道路橋梁工程施工中混凝土裂縫的成因與防治對策分析

程偉

中交路橋華東工程有限公司 上海 201203

引言

在施工過程中，相關(guān)的施工部門應(yīng)對混凝土的裂縫問題進行一定的關(guān)注，優(yōu)化混凝土的材料配比，對相關(guān)的制作流程以及原材料的整體質(zhì)量檢測投入一定的關(guān)注力度，從源頭降低混凝土裂縫問題發(fā)生的概率。

1 混凝土施工特點分析

1.1 施工繁雜性

為了滿足基本的施工質(zhì)量要求，行業(yè)對各種混凝土施工工藝都有明確而嚴(yán)格的規(guī)定，混凝土施工工藝復(fù)雜，有很多質(zhì)量控制點需要注意。因此，不僅要在混凝土施工前做好準(zhǔn)備工作，還要對攪拌、澆筑、振動、后期維護等都有嚴(yán)格的操作要求，這對提高混凝土的整體質(zhì)量非常重要，在道路橋梁工程的施工中，施工方應(yīng)明確混凝土的施工流程以及混凝土施工的煩瑣性，在開始混凝土的施工前，應(yīng)對混凝土的各項工作流程進行劃分，要求房建施工各方協(xié)同合作，共同維護房建混凝土施工質(zhì)量。

1.2 產(chǎn)品整體性

由于道路橋梁工程的結(jié)構(gòu)完整性，混凝土施工作為道路橋梁工程的重要組成部分，還應(yīng)考慮方案設(shè)計和施工中的整體性要求，把握混凝土結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量，嚴(yán)格控制具體施工中的所有環(huán)節(jié)，落實混凝土施工的具體要求。同時，混凝土施工人員與各部門之間的充分溝通也是確保土木工程完整性的基本要求。只有這樣，才能充分保證混凝土的質(zhì)量[1]。

2 道路橋梁工程施工中混凝土裂縫的類型

2.1 收縮裂縫

在混凝土結(jié)構(gòu)本身的內(nèi)部硬化施工過程中，會受到施工外部環(huán)境因素的影響，導(dǎo)致整個混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變形。這樣會造成混凝土結(jié)構(gòu)受力不均，混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)外表面張力增大，導(dǎo)致裂縫的發(fā)生。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)層出現(xiàn)收縮裂縫時，通常在瀝青混凝土結(jié)構(gòu)材料養(yǎng)護兩周后產(chǎn)生。

2.2 塑性收縮裂縫

由于混凝土材料硬化的周期性，硬化時間受配比參數(shù)的影響很大，在混凝土結(jié)構(gòu)的硬化周期中，其相對強度會逐漸降低。如果施工環(huán)境相對干燥，混凝土結(jié)構(gòu)材料本身及其表面水分會迅速膨脹和蒸發(fā)，容易加速結(jié)構(gòu)表面變形，最終開裂。塑性收縮裂縫的主要原因可能是由于不均勻和不連續(xù)的空間分布，并且收縮裂縫兩端的長度通常相對較細(xì)。

2.3 沉陷裂縫

在道路橋梁工程建設(shè)和施工過程中，由于混凝土材料應(yīng)力結(jié)構(gòu)的不均勻分布，可能會導(dǎo)致建筑施工和施工過程中各種因素引起的混凝土不均勻沉降問題。此外，在施工和安裝過程中，如果出現(xiàn)一些錯誤的模板工程安裝設(shè)計，也會增加沉降和裂縫事件的概率。沉降裂縫一般表現(xiàn)為穿透性裂縫，由于裂縫區(qū)域?qū)挾炔痪鶆?，沉降裂縫產(chǎn)生的原因也不同。

