道路橋梁施工中混凝土裂縫的成因和應對措施

王超

（廊坊市交通公路工程有限公司二公司，河北廊坊 065000）

0 引言

由于混凝土自身的特性，非常適合作為建筑材料，故被廣泛應用在道路橋梁的施工中。從目前的情況來看，混凝土使用后因施工中的各種因素容易產生裂縫，使道路橋梁的工程質量無法達到預期效果。除此之外，混凝土出現裂縫后，建筑內部的鋼筋會因為缺乏外部材料的保護出現裸露而被氧化生銹，承重力和強度均會下降，易發生安全事故。所以，要分析道路橋梁裂縫的類型，研究混凝土裂縫產生的原因，找到相應的解決措施，真正做到提高道路橋梁施工質量。

1 道路橋梁裂縫的類型

道路橋梁的施工材料主要是鋼筋混凝土，裂縫主要有以下幾種類型。

1.1 承載力裂縫

因科學技術的發展，現如今的橋梁跨度越來越大，造型越來越美觀，不僅方便交通，而且美化了環境，天塹變通途。但是結構設計得再合理，材料再堅固，橋梁的承載力也是有極限的。由于目前道路上通行車輛非常多，并且有很多車輛的載量也在不斷的加大，這就意味著道路橋梁比以前需要承受更大的荷載，所以在建造道路橋梁時，關注橋梁實際荷載力究竟能達到多少。從荷載受力的角度，承受荷載的主體分為：水平直接受力的構件——板和梁（水平構件通常是承受力最大的構件）；豎向受力構件，即常見的墻體，豎向構件一般存在橋梁中，還有其他一些輔助的受力構件[1]。當超過承載力的車輛通過道路橋梁時，道路橋梁承受著較大的水平壓力，道路橋梁的主體是由鋼筋與混凝土組成，鋼筋的金屬特性具有柔韌性，而相對比較剛性的混凝土會早于鋼筋達到極限狀態，受壓后易造成破裂，形成受彎性裂縫。在實際生活中，各種不同的受力方式綜合作用下，混凝土因自身的結構相對來說比較弱，或受壓區本身存在缺陷，產生的裂縫是各種各樣、形態不一的。

1.2 道路橋梁混凝土的收縮

混凝土材料是一個多種材料混合而成的混合體，在混凝土固化過程中既有化學反應也有物理反應。其結果表現形式為從內到外混凝土體積逐漸縮小，游離水不斷的從混凝土中溢出，混凝土的表層不斷收縮，進而產生裂縫。這種收縮是混凝土材料的自身特性，是一個自然固化的過程，與外界條件無關，是幾種固化過程綜合表現的結果[2]。

1.3 道路橋梁混凝土溫差裂縫

因溫度引起的溫差裂縫，通常分成表面溫度差裂縫和貫穿性溫度差裂縫。這兩種裂縫的產生原理均是因混凝土的化學特性隨著溫度的變化而隨之變化，但是對道路橋梁的結構體來說，它的整體的溫度、內外的溫度是有差別的，于是產生溫差裂縫。

1.3.1 表面溫度差裂縫

在澆筑施工中，為了節省時間，一般是一次性大量澆筑的，澆筑好后，水泥開始緩慢的硬化過程，結構體表面溫度隨著外界溫度不停的發生變化，內部由于密封的影響，水泥在硬化過程中放熱是無法釋放的，它的溫度變化規律是緩慢升高，升到最高后再緩慢的下降。表面與內部的溫度差，不斷的發生變化，混凝土內部會產生不同大小、不同方向的拉應力。這種裂縫較多產生在混凝土結構體淺表的范圍內，裂縫通常不大，但是影響美觀和內部結構，可以修補，被稱為表面溫度差裂縫[3]。

1.3.2 貫穿性的裂縫

這種裂縫是比較深的，有時是貫穿整個結構體。裂縫產生的原因是大量的混凝土澆筑在堅固的地基或是原有混凝土墊層上，在結構體放熱發生膨脹時，沒有采取放松約束的措施，這種裂縫造成的后果比較嚴重，修補起來不容易，耗時費力，應在施工前選好地基。

