道路橋梁施工中混凝土裂縫原因和解決方案

馬軍

在道路橋梁工程施工中，控制混凝土裂縫十分重要，基于此本文對道路橋梁施工中混凝土裂縫原因進行探索，并對混凝土裂縫進行分類，在此基礎上結合工程實際案例，針對性提出了控制混凝土路面各種裂縫的具體解決方案。

一、道路橋梁施工中混凝土裂縫的危害

我國的經濟發展離不開項目工程建設，但在施工裂縫防治方面仍然存在著諸多問題。在道路橋梁施工的過程中，產生混凝土裂縫會損壞主體結構，根據調查顯示，37.8%的坍塌都是由裂縫而造成的，如部分裂縫產生在結構表面，在滲透作用下，裂縫會逐漸往內部發展，從而埋下安全隱患，威脅群眾的生命及財產安全，現已成為施工建設的首要問題。同時，裂縫的出現會增加施工成本，如在維修期間會造成交通擁堵，導致工期延誤，難以為道路橋梁的暢通性作為基礎保障，從而影響人們的日常出行。裂縫問題必須重點關注，相關部門必須對此問題加強監管力度，施工單位及企業則必須積極找尋裂縫產生的原因，針對性采取合理的解決方案，從而提高工程建設的整體質量。

二、道路橋梁施工中混凝土裂縫的分類

在道路橋梁施工中，混凝土裂縫十分常見，根據其形成的特點，可以大致分為溫度裂縫、結構裂縫以及收縮裂縫，具體如下。

（1）溫度裂縫。溫度是混凝土內部環境出現較大裂縫的主要原因，裂縫主要為橫向，基本接近于平行，具體如圖1 所示。溫度裂縫基本出現在斷面比較薄弱的地方，且由于混凝土具有熱脹冷縮的流體動力學特性，使混凝土強度達不到設計要求。溫度裂縫一般都是有規則的，但也會隨著整個混凝土結構溫度的變化而發生變化，如發現應及時進行處理。

（2）結構裂縫。結構裂縫主要是由于鋼筋混凝土單層橋梁主體結構在自身應力下變化，就方向而言，由于不同位置處的受力存在差異，可能是橫向，也有可能是縱向，基本由于混凝土抗性不足而出現在薄弱的地方。同時，結構裂縫在區域內也有可能出現橫縱向穿插的情況，裂縫穿過混凝土斷面，如圖2 所示，該裂縫如在施工中出現，且可能引起路面局部塌陷變形，為道路的后續使用埋下安全隱患。

圖1 溫度裂縫

圖2 結構裂縫

（3）收縮裂縫。表層收縮裂縫產生于混凝土道路表面，道路塑性混凝土收縮問題的出現都會直接造成形變，其中縮水塑性混凝土收縮的問題也十分常見，方向基本不固定，且縫的深度較淺，長短不一，形狀可以為線狀或者是點狀，當前常將表層收縮裂縫稱之為“龜裂”。收縮裂縫在道路以及橋梁中較為常見，一般出現在混凝土初凝與終凝之間，集中在施工混凝土完成后的4h～5h。

三、道路橋梁施工中混凝土裂縫的形成原因

在道路橋梁工程施工建設過程中，有多種形成裂縫的原因，而且也有多種形成裂縫的橋梁結構。一般來說，有兩種比較常見的施工裂縫：結構性裂縫和非結構性裂縫。

（1）形成結構性裂縫的原因。結構性裂縫主要是指荷載作用產生的裂縫，常見出現的原因為最初設計階段未進行實地監測，工作人員施工過程中未能嚴格按照設計圖紙來進行操作，使用的非預應力箱梁預應力符合規定，也未能根據當前地理環境進行加固處理，導致荷載作用過大而產生裂縫。同時，施工人員在實際的施工過程中，相關數據的計算不符合要求，漸漸失去原有的保護道路橋梁的作用，且由于存在過多的混凝土結構或載量，導致混凝土結構出現荷載超標的問題。