2.4 溫度裂縫

在道路橋梁工程實際混凝土施工過程中，由于道路橋梁工程施工對混凝土施工量的要求不同，混凝土施工時間可能會有很大差異。在混凝土結(jié)構(gòu)體系的實際施工過程中，由于混凝土水化劑對其結(jié)構(gòu)體系的影響，會產(chǎn)生水化熱。水化熱的形成嚴(yán)重影響著道路橋梁工程的整體質(zhì)量。如果施工速度快，混凝土產(chǎn)生的水化熱不會迅速、均勻地消散。這樣，混凝土結(jié)構(gòu)的表面溫度將低于混凝土的內(nèi)部溫度。上部和下部結(jié)構(gòu)之間的溫差也會很大，導(dǎo)致裂縫的形成[2]。

3 道路橋梁施工中混凝土裂縫形成的原因

3.1 水泥凝結(jié)或膨脹不正常

水泥材料將是在整個道路橋梁工程建設(shè)環(huán)節(jié)最為重要的材料，其水泥質(zhì)量性能指標(biāo)和其結(jié)構(gòu)性能，也都是直接關(guān)系到今后道路橋梁工程的整體質(zhì)量水平。在實際施工或者進行混凝土水泥的配制及生產(chǎn)使用過程等的實踐中，由于比較容易受到施工現(xiàn)場和施工機械作業(yè)和人員素質(zhì)水平等因素的影響，或者有些施工操作是由于不符合現(xiàn)行國家有關(guān)規(guī)范，水泥的膨脹是由溫度、濕度等外部因素直接引起的，水泥的膨脹不是由機械因素實現(xiàn)的，水泥顆粒與凝結(jié)物的膨脹比難以保證產(chǎn)品滿足現(xiàn)場安全施工和生產(chǎn)管理標(biāo)準(zhǔn)，容易出現(xiàn)人為誘發(fā)產(chǎn)生的裂縫。

3.2 原料中含泥量過多

混凝土本身的材料質(zhì)量優(yōu)劣將會是對工程道路橋梁工程材料施工中的施工整體質(zhì)量有著極其深刻重大的直接影響，如果在混凝土原料等主要原材料選擇中出現(xiàn)水泥料和混合泥土等的含量配比選擇不充分合理，含混泥量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過混凝土工程混凝土施工使用的標(biāo)準(zhǔn)，不僅僅將很低程度上的可能使得工程混凝土工程的綜合質(zhì)量得到降低，如此，也會難以保證整個道路橋梁工程工程混凝土結(jié)構(gòu)施工時的高黏合度和穩(wěn)定性。

4 混凝土裂縫對工程的影響

道路橋梁工程本身對混凝土的耐久性要求極高，同時由于混凝土結(jié)構(gòu)的用途又較多，包括剛剛建成起來的各類橋梁、道路等，混凝土裂縫都會大幅地降低了這一類建筑工程的強度。尤其是對于混凝土結(jié)構(gòu)建筑物來說，裂縫問題往往對建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)帶來的負(fù)面影響更大。

在混凝土建筑物的日常使用中，混凝土結(jié)構(gòu)往往作為系統(tǒng)最基本的承力墻和結(jié)構(gòu)圍擋的系統(tǒng)，當(dāng)局部混凝土表面出現(xiàn)小裂縫時，由于混凝土結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的完整度明顯下降，在大量水柱的持續(xù)浸泡下，混凝土表面將會出現(xiàn)逐漸老化、脫落，空氣中的水則更容易滲入混凝土結(jié)構(gòu)體系中，導(dǎo)致整個道路橋梁工程的強度大幅下降，一些重大工程建設(shè)項目甚至也會出現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)局部整體大垮塌問題。另外，對于混凝土結(jié)構(gòu)建筑來說，當(dāng)整個混凝土結(jié)構(gòu)表面的含水量持續(xù)上升時，結(jié)構(gòu)材料中的薄壁鋼筋便會逐漸在高水分的持續(xù)侵蝕環(huán)境下降低強度，進一步就影響混凝土整體的正常運行。

