公路橋梁施工中混凝土裂縫成因及控制措施

王永泰

（武威公路事業(yè)發(fā)展中心涼州公路段，甘肅武威733000）

0 引言

公路橋梁施工技術(shù)和質(zhì)量管理在不斷進步，其中，混凝土由于具備高強度、穩(wěn)定性好的特點，且價格低廉、材料豐富，依然是土建工程最重要的施工材料之一，公路橋梁建設(shè)也將混凝土作為主要的施工材料。公路橋梁是加快地區(qū)聯(lián)系的紐帶，是促進經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，公路橋梁的建設(shè)為人們的日常出行提供了便利，如果工程質(zhì)量不達標，將會威脅人們的安全，如常見的施工混凝土裂縫問題正是制約工程質(zhì)量提升的問題之一。為了促進公路橋梁綜合效果的提升，需要重視施工中的混凝土裂縫問題，分析其成因并針對性地解決，保障公路橋梁的使用安全。

1 公路橋梁施工中混凝土裂縫的危害與種類

1.1 收縮裂縫

澆筑階段隨著水泥的硬化與散熱，會導(dǎo)致水泥的壓縮應(yīng)力增大，當其峰值超過水泥的最高抗拉強度時，會引起水泥產(chǎn)生不同程度的結(jié)構(gòu)收縮，造成裂縫問題。

1.2 溫差裂縫

在橋梁工程施工期間，由于水泥會發(fā)生水化，其產(chǎn)生的水化熱釋放會導(dǎo)致混凝土的內(nèi)外溫差增加。混凝土的表層可以迅速散熱，可是里面的空氣散熱速率較慢，會使得里面的熱能無法迅速地排除，因此很大的溫度會使得混凝土的表層形成拉應(yīng)力，同時里面也會形成壓應(yīng)力，而當應(yīng)力達到一定抗壓強度時，混凝土裂縫問題會隨之出現(xiàn)，影響工程的質(zhì)量。

1.3 安定性裂縫

水泥作為混凝土結(jié)構(gòu)澆筑的主體材料之一，如果混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性不達標，就會使混凝土產(chǎn)生不同的龜裂，也稱作安定性裂縫。此問題常出現(xiàn)在混凝土的表面，裂縫寬度多為0.05～0.5mm。在混凝土的新舊結(jié)合處較為常見，嚴重的情況下會形成“斷板”問題，影響外觀的同時，也影響質(zhì)量安全。

1.4 荷載過大引起的裂縫

荷載壓力裂縫通常在橋梁常規(guī)靜、動荷載和次內(nèi)部應(yīng)力下出現(xiàn)。所謂動荷載即橋梁結(jié)構(gòu)受到風(fēng)力和車輛荷載的影響，產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)應(yīng)力的循環(huán)變化。因為橋梁的施工需要分段進行，不同的施工程序之間的鏈接不是非常的均勻和連續(xù)，因此會產(chǎn)生許多微小的差異，經(jīng)過不斷地進行循環(huán)荷載，在擴大缺陷的影響下，最終影響橋梁質(zhì)量安全，表現(xiàn)為宏觀裂紋，當這些問題沒有進行良好的控制時，材料的性能也會逐漸降低，出現(xiàn)如脆性斷裂的問題，橋梁的安全無法保證[1]。

1.5 原材料質(zhì)量導(dǎo)致的裂縫

混凝土由于其價格低廉、負載能力強，因此廣泛應(yīng)用于建筑工程。混凝土的構(gòu)成成分主要包括水泥、水、粗細集料、外加劑等，隨著市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，建筑市場的混凝土材料的種類也在不斷發(fā)生變化，價格和質(zhì)量也存在著差異。在選購材料的過程中，如果沒有按照工程質(zhì)量標準進行，是導(dǎo)致混凝土裂縫問題的原因之一。例如，水泥的安定性沒有達到工程要求，在澆筑的過程中，將會出現(xiàn)裂縫；如果選擇的水泥含堿量較高，則在運輸?shù)倪^程中，會出現(xiàn)堿骨料反應(yīng)；如果粗集料中含有大量的針片狀顆粒，為了保證混凝土的施工結(jié)構(gòu)強度，會增加水泥的使用比例，這時，混凝土的裂縫問題也會隨之出現(xiàn)[2]。

1.6 施工技術(shù)問題造成的裂縫

施工設(shè)計不合理，施工人員素質(zhì)和技能水平、工作態(tài)度、責(zé)任心等不達標，缺乏責(zé)任感和質(zhì)量觀念，施工不規(guī)范，施工程序不合理等原因造成裂縫。例如，忽視混凝土養(yǎng)護或振搗不當，可能出現(xiàn)荷載裂縫；較長的運輸或攪拌時間會導(dǎo)致大量水分蒸發(fā)，使混凝土的坍落度降低，從而出現(xiàn)裂縫問題。

2 公路橋梁施工中混凝土裂縫的應(yīng)對措施

2.1 混凝土施工前的材料技術(shù)控制

混凝土施工技術(shù)的選擇和操作是保證工程質(zhì)量、結(jié)構(gòu)安全的重要環(huán)節(jié)。在施工過程中，要嚴格按照施工規(guī)范進行操作。施工前，對進場的施工材料進行嚴格的檢查，如在檢查混凝土強度、水泥的種類等級時，可采用抽樣法，盡量不選擇早強高的水泥。如果施工環(huán)境允許，多使用普通水泥、火山灰水泥等收縮性較低的水泥。在配置混凝土?xí)r，如材料中砂石顆粒太小、級配不好、孔隙率過大，就會加速混凝土質(zhì)量和水量的增加。由于水泥的硬度變化，提高水泥的壓縮能力，假如砂石中存在大量的水泥，則會大大降低水泥的抗凍性能，防滲效果也會明顯下降。為了提升橋梁施工結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需要加大對工程施工的技術(shù)管理力度，施工之前，對施工環(huán)境進行詳細的勘察，細化施工過程，做好施工材料的選擇，確保工程質(zhì)量，確保橋梁結(jié)構(gòu)安全，減少混凝土裂縫問題出現(xiàn)的可能性[3]。