1.4 道路橋梁沉降裂縫

在實際生活中路面有部分區域出現沉降式塌陷，造成該現象的主要原因是道路橋梁承載的壓力過大，超出了道路橋梁的承載力極限，路面便出現了較大的裂縫，看起來觸目驚心。道路橋梁出現沉降裂縫還因為道路橋梁橫跨的地區非常廣闊，每個地區的自然條件，地基的土質均不相同，即使承受的是同一壓力，隨著時間的推移，路面表現出來的問題也是不一樣的，路面的脆弱部分形成了彎曲裂縫形式或剪切裂縫形式[4]。無論是哪一種裂縫，對道路橋梁的正常通行都是十分不利的。

2 道路橋梁裂縫的成因

從施工材料、溫度、荷載以及施工工藝四個方面，對上述幾種裂縫問題進行討論、分析。

2.1 材料角度

作為施工環節重要的施工材料，混凝土材料的質量與道路橋梁的質量有著密切的關系。除了在原材料采購環節把好質量關外，還要重視混凝土材料的配比工作以及混凝土的拌和工作。

2.1.1 混凝土施工材料的質量

混凝土主要組成成分為水泥、骨料以及摻和料等，在采購環節要注意把控物料的質量，盡量選擇有資質的供應商，一旦原材料的質量不過關，后面的工作即使做得再好，也難以避免出現裂縫問題。在實際施工過程中，應加強材料質量的把控，每一批材料都要留存相關采購單據，以便發生問題時能夠有效追溯，及時替換不合格的材料，最終保障道路橋梁的施工質量。

2.1.2 混凝土施工材料的配比

有了好的原材料，接下來就是進入較為重要的一個環節，即各種混凝土施工材料進行科學的配比。在實際的配比工作中，要嚴格按照配料表的比例進行配料，可先取小部分材料進行試驗，達到預期結果再大范圍應用。

在添加骨料時，要注意保證骨料的質量，骨料的質量好壞對道路橋梁的承載力有著非常重要的影響。如果骨料質量達不到要求，可能會造成安全事故。在混凝土攪拌過程中，水的使用也是比較重要的一環，比如混凝土內部出現的比較常見的塑性裂縫，往往就與水的使用不當有關系。

2.1.3 攪拌的工作

所謂“工欲善其事必先利其器”，有了好的原材料、配比好了混凝土的施工材料，接下來的工作就是混凝土組成材料進行攪拌，性能較高的攪拌機能起到事半功倍的效果。高質量的攪拌機能夠使混凝土組成材料得到充分的攪拌，攪拌均勻的混凝土能提升混凝土混合料質量，降低道路橋梁混凝土結構出現裂縫問題的風險[5]。

2.2 荷載造成的裂縫

在道路橋梁使用過程中，往往會因長期承受較大荷載而出現裂縫病害。道路橋梁從建成到使用，往往延續很長時間，涉及多個方面、多個環節，每個環節出現問題均可能影響道路橋梁的質量，使混凝土結構體出現裂縫。

細心的公路維護人員如果發現道路部分區域出現起皮或者有豎向的斷裂縫，這往往是內部結構被破壞的前期表現，需要及時進行檢查、維修。荷載裂縫通常出現在受壓區、受拉區等振動嚴重的部位，因受力方式不同，裂縫也呈現出不同的表現，有經驗的施工人員可以根據裂縫出現的部位、形狀找出裂縫產生的原因，針對性的采取相應的措施。

2.3 溫度造成的裂縫

通常使混凝土發生變化的溫度原因主要有以下幾個方面。

2.3.1 水熱化

在進行道路橋梁澆筑時，混凝土厚度比較厚，超過一定的數值時，混凝土內部因為水汽蒸發溫度升高，產生的熱量在內部較深處無法及時散發出去，與外界溫度形成比較大的差異，這種溫差就會使道路橋梁發生裂縫。

2.3.2 蒸汽養護

由于冬季環境和溫度的影響不利于施工的展開，冬季施工工程比較容易產生質量問題，可能存在部分問題未在當季暴露直至冬季過后才會顯現的情況，一旦問題較為嚴重可能需要返工處理，給工程進度造成很大影響，所以在冬季開展施工時，道路維護人員會對修建完成的道路橋梁進行蒸汽養護。蒸汽養護有比較成熟的操作方法和步驟，養護期間要有專人監測溫度，在溫度較高時，避免突然停止養護，這樣寒冷的空氣會使混凝土溫度快速下降，巨大的溫度差會使道路橋梁產生裂縫[6]。

