道路橋梁建設(shè)中混凝土裂縫控制措施

唐華

（貴州省余慶縣交通運(yùn)輸局， 貴州 遵義 564499）

橋梁在人們交通活動中起到不可替代的作用，關(guān)系到民生發(fā)展以及國家的繁榮發(fā)展。 橋梁在我國有著悠久的發(fā)展史， 近年來， 隨著我國經(jīng)濟(jì)水平不斷提升， 汽車已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪械闹匾焦ぞ撸?車輛的激增， 加重了橋梁的承載負(fù)荷， 更是給城市交通帶來了前所未有的壓力。 橋梁建設(shè)與城市道路建設(shè)有所不同， 其遠(yuǎn)離地面處于架空狀態(tài)，混凝土裂縫問題是現(xiàn)代化道路橋梁建設(shè)中難以避免的問題， 加快了橋梁的老化速度， 縮短了橋梁的使用周期。 在我國綜合國力日益狀態(tài)下， 加強(qiáng)道路橋梁建設(shè)刻不容緩， 而控制混凝土裂縫， 成為道路橋梁建設(shè)中的重點(diǎn)內(nèi)容。

1 道路橋梁混凝土裂縫的類型及形成因素

1.1 超載因素形成的裂縫

汽車是重要的運(yùn)輸工具， 但車輛超載是許多營運(yùn)車輛普遍存在的問題。 對于道路橋梁而言， 每天都有不計(jì)其數(shù)的車輛來來往往， 車輛的超載無形中增大了橋梁的荷載壓力。 長此以往， 橋梁的穩(wěn)定性便會減弱， 其安全系數(shù)也隨之降低， 為車輛的通行埋下了安全隱患。 還有一個(gè)問題不容忽視， 即道路橋梁長期性的荷載過大， 容易使混凝土結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)裂縫， 給道路橋梁的后期使用造成了很大影響[1]。

1.2 溫度因素形成的裂縫

溫度把控不到位， 是引起混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫的重要因素。 在道路橋梁施工階段， 施工單位未能按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對施工環(huán)境進(jìn)行合理把控， 更沒有采用相應(yīng)的控制措施對混凝土內(nèi)部的溫度進(jìn)行有效管控。 舉個(gè)簡單例子， 夏天天氣比較炎熱， 地表溫度比較高， 且晝夜溫差比較大。 在這種環(huán)境下進(jìn)行混凝土施工， 會使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)承受比較大的溫差，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部發(fā)生很大變化， 從而產(chǎn)生混凝土裂縫； 冬天天氣比較寒冷， 環(huán)境溫度比較低， 如果地表存在積水現(xiàn)象， 且沒有進(jìn)行正確處理。 那么這些水就會滲透到混凝土中并結(jié)成冰， 要知道， 冰的密度比較小， 會對混凝土內(nèi)部造成一定程度的破壞， 導(dǎo)致混凝土發(fā)生裂縫。 另外， 混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度低于規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)， 再加上外部溫度低， 也會產(chǎn)生裂縫。

1.3 施工工藝缺乏規(guī)范形成的裂縫

通過對道路橋梁建設(shè)中出現(xiàn)混凝土裂縫問題的成因進(jìn)行深度分析與研究， 可以發(fā)現(xiàn)， 施工工藝缺乏規(guī)范性， 是導(dǎo)致混凝土發(fā)生裂縫的直接誘因， 收縮裂縫便是典型代表。 這種類型的裂縫受外界環(huán)境因素的影響比較小， 與材料質(zhì)量不過關(guān)、 材料配比不科學(xué)有很大關(guān)系。 低熱水泥具有較強(qiáng)的收縮性能，收縮時(shí)間比較長， 在施工工藝不規(guī)范的誘因下， 很容易生成許多收縮裂縫。 當(dāng)收縮裂縫一旦形成， 在陰雨時(shí)節(jié)里， 雨水會沿著裂縫滲透到混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部， 導(dǎo)致收縮裂縫問題加重， 致使道路橋梁的安全性能大大降低。 另外， 施工質(zhì)量不合格或施工流程不規(guī)范， 對混凝土裂縫的產(chǎn)生有著間接性影響。 在道路橋梁施工階段， 由于監(jiān)管力度的缺失， 容易在運(yùn)輸、 澆筑等環(huán)節(jié)中出現(xiàn)施工工藝不規(guī)范的問題，從而引發(fā)混凝土裂縫。

