對(duì)混凝土澆筑并骨料與水泥自然下沉后會(huì)發(fā)生泌水情況，在水泥沉降的過(guò)程中就會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫，然而這些裂縫普遍是在混凝土澆筑后1-3個(gè)小時(shí)內(nèi)出現(xiàn)，屬于早期裂縫的一種，當(dāng)沉陷停止后應(yīng)該立即對(duì)其進(jìn)行處理，對(duì)其進(jìn)行加壓磨平，促使混凝土裂縫閉合。與此同時(shí)，由于沉陷裂縫時(shí)因?yàn)榈鼗吝^(guò)于松軟、浸水以及回填密實(shí)程度不足所導(dǎo)致的，如果模板的剛度未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)或者其支撐的間距比較大時(shí)，也會(huì)使混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫，特別是在冬天，模板通常會(huì)凍土上支撐，一旦凍土化凍之后也會(huì)發(fā)生混凝土沉降不均勻的現(xiàn)象。

4 公路工程施工中混凝土裂縫問(wèn)題解決對(duì)策

4.1 加強(qiáng)原材料質(zhì)量控制

為有效提升公路工程混凝土施工質(zhì)量，施工人員則必須加強(qiáng)原材料質(zhì)量的控制，為后續(xù)混凝土的整體施工建設(shè)鋪墊基石。在原材料質(zhì)量控制時(shí)，應(yīng)當(dāng)基于質(zhì)量采購(gòu)工作要求，對(duì)每一種施工材料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格管理控制，有效提升混凝土的施工質(zhì)量。為杜絕劣質(zhì)材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，則需要基于信息技術(shù)，對(duì)原材料的質(zhì)量進(jìn)行全過(guò)程質(zhì)量監(jiān)控，為后續(xù)項(xiàng)目的施工建設(shè)鋪墊基石。

4.2 混凝土施工溫度控制

在進(jìn)行解決混凝土溫度裂縫問(wèn)題時(shí)，施工人員必須對(duì)混凝土的溫度進(jìn)行有效控制。通過(guò)對(duì)溫度裂縫進(jìn)行分析可知，該類裂縫主要是由于混凝土出現(xiàn)溫度差。在對(duì)混凝土溫度進(jìn)行控制時(shí)，應(yīng)當(dāng)將混凝土的溫度控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。在混凝土攪拌、運(yùn)輸、澆筑、振搗等工藝開(kāi)展過(guò)程中，都會(huì)使得混凝土內(nèi)部材料產(chǎn)生較多的摩擦，進(jìn)而使得混凝土的溫度過(guò)高。為很好解決該問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)通過(guò)專業(yè)的冷卻水管道，實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土降溫處理。

如大體積混凝土施工建設(shè)時(shí)，為保證公路工程的整體建設(shè)質(zhì)量與安全，則合理安裝冷卻水管道，對(duì)其進(jìn)行合理固定，避免在混凝土澆筑過(guò)程中變形損壞，影響到后續(xù)混凝土施工的質(zhì)量與安全。在混凝土進(jìn)行澆筑后，冷卻水管則會(huì)通過(guò)冷卻水，完成對(duì)混凝土的降溫處理。為實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土溫度的科學(xué)控制，則需要設(shè)置合適位置的測(cè)溫點(diǎn)，保證對(duì)混凝土內(nèi)部溫度的有效監(jiān)測(cè)，確?；炷羶?nèi)外溫度差控制在25℃以內(nèi)，則可有效規(guī)避溫度裂縫的出現(xiàn)。為保證冷卻水管系統(tǒng)運(yùn)行的有效性，需保證出水口與進(jìn)水口，均設(shè)置在混凝土的上層，以發(fā)揮出混凝土冷卻水管的運(yùn)行價(jià)值。為避免混凝土表面溫度降低較快，則可以利用毛氈進(jìn)行覆蓋，有效減少混凝土表面的溫度流失、水分流失，保證混凝土凝固的質(zhì)量與安全。