2.4 施工工藝質量引起的裂縫

由施工工藝質量引起的裂縫是不容忽視的，施工管理人員要在第一時間發現問題，分析問題產生的原因，進而制定出詳細的解決方案，解決方案中要注意細節的處理。比較典型的產生裂縫原因有以下三點：

一是混凝土振搗不充分，導致混凝土層不均勻，不緊密；

二是混凝土攪拌、運輸過程中時間過長，導致水分蒸發過多，使混凝土水分不足，形成裂縫；

三是混凝土分層、分段澆筑時，接頭的部位新舊混凝土之間黏結的質量不好，后期沒有得到有效的修護，從而引起裂縫。

3 解決道路橋梁施工中混凝土裂縫的主要措施

3.1 嚴格監測道路橋梁混凝土的施工并做好裂縫修復

在實際道路橋梁的施工過程中，需要有專業的監理人員對道路橋梁的施工進行監測。如工程量比較浩大，無法對每一段道路橋梁做到全部監測，可以進行抽樣檢測。確保相關指標達到國家要求的標準。對出現偏差的數據，必須查找原因，及時采取相應的解決措施，不可視而不見或存在僥幸心理。如果已產生裂縫問題，有關的維護人員一定要詳細分析數據，查找產生裂縫的真正原因后，要準確的采用有效的措施進行修補，避免裂縫問題再次出現，進而避免人民群眾的生命財產受到威脅[7]。

3.2 施工前做好道路橋梁布局及載荷設計

在工程施工前期，要保證施工工人全面熟知道路橋梁布局；如果存在新入職人員，需經過相關培訓或是有技術的師傅幫帶，施工過程中根據施工人員的工作表現再進行相應的調整。與此同時，施工工人還需要對工程中鋼筋的使用情況做到了解，確保道路橋梁的實際荷載力符合工程的標準。

3.3 混凝土材料高標準控制

在實際的道路橋梁施工過程中，要嚴格把控混凝土材料的制作過程。要將理論與施工地區的具體情況相結合。與此同時，在進行混凝土攪拌時，水的比例也要給予控制，要進行充分的攪拌與必要的沉實，這一系列的措施，可以使裂縫出現的可能性減小，進而防止出現裂縫。

3.4 時刻關注溫度變化，及時采取相應措施

在混凝土的制作中需要進行充分的攪拌，作業前對攪拌筒進行潤滑處理，減少攪拌過程中材料之間的摩擦以防止產生較多熱量。

為降低溫度，可以采用一邊攪拌一邊加水的做法，水的溫度可以隨著環境溫度進行適當的調整，如外界溫度過低，攪拌起來比較費勁的時候，可以考慮加入溫度高一些的水。實踐證明，充分的攪拌能夠有效減少裂縫出現[8]。

3.5 嚴格控制施工工藝

為保證混凝土施工質量，施工中需要嚴格把控施工過程中各個重要環節，減少因各種原因產生的裂縫，既要重視混凝土材料的采購，原料比例的配置以及混凝土材料的攪拌和沉實，還要重視混凝土結構施工技術應用。

隨著科技的發展，更多先進的施工工藝逐漸應用在道路橋梁的建設中。先進的技術、高標準的工程質量是企業的核心競爭力。企業要及時組織技術人員學習先進的施工工藝，引進先進的施工設備，注重安全生產，打造企業的自身品牌，增強企業競爭力。

4 結語

綜上所述，在我國國民經濟發展和人們的日常生活中，道路橋梁發揮著重要的作用，“要致富，先修路”，說明道路橋梁擔負著振興一方經濟發展的重大責任。近年來，道路橋梁的施工問題受到更多的關注，在這些質量問題中，最突出、最直觀的莫過于道路橋梁的裂縫問題。混凝土的裂縫不僅影響道路橋梁的美觀，還會影響其使用壽命，嚴重時還會造成安全事故。做好混凝土裂縫的控制和預防工作，要從混凝土施工的各個環節入手，加強管理和監督，共同做好混凝土裂縫的防治工作。