鐵路工程施工中混凝土裂縫的成因及改進建議

張海粟

（中鐵上海工程局集團有限公司 第一機械化施工分公司，吉林 長春 130000）

混凝土原料是一種費用成本較低、取料較為便利、抗壓強度較強以及施工簡單方便的一種原料，其經常被應用于各個建筑工程之中，尤其是鐵路工程施工。但由于該原料本身的缺陷，例如容易裂開、抗拉性能低等特點，很容易在后期的施工中出現各種各樣的裂縫問題，且對于整個工程的完整性、美觀性、安全性都有著巨大的影響。因此，在進行鐵路工程施工的過程中，一定要選取有效的技術辦法，盡可能減少和降低該種問題的發生概率和裂痕數量，從而更好地保障工程的施工質量。

1 混凝土裂縫

1.1 概述

混凝土原料在建筑工程中屬于重要的工程原料之一，且其強度較高、整體性以及延展性能較強，并且其在耐磨性、耐火性方面也具有較好的優勢，適用于防震抗暴工程[1]。同時其防震和防輻射能力強，適用于防護施工。但是在混凝土變硬的過程中，由于外部環境等因素的變化以及化學反應等因素，其內部就會出現相應的應力。若該應力超出該原料的可承受范圍，那么其骨料就會與水泥粘接層或者水泥表層出現細微的裂痕，且該種裂痕可能會在溫度或者外部壓力等進一步的作用下出現擴張、加寬的現象，隨著時間的不斷推移，這些裂痕也會不斷地連接、貫通，從而形成更大的裂縫，對工程的安全質量有著極大影響。因此，在進行施工的過程中，還需有效地采取各種辦法控制裂痕裂縫，使其結構能夠減少和控制裂痕的數量和寬度，尤其是針對有害的裂縫，盡可能地杜絕該類問題發生，保障質量安全。

1.2 類型分析

在進行鐵路施工的過程中，其裂痕問題發生的主要類型就是溫度型、收縮型、接茬型和荷載型，以下是對這幾種裂痕類型的主要分析。

1.2.1 溫度型裂痕

水泥在水化環節中，一定會產生極多的熱量，從而在該原料的面層以及內部會形成較大的溫度差異，該種差異的產生就會有一定的應力。若是該溫度的應力遠遠高于該原料所能承受的范圍，那么就會出現該種類型的裂痕。且該種裂痕產生的寬窄程度也會因外部環境影響而產生變化，例如溫度較高的環境則會相對較窄。在鐵路隧道建設中，該類裂痕的產生一般與混凝土厚度以及水泥類型數量有相應的關聯。

1.2.2 收縮性裂痕

在混凝土變硬的過程中會不斷地失去和散發自身的水分，從而很容易造成水泥過度凝結干燥收縮而造成的變形問題，再加上模板或者外力等原因產生相應的應力[2]。當該應力的大小遠遠超出其所承受的強度范圍后，就會形成該種裂縫。

1.2.3 接茬型裂痕

在鐵路工程的施工過程中，會因各種各樣的不利因素使混凝土的澆筑施工中斷，比如設備故障、停電維修等。若是中斷的時間比原料初凝的時間還長，等到第二次施工時，其原來表面沒有進行相應的清理，或者沒有進行水泥砂漿的墊層鋪設工作，就直接進行二次澆筑，那么就很容易讓前后澆筑的混凝土出現該種類型的裂痕問題。

1.2.4 荷載型裂痕

在進行鐵路工程施工的過程中，若其模板發生錯位和提前脫落，或者在進行脫模工作中受到較大的外力沖擊等情況發生，都會容易出現該種類型的裂痕。在混凝土澆筑的初期，其強度相對較低，因此很容易受到重擊從而產生變形荷載問題，該類裂痕的發生區域一般都是在隧道施工或者拱涵施工中，且變形的概率也相對較大。