1.4 材料質(zhì)量不過關(guān)引發(fā)裂縫

混凝土施工應(yīng)用到的原材料比較多， 包括碎石、砂、 水泥、 外加劑等， 這些原材料的本身質(zhì)量對混凝土的性能和質(zhì)量有著直接影響。 也就是說， 如果這些原材料本身的質(zhì)量不符合相關(guān)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)， 混凝土施工結(jié)束后很容易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。 不過， 這類混凝土裂縫是可以從根源上避免的。 不僅如此， 混凝土作為一種混合型材料， 其原材料的配合比是否科學(xué)規(guī)范， 直接關(guān)系到裂縫的發(fā)生率。 在混凝土攪拌過程中， 如果原材料配合比不正確， 或者攪拌時(shí)間過長（過短）， 都有可能引起裂縫。 當(dāng)水泥與水摻和時(shí)， 會產(chǎn)生水化熱現(xiàn)象， 從而釋放出大量熱量，如果這些熱量得不到有效釋放的話， 會導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度不均勻， 為裂縫的發(fā)生創(chuàng)造了先決條件。 另外， 道路橋梁投入使用之后， 混凝土結(jié)構(gòu)會長期完全性地暴露在自然環(huán)境中， 經(jīng)過長時(shí)間的暴曬雨淋， 會對混凝土結(jié)構(gòu)的密封性造成破壞， 導(dǎo)致其抗侵蝕性能大大減弱， 使混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的鋼筋出現(xiàn)銹蝕。 鋼筋發(fā)生銹蝕之后， 其體積較正常狀態(tài)明顯增大， 從而加快了混凝土裂縫的發(fā)生。 銹蝕情況嚴(yán)重的話， 還會導(dǎo)致鋼筋斷裂及混凝土保護(hù)層脫落。 一般來說， 構(gòu)成混凝土的各類物質(zhì)（如水泥、活性硅等） 與水交織在一起， 會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)， 形成硫酸類化學(xué)物質(zhì)。 在水的作用下， 這種物質(zhì)可生成鋁酸鈣， 當(dāng)它與水泥接觸后會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)， 導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)的體積變大， 其內(nèi)部拉力也會隨之增加， 從而引發(fā)混凝土裂縫[2]。

2 道路橋梁建設(shè)中混凝土裂縫的控制策略

2.1 規(guī)范施工工藝， 明確施工范圍

在道路橋梁施工階段， 施工工藝是否科學(xué)合理，直接決定了混凝土最終的施工效果， 因此， 十分有必要對現(xiàn)場施工工藝進(jìn)行嚴(yán)格控制， 確保各項(xiàng)施工工藝的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)性。 混凝土分層澆筑是混凝土施工工藝中的重要環(huán)節(jié)之一， 在這一施工環(huán)節(jié)中，施工人員應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和規(guī)范流程進(jìn)行施工操作， 確?；炷翝仓木鶆蛐?， 進(jìn)一步提高混凝土結(jié)構(gòu)的密實(shí)度， 最大程度規(guī)避混凝土裂縫問題。首先， 明確施工范圍， 可以確?；炷潦┕べ|(zhì)量符合國家規(guī)定和設(shè)計(jì)要求， 避免混凝土結(jié)構(gòu)后期出現(xiàn)裂縫問題。 明確人員崗位職責(zé)， 確保責(zé)任落實(shí)到具體個(gè)人， 以提高施工人員的安全意識和防范意識。根據(jù)具體施工質(zhì)量要求， 對現(xiàn)有施工流程加以優(yōu)化和完善， 尤其是混凝土的制作、 澆筑、 運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)，為施工人員的施工操作提供規(guī)范指導(dǎo)， 進(jìn)一步優(yōu)化混凝土施工質(zhì)量與品質(zhì)； 其次， 對所使用的施工原材料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把控， 在對混凝土材料進(jìn)行攪拌時(shí)， 除了要保證均勻攪拌之外， 還要對攪拌時(shí)間和攪拌深度進(jìn)行科學(xué)管控。 一般來說， 攪拌時(shí)間通常為3min 左右， 具體時(shí)間應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況而定， 確保沒有氣泡為止。 值得注意的是， 攪拌過程中， 需要對各種原材料的比例進(jìn)行精準(zhǔn)控制； 最后， 對混凝土的硬化過程和沉實(shí)過程進(jìn)行準(zhǔn)確管控， 避免沉實(shí)過早或過晚。

2.2 對原材料質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)