4.3 添加外加劑規(guī)避裂縫

為很好地規(guī)避混凝土收縮裂縫，在實(shí)際混凝土施工過(guò)程中，則可以合理使用外加劑，有效提升混凝土施工質(zhì)量與效率。在公路工程進(jìn)行大體積混凝土施工時(shí)，若外加劑添加不合適，將對(duì)混凝土的整體施工質(zhì)量造成直接影響，不利于公路工程的整體建設(shè)運(yùn)行。為此，在規(guī)避混凝土收縮裂縫時(shí)，應(yīng)當(dāng)科學(xué)合理使用外加劑，充分發(fā)揮出外加劑的應(yīng)用價(jià)值，提高公路工程的整體建設(shè)質(zhì)量與安全。

在公路工程大體積混凝土進(jìn)行施工建設(shè)時(shí)，為有效提升大體積混凝土施工的質(zhì)量與安全，則可以在混凝土施工階段，合理添加一定量的堿水防裂外加劑[3]。因?yàn)樗冶鹊淖兓?，?duì)混凝土的收縮會(huì)產(chǎn)生直接影響，而通過(guò)堿水防裂外加劑的合理應(yīng)用，不僅可以有效控制水灰比，則能夠?qū)τ盟窟M(jìn)行有效控制。通過(guò)堿水防裂添加劑的應(yīng)用前后混凝土變化進(jìn)行對(duì)比分析可知，混凝土施工的用水量減少了25%，而混凝土施工的水泥用量，則減少了15%，其他材料利用骨料進(jìn)行合理補(bǔ)充，有效控制了施工材料成本，提高了公路工程整體建設(shè)的有效性與可行性。

在外加劑的科學(xué)合理應(yīng)用下，可對(duì)混凝土的泌水效應(yīng)、流動(dòng)性進(jìn)行有效控制，對(duì)混凝土收縮裂縫進(jìn)行有效規(guī)避。因?yàn)?，在外加劑的合理?yīng)用下，可以有效提升混凝土中，水泥漿液與骨料之間的黏度、抗拉強(qiáng)度，使得混凝土的性能得到有效改善，保證混凝土具有較好的和易性。工作人員進(jìn)行混凝土施工時(shí)，能夠快速高效完成抹平工作，進(jìn)而使得混凝土表面形成一層微膜，該層微膜的形成，可有效減少水分的流失，避免混凝土由于水分流失不均勻，而出現(xiàn)收縮裂縫，影響到公路工程建設(shè)質(zhì)量[4]。

4.4 規(guī)范混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)

在混凝土施工建設(shè)過(guò)程中，為避免混凝土裂縫問(wèn)題的出現(xiàn)，工作人員必須對(duì)其施工技術(shù)與工藝進(jìn)行嚴(yán)格控制，以保證混凝土整體建設(shè)的質(zhì)量與安全。為實(shí)現(xiàn)預(yù)期工作目標(biāo)，則需要不斷規(guī)范混凝土的施工標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)要求，保證每一位工作人員，都可以嚴(yán)格制定技術(shù)要求與施工組織方案，如混凝土的分層澆筑、混凝土的振搗作業(yè)、混凝土的抹平作業(yè)、混凝土的養(yǎng)護(hù)處理等，工作人員不可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行處理，應(yīng)當(dāng)根據(jù)公路工程建設(shè)要求，嚴(yán)格執(zhí)行施工技術(shù)方案，以保證公路工程的整體建設(shè)質(zhì)量與安全，發(fā)揮出公路工程運(yùn)行的社會(huì)效益與價(jià)值。

4.5 加大對(duì)添加劑的使用

公路工程施工建設(shè)中一些有經(jīng)驗(yàn)的混凝土澆筑工作人員會(huì)在以往的實(shí)踐過(guò)程中，挖掘出預(yù)防、控制混凝土裂縫的全新策略，就是加大對(duì)添加劑的使用程度。通過(guò)對(duì)減水防裂劑的合理使用是防止混凝土出現(xiàn)裂縫的有效對(duì)策，減水防裂劑的使用能夠在一定程度上減少混凝土的用水量，還能是混凝土的收縮功能有所提高，改善水泥漿的粘稠度，避免公路工程中混凝土出現(xiàn)沉縮變形的情況。不僅如此，減水防裂劑還可以實(shí)現(xiàn)混凝土抗拉強(qiáng)度的增加，使混凝土本身的抗裂性能得到顯著的增強(qiáng)。有些添加劑可以對(duì)混凝土的密實(shí)度加以改善，提高混凝土的抗碳化性。貫穿性混凝土裂縫時(shí)公路工程施工建設(shè)過(guò)程中最為嚴(yán)重的一種裂縫問(wèn)題，要想將其進(jìn)行有效的改善，就應(yīng)該做好預(yù)防和控制工作，提升混凝土的性能，尤其是抗裂水平，確保混凝土的整體質(zhì)量，進(jìn)而為公路工程的整體質(zhì)量提供保障。