2 混凝土裂縫的成因分析

通常情況下，在鐵路工程施工的過程中，關于該類問題形成的主要原因還是在于原料的質量、施工工藝、設計質量以及施工管理等各方面的影響因素。

2.1 施工原料質量不合格

部分單位為了強化經濟效益，導致對于工程的質量極度忽視，從而對于原料質量的把控工作也十分輕視，選用了質量不達標的施工原料。在進行采購的過程中，原料的質量無法得到保障，在施工前期也沒有對其進行相應的驗收質檢工作，進而不合格的混凝土原料就在該工程施工中使用[3]。這樣一來，形成裂縫的概率也會隨之增加，對工程質量有著十分嚴重的影響。或者，在原料購買回來之后，沒有對其做好相應的保護工作，將部分原料露天堆放，環境因素對原料質量造成了很大的影響，導致原料后期在使用的過程中性能極其不穩定，容易出現裂痕情況。

2.2 施工工藝不規范

在進行混凝土的攪拌施工中，若是相關人員對于原料質量的計算失誤、不重視其配合比或者水泥原料用量超過標準都會造成混凝土含水量過多，造成其性能不穩定，從而產生裂縫。水分過多的混凝土其干縮性能也會增加，因此收縮型裂縫的發生概率會增加。在起初的攪拌施工中，其砂石原料的配比、水量的測定都需要嚴格地按照要求進行控制。在澆筑施工中，一旦由于不可控因素造成施工停止，也會造成裂縫的產生。或者在進行振搗施工時，若漏搗或者不搗，也會造成混凝土氣孔增加，在凝結過程中由于其氣體無法及時有效排除從而產生裂痕，影響混凝土質量，對后期的施工產生較大的安全隱患。

除此之外，施工工藝的不規范在混凝土養護方面也有體現。相關的施工單位為了追求施工進度，在混凝土原料還未凝結到位就進行脫模施工，然后運用強度較低的原料來進行承載，嚴重地破壞了原料中的內部結構。由于混凝土養護施工不規范，其水分的過度蒸發也會造成其收縮的現象發生，導致變形的問題出現，這種問題會讓混凝土無法承受其收縮的速度進而造成混凝土開裂。在完成脫模施工之后，也沒有相關的人員對其進行日常的養護，導致其產生的裂縫問題不斷加劇惡化[4]。

2.3 施工設計不規范

設計施工是整個工程建設的重要環節，也是建設的初始環節，同樣也是造成裂縫裂痕原因的重要影響環節。在進行設計的過程中，相關的設計人員沒有將該原料在后期使用過程中可能會受到的外界因素影響的變化加以考慮，對該原料所能承受的強度、收縮等反應變化的設計考慮不足。當建筑在后期的使用過程中，隨著時間的變化，該原料會由于長時間的過度負荷以及溫度變化等各種影響產生裂縫。此外，混凝土的壓實施工質量較差也會造成混凝土在后期的使用中出現裂痕問題。

2.4 溫度因素影響

由于混凝土內外會存在一定的溫度差異，再加上該原料的本身的因素，該溫度差異會對整個原料的質量產生一定的影響。當施工環境溫度過低時，其表面就會出現收縮狀態，且該收縮的力度超出原料本身的約束力時，就會產生裂縫問題。反之，其就會出現拉力，且該拉力超出原料本身的抗壓性能時，也會出現裂縫問題。

2.5 施工操作影響

由于鐵路工程所涉及的內容相對廣泛，其施工過程也是十分的復雜繁瑣，再加上施工規模面積比較大，施工時間十分長的特點，該工程裂縫問題控制相比較其他工程難度會更大。若是在該工程施工的過程中，部分施工人員的操作不夠標準規范，或者單位缺乏管理意識，質量管控不達標、施工現場的技術管控松散、原料質量不達標以及沒有做好相應的原料把關工作、施工成品保護不到位等，都會造成裂縫的產生[5]。

3 針對混凝土裂縫的優化辦法

3.1 保障混凝土原料質量

要保障混凝土原料的質量，首先就要強化該原料中其他配料的質量。要從購料的供貨商信譽度開始入手，不能一味的只在乎原料的價格。在進行配料的采購過程中，還需要專業人員對其進行檢測驗收，強化原料的前期檢查，避免不合格原料出現在施工場所。在保障原料質量的同時，還需對其進行科學的保護管理，確保溫度和濕度適宜，才能更好地避免混凝土裂痕問題發生。

