道路橋梁施工中混凝土裂縫成因及策略

苗永強

（山東東方路橋建設有限公司，山東臨沂 276000)

0 引言

混凝土材料目前仍然是道路橋梁大型工程項目的重要施工材料，工程技術人員針對混凝土材料如果無法給予必要的前期處理操作，會導致產生結構性以及非結構性的道路橋梁裂縫。道路橋梁的結構在產生裂縫的過程中，未經必要處理的裂縫將會逐步蔓延，直至威脅到整個道路橋梁的正常使用。由此能夠判斷得出，道路橋梁的工程具體負責人員務必重視混凝土的裂縫缺損狀況，并且要善于運用因地制宜的施工工藝方法進行整改。

1 道路橋梁施工中的混凝土裂縫常見種類

1.1 結構性的混凝土裂縫

對于道路橋梁的結構而言，結構性的混凝土裂縫的基本特征是外界的荷載作用力直接造成了材料裂縫形成。混凝土裂縫是否表現為寬度與長度較大的特征，決定于外界荷載的強度。并且，混凝土的裂縫分布區域也取決于荷載作用力的強度。結構性的混凝土裂縫占據較大的比例，因此屬于主要性的工程裂縫種類。

例如，豎向性的混凝土裂縫較多存在于跨中部位的簡支梁截面周邊區域，位于下端邊緣部位的簡支梁混凝土結構經常會產生豎向裂縫。上述工程裂縫的明顯特征就是均勻分布、間隔距離較小以及延伸寬度較小。但是在特殊的情況下，存在較大寬度的豎向的混凝土裂縫也會導致截面部位缺少必要的荷載強度，進而引發了橋梁塌陷等后果。拉應力將會直接作用于工程截面的附近區域部位，但是傾斜性的混凝土裂縫具有相對較低的發生概率。混凝土裂縫還應當包含錨固區以及墩柱部位裂縫，受到過大的局部性應力拉伸影響就會造成混凝土的破碎現象。

1.2 非結構性的混凝土裂縫

與結構性的混凝土裂縫缺陷相比，非結構性的混凝土裂縫通常包括混凝土本身的外觀性狀改變，因此可以將其視為變形裂縫。在多數的情況下，工程材料的體積結構收縮、外界溫度或者濕度的條件因素改變都可能會誘發此類裂縫。除此以外，澆筑混凝土的具體施工方法、道路橋梁的運行使用環境、工程養護條件等多種要素會誘發非結構性的混凝土材料裂縫。

例如，對于鋼筋銹蝕誘發的混凝土裂縫缺陷事故，遭受腐蝕破壞的道路橋梁鋼筋支撐體系很可能會快速膨脹，易于吸收潮濕氣體。混凝土材料由于受到潮濕的外界氣流侵入滲透破壞，因此保護層會快速膨脹直至破裂。自然環境的溫度條件如果發生明顯的改變，達到了極限抗拉強度指標的混凝土也會表現為拉應力過高的狀態。混凝土由于無法承受較大強度的結構內部拉應力，造成了材料裂縫或者缺損等現象（見圖1）。

圖1 道路橋梁混凝土裂縫

2 道路橋梁施工中的混凝土裂縫形成根源

2.1 環境溫度改變

混凝土屬于膨脹性與收縮性比較顯著的工程材料類型，因此在自然氣候以及外界溫度產生顯著改變的狀態下，混凝土會表現為收縮或者體積膨脹等傾向。自然氣候溫度如果在較短的時間里產生了急劇的改變波動，則會引發收縮后的材料表層開裂。情況嚴重時，寬度較大的混凝土裂縫還可能造成道路橋梁的表層結構發生滲漏，威脅道路橋梁的結構完整性。工程技術人員對自然環境條件沒有保持密切的關注，忽視運用專門的技術儀器測試混凝土所在的空間溫度條件。

混凝土不僅比較易于受到外界溫度影響，同時還會受到濕度條件改變造成的不利影響。存在過大空氣濕度的工程所在區域自然環境條件將會腐蝕道路橋梁鋼筋，導致鋼筋支撐體系明顯存在失穩的狀況。鋼筋結構一旦遭受到腐蝕與破壞，那么施工人員需要立即對其進行除銹處理，在必要時還需進行鋼筋支撐體系的整體更換。溫度裂縫具有普遍覆蓋的明顯特征，此種類型的材料裂縫亟待道路橋梁的管理人員重視。