4.6 加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)工作

養(yǎng)護(hù)工作與混凝土澆筑工作同等重要，若養(yǎng)護(hù)工作不到位，將使得混凝土裂縫問(wèn)題出現(xiàn)頻率增加。在公路工程竣工階段，必須契合工程建設(shè)的技術(shù)要求，編制科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)幕炷琉B(yǎng)護(hù)工作方案與技術(shù)要求，確保后續(xù)混凝土養(yǎng)護(hù)工作開(kāi)展的有效性與可靠性。在實(shí)際混凝土養(yǎng)護(hù)階段，則需要根據(jù)實(shí)際公路的運(yùn)行情況，以及相關(guān)的季節(jié)變化，進(jìn)而采取針對(duì)性的養(yǎng)護(hù)技術(shù)方案。如夏季公路工程竣工后，養(yǎng)護(hù)工作開(kāi)扎實(shí)，應(yīng)當(dāng)突出對(duì)混凝土濕度的控制，避免混凝土由于水分的缺失，進(jìn)而出現(xiàn)裂縫。通過(guò)及時(shí)噴水保濕處理、混凝土表面覆膜處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土濕度的科學(xué)控制[5]。

5 借助物理加固法

除了以上幾種對(duì)公路工程混凝土裂縫處理的方式外，為了能夠有效完善公路工程的整體管理與維修維護(hù)的水平，可以借助物理加固法對(duì)公路工程施工中混凝土裂縫進(jìn)行處理。對(duì)于公路施工建設(shè)中混凝土裂縫對(duì)公路整體質(zhì)量造成的影響，應(yīng)該合理使用物理加固法，能夠在一定程度上使公路施工中對(duì)混凝土裂縫解決對(duì)策發(fā)展趨向變得更為多樣化。物理加固不僅可以對(duì)混凝土裂縫達(dá)到良好的處理效果，還能穩(wěn)固混凝土的結(jié)構(gòu)性能，就比如說(shuō)當(dāng)公路工程中混凝土裂縫對(duì)其性能造成嚴(yán)重的不穩(wěn)定時(shí)，使用物理加固法穩(wěn)定混凝土本身的性能，并在結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定點(diǎn)出增設(shè)鋼板、支點(diǎn)等提高結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性;之后確?；炷两Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提下，處理混凝土裂縫，通過(guò)混凝土噴射的方式加固裂縫，不僅可以保證公路工程混凝土在結(jié)構(gòu)性能方面的穩(wěn)定程度，還能高效處理混凝土裂縫。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上，筆者以公路工程建設(shè)為例，簡(jiǎn)單闡述了混凝土裂縫成因，以及混凝土質(zhì)量控制對(duì)策，有效規(guī)避混凝土裂縫，保證混凝土質(zhì)量與安全。鑒于混凝土項(xiàng)目建設(shè)的特殊性，在公路工程建設(shè)階段，必須對(duì)混凝土裂縫問(wèn)題起到一定重視，采取科學(xué)針對(duì)性的控制對(duì)策，有效提升混凝土施工質(zhì)量。

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[6]苗玉泉.公路工程施工中混凝土裂縫成因與解決措施探討[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2018（06）：99-100.

作者簡(jiǎn)介

王小強(qiáng)：（1985.08—），男，漢族，甘肅省天水市人，學(xué)歷：大學(xué)本科，職稱：中級(jí)工程師。研究方向：公路工程、混凝土施工技術(shù)。

李林翰：（1991.04—），男，漢族，吉林省德惠市人，學(xué)歷：大學(xué)本科，職稱：中級(jí)工程師。研究方向：公路工程、混凝土施工技術(shù)。