首先， 對水泥質(zhì)量的把控。 水泥在混凝土結(jié)構(gòu)中占據(jù)著非常大的比重， 使用的水泥必須符合施工文件的要求。 在材料采購環(huán)節(jié)， 施工單位要從正規(guī)廠家購買， 切不可為了縮減施工成本而購買質(zhì)量不過關(guān)的水泥。 優(yōu)質(zhì)的水泥不僅可以提高施工速率，保證施工進(jìn)度， 而且還能降低能源消耗。 如低熱水泥可以有效減少混凝土升溫現(xiàn)象； 其次， 對骨料質(zhì)量的把控。 對于細(xì)骨料的選擇， 應(yīng)從中砂中選取，不論是骨料的細(xì)度， 還是骨料的模數(shù)， 都非常符合混凝土施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)， 能夠保證混凝土的使用性能和應(yīng)用效果[3]。 值得注意的是， 為了保證細(xì)骨料的自身質(zhì)量， 需要對骨料中的砂、 石含量進(jìn)行嚴(yán)格管控， 且不允許骨料中存在過多雜質(zhì)； 再次， 對外加劑的控制。 添加外加劑的目的在于可以進(jìn)一步提高混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。 如， 在夏季施工時(shí)， 可以根據(jù)實(shí)際情況， 合理使用緩凝劑， 可以延長混凝土凝固時(shí)間； 在冬季施工時(shí)， 合理運(yùn)用防裂劑， 可以提高混凝土的抗裂性， 與速凝劑聯(lián)合使用， 可以加快混凝土的凝結(jié)硬化。 在選擇外加劑時(shí)， 一定要結(jié)合混凝土的強(qiáng)度和耐久性， 選擇與之相匹配的摻合料；最后， 對配合比的控制。 混凝土的配合比對混凝土施工質(zhì)量有著決定性影響， 是防止混凝土裂縫發(fā)生的關(guān)鍵要素。 為了保證原材料配合比的科學(xué)性及合理性， 應(yīng)根據(jù)建筑材料含水量的實(shí)際情況， 對配合比進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算， 并開展多次試驗(yàn)加以明確。 當(dāng)然，影響材料配合比的因素不止這些， 還要對施工現(xiàn)場的地質(zhì)特征及氣候特點(diǎn)進(jìn)行綜合考慮， 進(jìn)一步優(yōu)化混凝土配合比， 使其充分滿足實(shí)際施工需求。

2.3 加強(qiáng)施工質(zhì)量管理

科學(xué)可行的設(shè)計(jì)方案， 是保證混凝土施工高質(zhì)量開展的前提基礎(chǔ)。 在設(shè)計(jì)階段， 設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)對多種影響因素進(jìn)行綜合考慮， 明確最佳的結(jié)構(gòu)形式。同時(shí)， 還要結(jié)合混凝土耐久性要求以及相關(guān)規(guī)定，合理增加保護(hù)層厚度， 以提高混凝土抗侵蝕能力。在配筋方面， 盡量選用小直徑、 小間距的形式， 必要情況下， 可適當(dāng)增配構(gòu)造鋼筋， 以提高混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能， 延緩鋼筋結(jié)構(gòu)的腐蝕， 提高混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命[4]。 禁止將超靜定結(jié)構(gòu)使用在軟土地基上， 在進(jìn)行現(xiàn)場混凝土澆筑時(shí)， 先不要著急操作， 而是要對模板進(jìn)行仔細(xì)檢查， 確定模板的安全性及穩(wěn)定性均符合施工要求后方可進(jìn)行澆筑。 在澆筑過程中， 嚴(yán)禁隨意更改混凝土配比， 并保證坍落度流動性均滿足使用要求。 混凝土施工結(jié)束， 并不意味著施工的結(jié)束， 后期的混凝土養(yǎng)護(hù)工作尤為重要， 養(yǎng)護(hù)效果對道路橋梁的穩(wěn)定性有著直接影響。然而， 許多施工單位經(jīng)常忽略這一環(huán)節(jié)， 認(rèn)為只要把控好前期混凝土施工質(zhì)量即可， 后期養(yǎng)護(hù)工作可有可無， 不會對道路橋梁的使用造成任何影響。 殊不知， 這種觀念是錯(cuò)誤的， 是不可取的。 據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)， 道路橋梁在使用過程中之所以出現(xiàn)損壞，或發(fā)生裂縫， 與后期養(yǎng)護(hù)工作不到位有著很大關(guān)系，影響了道路橋梁的安全性， 縮短了道路橋梁的使用壽命。 因此， 后期的混凝土養(yǎng)護(hù)工作是一項(xiàng)不可忽略的內(nèi)容， 施工單位要深刻認(rèn)識到養(yǎng)護(hù)工作的重要性和必要性， 加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作的落實(shí)。 在養(yǎng)護(hù)過程中，要定期對道路橋梁進(jìn)行澆水， 同時(shí)還要定期對其進(jìn)行檢修， 及時(shí)修補(bǔ)道路橋梁出現(xiàn)的裂縫問題及其他質(zhì)量問題， 確保道路橋梁的強(qiáng)度和承載力符合實(shí)際使用標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 對施工溫度進(jìn)行合理控制