2.2 人為施工操作

某些道路橋梁的施工人員對于配制工程混凝土沒有進行嚴格準確的審查控制，造成了混凝土的不當材料配比后果。施工人員在振搗混凝土或者澆筑混凝土時，沒有認真遵守最基本的混凝土施工步驟順序，進而產生了混凝土的表層麻面與蜂窩現象[1]。未經防水保護的橋梁與道路混凝土表面將會快速受到自然降雨的腐蝕破壞，并且逐漸引發混凝土的深部裂縫以及結構失穩事故。施工人員如果沒有較好的業務素養，不利于施工過程的正確實施。

施工人員在養護道路橋梁的混凝土結構時，應當嚴格限定最佳養護時間，否則會造成拆除模板以后的混凝土失去支撐性，進而產生結構失穩的嚴重不良后果。此外，施工人員沒有準確掌握預埋管道的直徑，導致混凝土頻繁產生劇烈的收縮。混凝土的熱脹冷縮性質較為明顯，施工人員如果無法做到準確控制材料的組成配比，那么缺少減水劑或者骨料的混凝土結構也會增加裂縫發生的概率[2]。

2.3 不均勻的地基沉降

某些道路橋梁的工程結構建立在軟弱土層的特殊地基土體之上，地基沉降事故發生的概率就會相對較高。失去穩定性的道路橋梁基礎結構會直接誘發混凝土裂縫，并且施工人員在查找與處理此類工程裂縫時將會面臨較大的難度。由此可見，受軟土層或者濕陷性土壤結構影響的路橋地基沉降也關系到混凝土的材料裂縫缺陷，上述狀況必須要引起工程技術人員重視。

目前現有的多數道路橋梁結構都具有覆蓋面積龐大的特征，工程施工單位將會面臨較長的項目施工期限。在此種情況下，橋梁地基所在部位的土壤含水率以及硬度性能指標都會不斷改變，最終造成裂縫發生概率的明顯增加。橋梁路基如果產生了程度較為明顯的沉降，那么路基不均勻沉降就會增加混凝土遭受破壞的可能性。由此可見，準確監測實時性的橋梁地基沉降幅度具有非常關鍵的工程實踐意義。

3 道路橋梁施工中的混凝土裂縫解決策略要點

3.1 及時修補現有的工程結構裂縫

混凝土的工程結構裂縫如果未能及時查找與修補，混凝土的結構表面以及結構深部原有的裂縫覆蓋區域將會顯著擴大，直至產生道路橋梁的整體失穩或者滲漏后果。由此可見，及時修補道路橋梁目前現存的工程裂縫有益于杜絕裂縫損失，維護道路橋梁的結構完整[3]。具體在現階段的工程實踐中，工程技術人員針對混凝土裂縫應當借助專門的防水材料或者砂漿材料進行適當的修補處理，確保將防水性能優良的砂漿均勻分布在結構裂縫的區域部位。

對于結構裂縫實施表面填充的施工處理、修補裂縫表層部位、灌入裂縫部位的水泥漿液等都屬于常用修補手段，施工人員務必全面掌握以上多種類型的裂縫處理工藝方法。具體來講，施工人員對于寬度與深度較大的混凝土裂縫需要運用填充方式來進行彌補，保證做到完整填充裂縫。在目前的情況下，工程技術人員可以重點考慮選擇水泥漿或者環氧樹脂等填充材料，有效防止鋼筋銹蝕損壞。施工技術人員應當將鋼筋防腐層均勻布置在鋼筋的結構表面，以此來預防暴露在外部環境中的鋼筋過快產生腐蝕生銹的狀況，定期檢測鋼筋的堅固程度（見圖2）。

圖2 施工人員正在進行裂縫修補操作

3.2 嚴格把控混凝土的質量

從根本上來講，混凝土質量直接關系裂縫故障的產生概率。但是，現階段仍然存在較多的施工單位人員沒有做到全面嚴格審核混凝土的各項指標。只有工程采購人員針對混凝土的各項配比數據展開了專業化的審查管理，才能預防混凝土裂縫。道路橋梁工程的相關負責人員在運送混凝土、配制混凝土以及攪拌混凝土時，都要摻入最佳比例的減水劑以及其他外加劑。同時，工程技術人員針對砂石骨料的摻入比例也要進行合理的限定，做到全面有效降低材料裂縫的風險概率。