當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)局部出現(xiàn)個別微小的裂縫時，混凝土結(jié)構(gòu)吸水性能力有明顯增強，降低并削弱了整個建筑混凝土結(jié)構(gòu)的抗震強度。同時對于其他混凝土建筑體系來說，產(chǎn)生的大面積裂縫又必然會造成或者進一步降低混凝土結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的使用壽命，這些綜合因素，必然會進一步或者大幅降低混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命以及使用質(zhì)量，甚至是在一些自然災(zāi)害情況下，會出現(xiàn)坍塌的現(xiàn)象，造成人員的傷亡以及社會財產(chǎn)的損失。

5 防治道路橋梁工程中混凝土裂縫的相關(guān)策略

5.1 處理混凝土結(jié)構(gòu)性裂縫

由于混凝土結(jié)構(gòu)性裂縫是指在經(jīng)受較高強度的外力荷載作用下，受壓斷裂產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)裂縫，對此，可以采取以下策略：加固道路橋梁的地基，提高道路橋梁周圍工程的質(zhì)量。無論施工過程是什么，地基永遠(yuǎn)是最重要的一層。那么在施工過程中加固道路橋梁地基時，應(yīng)該逐漸，一步步，連續(xù)平整的進行，并將施工地周邊的范圍區(qū)域清掃干凈，以防地基內(nèi)出現(xiàn)雜質(zhì)或塌陷等情況，這種情況一旦發(fā)生，就會造成地基不穩(wěn)，產(chǎn)生受力不均，從而導(dǎo)致混凝土面板出現(xiàn)裂縫。道路橋梁的周圍對周邊的施工質(zhì)量一定要十分嚴(yán)格，加強對地基工程的控制處理，必須嚴(yán)格按照政府相關(guān)設(shè)計單位提供的相關(guān)規(guī)范進行處理，并且一定要徹底把基坑周圍的泥土清理干凈，以防有雜質(zhì)。

混凝土的質(zhì)量也需要嚴(yán)格控制。這是為了防止道路橋梁結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，在進行道路橋梁工程混凝土的填充工作時，必須嚴(yán)格依照相關(guān)工作要求進行施工；在進行填充工作時，必須有計劃，有配合，且連續(xù)不斷地進行填充工作，以防中間突發(fā)事故；還要注意填充工作時的順序，要從下到上開始鋪墊。以上工作都是為了加強道路橋梁工程的整體密實度，可以提高橋梁的穩(wěn)固性。

5.2 處理混凝土面板非結(jié)構(gòu)性裂縫

混凝土的非結(jié)構(gòu)性裂縫，主要是由于混凝土的原因，所以必須嚴(yán)格把控混凝土的質(zhì)量。①優(yōu)化混凝土的質(zhì)量，提高混凝土的強度，提高混凝土的抗壓能力。在混凝土產(chǎn)品的制作加工過程中，加入一些低水化熱和增強型的水泥，可以有效、快速地提高混凝土自身的抗裂變形能力；其次，在混凝土配料的生產(chǎn)過程中，應(yīng)選擇高質(zhì)量的配料進行混凝土的配置，可以選擇在混凝土配制的過程中，加入少量石灰泥等，這樣，一方面可以大大提高混凝土的抗壓性能，同時還可以大大降低混凝土的配制成本。作為施工單位，一定要切實做好混凝土的準(zhǔn)備工作，實時觀察施工現(xiàn)場的情況。在混凝土的配置過程中，還應(yīng)對施工現(xiàn)場的環(huán)境情況進行充分的分析，對當(dāng)?shù)氐慕邓?、空氣濕度以及溫度等進行嚴(yán)格的檢測，制定相關(guān)的對策，降低外界因素對混凝土造成的影響。②補償收縮技術(shù)，混凝土的使用初期會出現(xiàn)裂縫，前面說到是由于氣溫，大風(fēng)、材料自身溫度控制等原因，因此，在明確混凝土裂縫的出現(xiàn)原因后，施工人員可以事先讓混凝土達到一個擴大化的程度，這樣混凝土在收縮的時候，收縮范圍也會擴大，就可以有效地減少混凝土的干裂情況的出現(xiàn)。

5.3 混凝土道路橋梁裂縫處理修復(fù)技術(shù)