3.1.1 砂石原料

該原料一般要選擇級配較好的中砂，其粒徑要求是＜0.315mm，且顆粒的含量比例也要在15%左右，整個細度也要控制在2mm范圍內，含泥量要低于3%左右，才能更好地促進混凝土原料進行輸送澆筑施工[6]。

3.1.2 水泥原料

在該工程施工的過程中，要盡可能地控制該配料的使用量，并且選用普通的硅酸鹽。除此之外，整個工程施工的水泥原料必須是統一品牌、批次以及規格，避免出現原料質量參差問題。

3.1.3 碎石原料

在該配料的選擇中，要考慮泵送管道的內徑以及該原料的質量。最好選用級配較高的碎石原料或者卵石原料，且含泥量也要低于1%，其他雜質的含量低于12%，其粒徑大小不可大于40mm，一般都是10-20mm左右。

3.1.4 添加劑

混凝土原料配比的過程中，還需要控制添加劑的使用。只有合理地控制攪拌施工中的水量，降低其熱度的釋放，才能避免溫度裂縫的產生。但是若使用的水量過大，就會造成原料膨脹過度，因此在進行施工過程中還需強化對添加劑用量的使用。

3.2 規范施工工藝

3.2.1 混凝土攪拌施工

除了對原料的配比加以重視，還需要在其使用的過程中及時的校正相關的計量器具，確保原料含水量的合理性。除此之外，還需合理控制混凝土的溫度，結合施工現場的實際環境來控制其適宜的溫度，從而保障澆筑的質量。例如，溫度過高的時候可以設立相應遮陽設備控制溫度，或者用冷水來對其進行降溫控制等。

3.2.2 脫模養護施工

當澆筑施工結束之后，還需要嚴格地按照規定和要求進行脫模，不得過早脫模。在對其進行養護的過程中，可以通過選擇覆蓋等方式，避免混凝土受到外界環境因素的影響。

3.2.3 強化現場監管工作

由于該工程施工人員數量較多，對其的監管工作也十分重要。在該工程的施工過程中，還需加強人員的監管工作，強化人員的責任意識，提高其專業能力以及使其能夠更加重視該工程的施工。在進行施工的過程中，現場的秩序對于工程的質量也有一定的影響，而且對于混凝土裂痕問題也有著一定的聯系[7]。

3.3 強化施工技術管理

鐵路工程的施工技術對工程有著決定性的影響，對混凝土原料的裂縫問題也有著一定的影響，具體施工技術管理如下。

首先，要建立優秀的施工團隊，強化隊伍能力水平，深入加強對該施工技術的了解，從而保證在強化效率的同時，對工作質量也有相應的保障。其次，不要過度重視進度管理工作，尤其是針對大型的施工工程，保證質量才是工程建設的關鍵。最后，強化對施工流程和技術的管理，在進行隊伍的選擇時，要對每一位人員資質進行審核，并確保每一位人員的技術能力達標，建立好相應的審核制度，加強人員對原料的審核，確保混凝土質量以及施工方案的合理可行性。

3.4 加強后期的養護工作

首先，在進行澆筑養護施工中，原料不可直接暴曬或者放置在溫度過高的地方，為了更好地避免收縮型裂痕的產生，還需對其進行相應的覆蓋工作，確保原料的溫度和濕度控制在合理范圍中。其次，完成澆筑施工之后，若是在高溫季節，還需保證該原料的水分不會過度地流失、蒸發，還需對其進行灑水施工。若是在該種情況下，還是發生了混凝土表面開裂的問題，就需要及時進行處理，否則會導致裂痕問題加劇[8]。

4 結語

綜上所述，針對鐵路施工中的混凝土裂痕問題，需要及時地做好解決防護對策，才能避免該類問題發生。裂痕問題不僅對鐵路的美觀性有著極大的影響，對其強度質量也會有著巨大的威脅，會減少工程的使用期限。只有有效的控制施工中的混凝土裂痕問題，才能更好地保障該工程質量。因此，相關的施工單位還需加強重視，只有不斷地創新和強化其施工技術，才能更好地推動建筑行業和交通行業的共同進步。