在施工期間如果出現(xiàn)了裂縫問題，要及時進行處理，防止問題的進一步擴散，增加施工成本和施工周期。對于表面裂縫較小的問題，可以采用表面修補法處理；如果出現(xiàn)了嚴重的裂縫問題，則必須加入水泥進行縫隙填補，一旦有鋼筋外露，必須涂抹一層防腐材料，保護鋼筋不致遭受侵害，使鋼筋材料的穩(wěn)定性得到增強。一旦發(fā)生了大范圍的水泥裂縫，必須置換裂縫部分的水泥，首先對其原水泥構(gòu)件進行全面的處理，再重新配制達標的混凝土進行澆筑，確保工程質(zhì)量。

2.2 橋梁荷載裂縫的控制

在公路橋梁施工過程中，應(yīng)對工程實際施工條件進行分析和計算，了解各個結(jié)構(gòu)的荷載要求，經(jīng)計算合格后，再進行施工，減少結(jié)構(gòu)荷載不滿足工程需求的情況。為促進混凝土強度的提升，保障混凝土結(jié)構(gòu)安全，需對配筋率進行合理設(shè)計。在施工期間，對施工工序進行嚴格的管理，從根源上扼殺安全隱患，以更好地滿足交通運行的需要。此外，需要注意在荷載預(yù)算時，將施工機械設(shè)備需要的荷載計入其中，這樣有助于減少施工過程中出現(xiàn)的混凝土裂縫問題。

2.3 混凝土澆筑施工質(zhì)量的控制措施

施工質(zhì)量管理主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

2.3.1 澆筑時，振搗棒需要快插慢拔，并針對混凝土不同的沉降狀況對澆筑時機做出準確的把握，以防澆筑過量或滲漏。如果每點時間太短，會造成水泥的硬度不夠，而如果每點時間過久，就會出現(xiàn)材料的分層，粗骨材沉底，細骨材浮在水面上，這種不均勻的情況會導(dǎo)致混凝土的強度不足，上層更易出現(xiàn)裂縫。建議采用二次振搗和二次抹面的方法，去除混凝土泌水、氣泡等問題。

2.3.2 水泥的早期養(yǎng)護，有助于保證水泥裂縫不能在早期形成，收縮過程尤為重要。混凝土施工后及時蓋上保護罩布，并靜養(yǎng)4 小時后通風(fēng)養(yǎng)護。養(yǎng)護時間主要是進行控制結(jié)構(gòu)的濕潤養(yǎng)護，一般養(yǎng)護時間在14～28 天之間。在道路橋梁建設(shè)中，要根據(jù)整個混凝土施工過程的標準，嚴格規(guī)范鋼筋混凝土構(gòu)造比例的關(guān)系，結(jié)合混凝土裂縫的具體原因進行管理措施的實施。通過對工程全過程的管理和控制，實現(xiàn)了混凝土施工的高強度、耐久性好、適應(yīng)性強等特點。施工人員必須嚴格按照設(shè)計方案完成施工，最大限度地保證路橋工程的施工質(zhì)量。對保證結(jié)構(gòu)混凝土澆筑質(zhì)量有更全面的認識，使施工人員了解混凝土澆筑過程的要點和施工方法。在具體的施工過程中，建設(shè)方案、建設(shè)技術(shù)得到全面落實，確保工程質(zhì)量安全[4]。

2.4 混凝土養(yǎng)護質(zhì)量的控制措施

在高溫情況下，鋼模板安裝好后，經(jīng)過烈日的暴曬，會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)收縮裂縫，因此施工期間需對鋼模板進行噴水降溫。盡可能減少混凝土的內(nèi)外部溫差，使混凝土表面溫度的梯度變化減小。降溫后，混凝土表層沒有出現(xiàn)粘模的狀況，水泥表層細膩，保證觀賞性。在完成混凝土表面澆筑后，混凝土的水化熱反應(yīng)會導(dǎo)致鋼模板的溫度升高，需要進行降溫處理，如使用草袋包裹，特別是橋墩梁柱的養(yǎng)護，可以利用塑料薄膜包裹，確保混凝土的表面濕潤，以保證養(yǎng)護質(zhì)量。混凝土施工養(yǎng)護環(huán)節(jié)非常關(guān)鍵，直接影響整體施工質(zhì)量，需要加以重視。

3 結(jié)語

綜上所述，作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要原料之一，混凝土施工如果出現(xiàn)問題，將會影響整體工程質(zhì)量，增加人力、物力、財力。混凝土裂縫問題是常見的公路橋梁施工質(zhì)量問題，多年來一直困擾著工程領(lǐng)域。為了有效提升公路橋梁混凝土施工的質(zhì)量，減少接縫問題，需要對施工裂縫問題的成因進行詳細的分析，嚴格控制混凝土的原料。在施工之前，必須合理地設(shè)計載荷，施工期間應(yīng)始終注意溫度變化，將混凝土的凝結(jié)時間進行嚴格的管理，加強對施工過程的管理，保證工程質(zhì)量安全，促進道路交通工程的發(fā)展，為國家經(jīng)濟建設(shè)做好基礎(chǔ)運輸工作。