對施工溫度控制的目的在于通過縮短溫度差降低裂縫的發(fā)生率。 控制施工溫度可以從以下幾點(diǎn)入手[5]： 1） 利用水對碎石溫度進(jìn)行冷卻處理， 再進(jìn)行混凝土拌和施工， 以達(dá)到降低澆筑混凝土溫度的目的。 在高溫季節(jié)里進(jìn)行混凝土施工， 需要根據(jù)實(shí)際情況， 合理控制澆筑厚度， 促使混凝土加快散熱。同時(shí)還要做好降溫措施， 避免混凝土遭受陽光暴曬。值得注意的是， 混凝土澆筑作業(yè)最好避開極端天氣，以春秋季節(jié)進(jìn)行混凝土澆筑施工最為合宜； 2） 在混凝土中埋設(shè)冷水管， 并保證管內(nèi)冷水的有效循環(huán)，可以達(dá)到降低混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度的目的。 這種降溫方式通常應(yīng)用于大規(guī)?；炷潦┕ぶ?； 3） 在進(jìn)行骨料配置時(shí)， 應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況及具體施工要求， 合理加入添加劑， 通過降低混合料中水泥使用量， 可以減少混合料出現(xiàn)發(fā)熱的現(xiàn)象； 4） 在進(jìn)行拆模時(shí)，針對低溫時(shí)段， 為了避免因內(nèi)外溫差過大而發(fā)生混凝土裂縫問題， 應(yīng)采取相應(yīng)的保溫措施。 當(dāng)氣溫較低時(shí)， 也需要采用相應(yīng)的保溫措施， 避免建筑物長期處于低溫環(huán)境中， 以提高建筑物的抗裂性能， 延長道路橋梁的使用壽命。

2.5 對荷載進(jìn)行合理控制

在設(shè)計(jì)階段， 設(shè)計(jì)人員應(yīng)親臨施工現(xiàn)場， 對施工現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)地考察， 以便更加全面地了解橋梁施工整體布局， 在此基礎(chǔ)上， 對橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的規(guī)劃與設(shè)計(jì)。 具體來說， 在進(jìn)行道路橋梁荷載設(shè)計(jì)時(shí)， 設(shè)計(jì)人員需要對實(shí)際施工位置的變化因素進(jìn)行綜合考量， 并對其荷載力進(jìn)行細(xì)致分析和反復(fù)核對， 以保證設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性及可行性，一方面可以保證建筑施工順利開展， 另一方面能夠進(jìn)一步優(yōu)化道路橋梁的整體荷載能力， 確保各個(gè)環(huán)節(jié)都可以達(dá)到荷載的標(biāo)準(zhǔn)。 在對混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與規(guī)劃時(shí)， 需要對具體問題進(jìn)行深入分析與研究，對所有真實(shí)存在或潛在的影響因素進(jìn)行充分考慮，從而對混凝土的荷載系數(shù)進(jìn)行精確計(jì)算。 為了保證計(jì)算結(jié)果的可靠性， 可以利用建模方式， 對混凝土結(jié)構(gòu)的最大荷載系數(shù)加以明確， 從而對其荷載系數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)控制， 在此基礎(chǔ)上， 科學(xué)制定施工計(jì)劃，確?；炷潦┕じ咝?、 有序地推進(jìn)。 針對施工階段所使用的機(jī)械設(shè)備， 同樣納入設(shè)計(jì)范圍中， 因?yàn)橹匦蜋C(jī)械設(shè)備有可能對混凝土造成過量荷載， 導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫， 故而應(yīng)合理選擇機(jī)械設(shè)備[6]。另外， 道路橋梁投入使用之后， 需要結(jié)合實(shí)際交通情況， 采取相應(yīng)的控制措施， 如限重等， 以達(dá)到降低橋梁結(jié)構(gòu)荷載的目的， 最大限度地減少混凝土裂縫問題的發(fā)生， 保證道路橋梁使用的安全性及穩(wěn)定性。

3 結(jié)語

綜上所述， 自改革開放以來， 我國道路橋梁建設(shè)事業(yè)得以迅速發(fā)展， 橋梁作為重要的運(yùn)輸介質(zhì)，不僅關(guān)系到車輛出行的安全， 還關(guān)系到地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展， 故而十分有必要保證道路橋梁的施工質(zhì)量，確保其投入使用的安全性及可靠性。 混凝土裂縫問題是道路橋梁建設(shè)中的重難點(diǎn)， 不僅對道路橋梁結(jié)構(gòu)的承載力及安全性有著很大影響， 而且還影響了橋梁的使用周期。 因此， 在道路橋梁施工階段， 施工單位要加強(qiáng)落實(shí)全過程施工管理， 對每一施工細(xì)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格管控。 同時(shí)， 針對混凝土裂縫的成因進(jìn)行全面分析， 并制定與之相符的控制措施， 全面保證混凝土整體施工質(zhì)量， 最大限度地減少裂縫的發(fā)生， 以提高混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性和使用周期。