道路橋梁施工中混凝土裂縫的成因及應對措施分析

曾曉輝

（蘭州建投房地產(chǎn)開發(fā)有限公司，甘肅 蘭州 730000）

1 混凝土裂縫的成因

1.1 混凝土材料未能合理控制質量

混凝土材料為脆性材料，通常包括水泥、骨料和外加劑。不同的道路橋梁工程，對混凝土的質量標準要求雖略有差異，但需要控制在標準范圍內(nèi)，否則很容易出現(xiàn)混凝土裂縫。混凝土并不具備較高的抗拉強度，其極限拉伸值會受混凝土強度的影響，影響因素包含水灰比、骨料大小、含水量、配料材質等。舉例來說，若混凝土的骨料質量未達標，則極易降低混凝土的強度。在攪拌混凝土的環(huán)節(jié)，若未能科學控制含水量，同樣也會破壞混凝土的收縮性，增加后續(xù)施工環(huán)節(jié)產(chǎn)生塑性裂縫的概率。一些單位在混凝土材料入場時，未能檢驗各類摻和料與外加劑的質量，也很容易因化學反應生成混凝土裂縫。

1.2 外部荷載施加作用力

直接應力裂縫和次應力裂縫都屬于荷載裂縫。具體來說，直接應力裂縫的形成，主要是因為設計環(huán)節(jié)未能正確確定模型剛度，導致結構設計不合理。與此同時，對工程施工階段可能出現(xiàn)的鑿槽所帶來的影響，也被設計人員忽略，這同樣會產(chǎn)生較大的荷載沖擊力，促使混凝土裂縫的形成。次應力裂縫同樣和工程設計階段相關，設計人員可能出現(xiàn)漏預算的現(xiàn)象，因而無法滿足荷載預算的要求。除此之外，如果地表出現(xiàn)次應力，或者施工階段在孔洞周圍鉆孔，也極有可能導致該處產(chǎn)生集中應力，形成混凝土裂縫。

具體來說，第一，混凝土的振搗需要持續(xù)振動，在振動相對劇烈處或承受剪應力較強的位置，通常容易出現(xiàn)混凝土裂縫。施工階段可能會因為人為踩踏，增加鋼筋混凝土保護層的承受力，降低構件的高度。此時，構件支撐邊緣也會出現(xiàn)裂縫，裂縫的方向會和受力筋垂直。

第二，施工階段未能合理控制混凝土的水灰比。當振搗混凝土成型后，混凝土泌水可能下沉，也會有較大概率出現(xiàn)裂縫。

第三，混凝土澆筑速度未能得到合理控制。在混凝土澆筑過程中，如果的澆筑速度超過規(guī)定，那么一旦澆筑的混凝土面積較大，就很可能令混凝土趨于沉降和收縮，降低模板的承受力，產(chǎn)生混凝土裂縫。

第四，混凝土振搗階段未能保證振搗的密實性，導致混凝土內(nèi)部出現(xiàn)大量孔洞，一旦遭遇外部應力，就容易產(chǎn)生裂縫。

第五，如果橋梁墩身屬于雙柱結構，且荷載超出平行力，也會有一定概率出現(xiàn)裂縫。

第六，在彎矩的最大截面處，如果施工受力較大，也可能產(chǎn)生垂直類型的裂縫，若不加處理，也可能向軸向方向進一步發(fā)展。

第七，若施工階段未能合理設置主鋼筋和抗剪筋，箍筋緊度過大也會產(chǎn)生混凝土裂縫。

1.3 溫度原因導致裂縫

混凝土在澆筑終凝前，內(nèi)、外溫度的溫差較大，再加上水泥和各類集料都有熱脹冷縮的特性，因此遇到氣溫驟降或混凝土內(nèi)、外溫差過大的情況時，就可能引發(fā)混凝土裂縫。舉例來說，在混凝土凝結期間，水泥中的水分能起到降低熱度的效果，若此時外部溫度升高，混凝土就會受熱膨脹，增加體積，產(chǎn)生由內(nèi)向外的拉應力。若拉應力超過混凝土的抗裂強度，就會產(chǎn)生裂縫，對后續(xù)混凝土承載力造成較大影響。另外，混凝土施工后的養(yǎng)護工作至關重要，養(yǎng)護是降低混凝土內(nèi)、外溫差的重要環(huán)節(jié)，若養(yǎng)護不當，很容易令混凝土內(nèi)部因高溫熱脹冷縮，進而增加混凝土的內(nèi)部孔隙，引發(fā)較大應力，在表面生成裂縫。這種現(xiàn)象在道路橋梁施工中并不鮮見，值得施工單位高度重視。

2 混凝土裂縫對道路橋梁工程的負面影響

2.1 影響最終工程質量

眾所周知，道路橋梁工程最終的作用是通車。若混凝土出現(xiàn)裂縫，就很容易對路基路面質量造成較大影響，使其無法承受較大載荷，對正常通車的安全性構成潛在威脅。從長遠來看，還可能影響工程的使用壽命。

2.2 增加施工經(jīng)濟成本

混凝土裂縫是工程重要的質量病害，一旦出現(xiàn)，必須要返修，才能通過后續(xù)驗收，保障工程的使用安全。為了修補混凝土裂縫，需要施工單位投入人力物力成本，同時還需要監(jiān)理人員進行驗收，這不僅會影響后續(xù)工序的正常進行，而且也可能對其他交叉施工的人員帶來較大影響，影響工程整體的經(jīng)濟效益。