含水率指標屬于核心性的工程技術指標，混凝土如果包含了過多的水，那么就非常容易產生外觀的改變。在混凝土中摻入抗裂砂漿或者骨料，可以防止混凝土的形狀改變。道路橋梁項目的施工負責人員需要保證全面測試混凝土的含水率以及其他各項關鍵性能指標，切實防止混凝土發生大規模的裂縫[4]。

例如，在混凝土項目施工過程中，技術人員針對大體積混凝土如果沒有進行妥善的保養監測，那么大體積混凝土就會表現為水化熱的過度散發。大體積混凝土本身具備龐大的體積規模以及厚實的材料外觀結構，需要實施現澆操作的施工工藝流程。環境氣溫的頻繁波動、水泥散發水化熱、材料劇烈收縮等關鍵因素都會引發大體積混凝土開裂，項目施工人員必須全面審查混凝土是否存在較為顯著的外觀開裂缺陷。目前用于處理大體積混凝土的關鍵技術要點是合理預防收縮開裂以及工程材料泌水，結合因地制宜的施工技術思路來避免大體積混凝土常見缺陷。按照目前現有的工程施工監管基本規范準則，大體積混凝土的界定標準在于外觀尺寸超出1m 的混凝土材料。大體積混凝土存在相對集中的水化熱釋放狀態，由此造成了材料內部溫度快速升高的趨勢。大體積混凝土的明顯特征體現在水化熱造成較為強烈的材料內部收縮，凝膠材料以及其他組成材料將會引發有害的工程基礎設施結構裂縫。存在較大的外部與內部溫度差異的大體積混凝土很有可能表現為材料溫度裂縫，嚴重阻礙工程混凝土的安全使用效益的提升。

3.3 規范道路橋梁的施工操作過程

道路橋梁施工的過程必須得到嚴格的監督，運用全方位的道路橋梁質量管控技術手段來促進道路橋梁施工的綜合效益提升。近些年以來，某些道路橋梁的施工負責人員由于受到工期緊迫以及其他因素影響，忽視了檢測混凝土的潛在質量缺陷。道路橋梁的施工人員應當具備更好的綜合業務素質，善于使用專業化的混凝土檢測儀器。在養護以及澆筑混凝土時，施工技術人員要準確把控施工步驟的時間與頻率，及早查找混凝土的質量缺陷。

混凝土的工程表面需要保證最佳的濕潤程度，禁止施工人員過多噴灑水分，但是也不能長期不進行灑水潤濕的處理。在外界氣候較為干燥的情況下，應當適度增加原有的灑水養護頻率，避免溫度裂縫的形成。信息化的工程監測儀器設備目前已經被推廣用于混凝土工程，工程檢測技術人員應當使用專業的儀器，完整采集混凝土裂縫的相關數據信息。

工程技術人員務必全面做好針對混凝土的前期安全保存以及采購監管工作，以便于道路橋梁混凝土能夠表現為預期的良好施工處理效果。道路橋梁的工程混凝土材料只有得到了合理與科學的選取，才能切實防范道路橋梁的混凝土產生程度較為明顯的泌水或者裂縫缺陷。在工程材料的市場范圍內，工程采購人員務必全面核對混凝土的材料合格證明，保證道路橋梁混凝土已經達到了優良的施工安全性能指標。道路橋梁工程采購人員能否對混凝土展開嚴格的采購審核，關系到混凝土的材料使用性能。施工操作技術人員對混凝土應當進行妥善的保存以及運輸，防止由于運輸環節的過度顛簸造成混凝土結構缺損。

4 結語

經過分析可見，混凝土裂縫在道路橋梁的結構缺陷中占據較高比例。形成混凝土裂縫的常見原因包括人為的錯誤操作、外部環境的溫度條件改變、道路橋梁的地基沉降等。為了實現必要的整改，道路橋梁的施工負責人員務必嚴格審核材料品質，切實規范澆筑混凝土、養護混凝土以及振搗配制混凝土等關鍵性的施工步驟，確保道路橋梁施工的順利開展。