5.3.1 混凝土的一般裂縫修復(fù)處理方法。在現(xiàn)場的實際施工過程中，結(jié)合現(xiàn)場出現(xiàn)的具體裂縫程度，應(yīng)采用一些不同的技術(shù)處理方式，工作檢查人員一般在檢查完裂縫后，如果只是一種表面性的小裂縫，則此時只需要進行一次表面的封閉處理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)屬于貫穿性裂縫時，除了進行一次表面的密封處理措施方式外，需要進行灌漿工作， 對混凝土結(jié)構(gòu)中的裂縫進行修補，從而保證混凝土的質(zhì)量。

5.3.2 橋梁下脫空修復(fù)處理措施。需要定期對道路橋梁下部進行一些全面嚴(yán)密的檢查，特別是對于下面一些相對較為復(fù)雜的并且較容易引起錯動裂縫的部位，為了能降低道路橋梁在運行后出現(xiàn)某些結(jié)構(gòu)性上的裂縫，需要盡快對橋梁下的脫空部位采取一些灌漿措施。一般方法是先用水泥粉煤灰作為穩(wěn)定的漿液，對橋梁下的脫空部位進行灌漿處理，降低面板下的空隙，提高面板的承載能力。需要注意的是，在進行灌漿工作時，要注意灌漿的速度，避免因速度過快或過慢帶來不良的后果。

5.4 加強道路橋梁混凝土建設(shè)施工中現(xiàn)場質(zhì)量控制管理

在道路橋梁基礎(chǔ)施工過程中，加強對混凝土的施工質(zhì)量控制和檢查，可以快速、有效、安全地防止道路橋梁基礎(chǔ)的開裂。在日常施工和檢驗過程中，首先要對檢驗人員進行定期培訓(xùn)，樹立質(zhì)量檢驗員的工作責(zé)任意識，并將質(zhì)量檢驗員的具體檢驗職責(zé)劃分到每個現(xiàn)場檢驗員，從而加強對路基質(zhì)量問題的檢驗，要確保路面的承載力和厚度可以滿足的要求的道路橋梁設(shè)計和施工條件，此外，橋面應(yīng)盡量具有一定要求的水泥硬度，以提高道路橋梁的結(jié)構(gòu)承載力，避免過早發(fā)生道路橋梁的沉降開裂現(xiàn)象，在需要對道路橋梁裂縫進行密封層時，要盡量防止反射裂縫斷板現(xiàn)象發(fā)生。

5.5 堅持科學(xué)合理施工要求為主導(dǎo)原則

在施工作業(yè)單位組織進行道路的規(guī)劃、設(shè)計、審查工作時，必須要盡可能全面、綜合考察和仔細(xì)考量各路基工程建設(shè)階段的具體情況以及其施工道路地理特點條件狀況，確保道路橋梁工程在正式投入使用后，在正常的使用年限內(nèi)，降低混凝土裂縫發(fā)生的概率。針對道路橋梁的整體施工規(guī)劃以及施工進度，必須嚴(yán)格掌握和適當(dāng)控制混凝土在配置過程中的各種化學(xué)材料添加，確?；炷恋恼w抗性。最后還需要按公路需要情況適當(dāng)?shù)倪x擇混凝土，使用抗松弛斷裂的性能較強的材料，也有利于提升道路橋梁工程的質(zhì)量[3]。

6 結(jié)束語

對于道路橋梁工程而言，混凝土體系中核心部分就是要控制裂縫。在許多具體工程項目實際生產(chǎn)建設(shè)技術(shù)操作與流程實施中，這些關(guān)鍵問題往往得不到一定的解決，所以就更有必要從采購建筑材料、施工、技術(shù)檢查、驗收檢測等施工技術(shù)方面入手，認(rèn)真做好施工各項安全控制的檢測準(zhǔn)備工作，不斷加強相關(guān)工作人員的操作技術(shù)性，提高對混凝土材料的重視程度，對混合材料的配比要加強重視程度，盡量減少裂縫出現(xiàn)的頻率，從而保證整個道路橋梁工程項目實施的整體質(zhì)量。