（2）形成非結構性裂縫的原因。①收縮縮裂縫的形成原因。混凝土道路橋梁工程施工過程中的收縮裂縫較為常見，其作用會導致混凝土結構出現比較明顯的體積變化，如表層蒸發速度會比較快，而深層水分損失則相對較慢，其體積會漸漸縮小，如表面添加過多的荷載，混凝土結構就會出現裂縫。同時，在混凝土初步凝結的過程中是沒有很大強度的，如在室外溫度0℃以下，表面的水分就會迅速凝固，出現結冰現象，隨之便會出現體積膨脹的現象，進而引發凍脹裂縫。②溫度裂縫的形成原因。混凝土道路橋梁工程施工過程中，材料受溫度影響較大，比如在溫度較高的情況下，內部和外部會形成一個溫度差，混凝土結構會出現變形，導致裂縫的出現，且急劇的變冷或者急劇的變熱也會出現裂縫。同時，在承受抗拉力的情況下就很容易出現裂縫，如養護的方法使用不當，也會由于溫差問題而導致結構內部受到蒸汽影響，外部空氣進入結構內部，出現冷熱不均的問題，出現結構表面裂縫。

四、道路橋梁施工中混凝土裂縫的解決方案

某高速公路為雙向四車道，路段總長度為19.1km，總寬度限定為22.5m，單車道寬度為2.5m，該工程在施工中出現了裂縫問題。因此，在進行工程材料的購買與組合搭配時，相關設計人員更加側重于裂縫控制，從而延長路面壽命，增強耐久性以及結構穩定性。下面以該工程為例，淺談道路橋梁施工中混凝土裂縫的解決方案。

（1）處理箱梁存在的裂縫。該工程箱梁裂縫位置在底板、翼板和腹板上，寬度在1mm 以上，底板、翼板裂縫寬度在0.7mm 左右，隨著時間的推移裂縫略有增長。因此，為減少荷載進一步傳遞，工程在實際建設采用增設鋼板、加厚腹板寬度、增設體外預應力構件的方法，在經過加固處理后，達到提高承載力的作用，裂縫基本沒有進一步擴展，治理前后對比如表1 所示。

（2）結構裂縫的方案處理。該工程在實際施工過程中，首先測算基土的含水量，保證碾壓的平整度，在采用換土法分層前，清理坑穴內的硬物、淤泥、腐土。其次，該工程為了保證回填土的密實度，將管溝、地溝的上平標高定在道路墊層以下，生石灰在使用前7 d 用水分解、分透，然后過篩，要求石灰粒徑＜5 mm，保證墊層所用的材料質量合格。最后，該工程的拌和要求徹底均勻，避免出現花白現象，并要求虛鋪厚度＜25 cm，滿足工程的設計要求，以此避免產生結構裂縫。

（3）裂縫防治材料選擇。該工程在施工前結合施工設計方案及當前建設環境特點，合理選擇了材料，并以混凝土產生開裂的原因為基礎，對配比和原料進行了細致優化，防止混凝土中含有腐蝕性物質和有機物質。同時，該工程在實際建設過程中細化了配比設計，使混凝土骨料中不含雜料，并對水、水泥、砂、礦粉、粉煤灰、石、減水劑的用量嚴格控制，以此避免公路橋梁施工中出現裂縫，配比設計詳見表2。

表1 治理前后對比

表2 該公路橋梁工程混凝土配合比

與此同時，該工程在混凝土配比中加入了減水劑、膨脹劑和防水劑，以此降低混凝土的內部含水量，以合理配比進行預防裂縫工作，且在配比結束后會對混凝土進行實驗，待配比混凝土的各項數據符合工程建設需求后投入使用，這樣的做法使混凝土放熱得到了有效控制，使工程建設質量進一步提高。

（4）化學方法的合理應用。裂縫較小時，荷載加大則不會增加裂縫，此類裂縫造成的影響較小。在該工程建設中，要求混凝土構件的計算裂縫寬度≤0.2mm，并對裂縫注漿，充分封閉開口，以0.15mm 為界封閉裂縫。對于＞0.15mm 的裂縫，采用膠狀低壓環氧樹脂＜0.15mm 的裂縫，采用泥狀環氧樹脂。同時，該工程也選用了碳纖維粘貼處理裂縫，在粘貼3h 后進行檢查、處理，通過涂刷浸漬膠來達到保護效果。

五、結語

在道路橋梁工程施工中，控制混凝土裂縫十分重要，因此在當前的道路橋梁施工混凝土裂縫處理過程中，必須首先制定一套科學、合理的解決方案，根據具體的情況探索出有效的措施來解決，將各類的管理工作落到實處，以此對混凝土結構裂縫問題進行有效的控制。