2.3 社會影響相對惡劣

道路橋梁工程的質量是決定該區(qū)域交通水平的重要因素，與民生水平息息相關，若出現(xiàn)混凝土裂縫等質量問題，容易降低人們對整個工程的信任，對工程建設相關單位的社會效益產(chǎn)生較大的負面影響。

3 混凝土表面裂縫的處理思路

3.1 合理修補

混凝土表面的裂縫，極有可能是混凝土外部水分不足導致的。因此，應當重視施工環(huán)節(jié)對混凝土的保護，同時在混凝土施工后，科學覆蓋混凝土，防止受到陽光直射。為避免其施工后開裂，應合理控制混凝土表面的灑水量，保證養(yǎng)護工作的質量。針對已經(jīng)出現(xiàn)的裂縫，可以通過合理的修補方式實現(xiàn)質量的提升。修補材料主要為水泥漿或環(huán)氧膠泥，修補時應盡量均勻，以達到更好的修補效果。針對發(fā)生在混凝土內(nèi)部的開裂現(xiàn)象，可以通過摻入骨料拌和并合理控制比例的方式進行控制，避免水化熱持續(xù)釋放，從而對混凝土的內(nèi)部溫度進行有效控制。

3.2 表面處理

混凝土裂縫問題同樣可以通過表面處理的方法達到修補的目的，通常會將樹脂膠涂抹在混凝土表面的裂縫處。正式施工前，工作人員會通過鋼絲刷對混凝土裂縫表面進行充分刷洗，處理完畢后，在裂縫處涂刷樹脂，保證涂刷均勻性的同時，令混凝土的裂縫內(nèi)均勻充滿油狀樹脂。樹脂風干后，再利用刮板鏟平處理過的位置，避免裂縫造成較大影響。

3.3 填充法

若混凝土裂縫寬度超過0.3mm，則可以通過填充法達到修補目的。首先，通過切割機繼續(xù)加深裂縫深度，切割出“V”字形溝槽，尺寸不低于20mm。其次，應用高壓水槍，對裂縫進行持續(xù)沖洗，避免裂縫中存在雜物。雜物全部清除完畢后，在裂縫處放置灌漿嘴并完成灌漿處理，灌漿時應合理控制灌漿速度。當灌漿高度超過裂縫深度的2/3 時，可通過膠體進行密封。裂縫修補完成后，應對修補的質量進行檢驗，如果質量未通過檢驗，或者發(fā)現(xiàn)修補不完全的現(xiàn)象，應再進行一次填充。

4 道路橋梁工程混凝土裂縫問題的解決對策

4.1 加強對原材料質量的控制

施工原材料是影響混凝土施工質量的重要元素，值得施工單位引起高度重視。依照相關標準，施工單位應合理控制水泥質量，令水泥的強度達到要求。同時，施工中選用的水泥品種，應具備較低的水化熱值，初凝時間應維持在45min 以上。水泥用量同樣應進行科學控制，避免混凝土內(nèi)、外溫差過大，增加裂縫生成的概率。選擇細集料時，其含泥量應低于2%，細度模數(shù)不能超過2.6。粗骨料以碎石為主，在保證碎石質地堅硬的同時，其含泥量應在1%以下，針片狀顆粒含量不應超過總體的5%。

對于進場的施工材料，施工單位應核對材料的廠家、規(guī)格、型號、數(shù)量等，同時驗收廠家提供的材料試驗證明，明確材料質量是否符合工程質量標準。對于質量不符合要求的材料，應退回至廠家，要求更換新的材料。材料在存儲時，應堅持分類存放的原則，避免發(fā)生腐蝕或潮濕的現(xiàn)象。以水泥為例，應準備單獨的庫房，且?guī)旆康孛娌荒艹睗瘢乐乖黾铀嘀械暮浚绊懖牧系馁|量。

4.2 科學控制施工中的溫度

混凝土材料具有熱脹冷縮的性質，因此對其溫度的控制是施工中的重中之重，以防止混凝土產(chǎn)生裂縫。因此，施工前應當結合工期要求，盡量選在非極端天氣環(huán)境中施工，防止施工質量受溫度的影響。與此同時，由于混凝土振搗和澆筑環(huán)節(jié)溫度較高，為避免超出溫度標準，應加強對溫度變化實施情況的監(jiān)測，若內(nèi)、外溫差較大，應第一時間調(diào)整澆筑溫度。需要注意的是，溫度不能出現(xiàn)驟升或驟降的情況，無論如何控制溫度，都需要依照階段性要求逐步進行。

通常情況下，施工會采取三階段冷卻法，令混凝土內(nèi)、外溫差逐漸降低，以達到控制施工整體質量的目的。具體來說，一期冷卻的目標溫度為21～23℃，降溫預期幅度在5～6℃之間，每天的降溫幅度應控制在0.5℃，降溫時間超應過20 天；二期冷卻的目標溫度通常在18℃左右，降溫預期幅度在3～5℃之間，每天的降溫幅度應控制在0.3℃，降溫時間應超過30 天；三期冷卻的目標溫度通常為12～14℃，降溫預期幅度在3～6℃之間，每天的降溫幅度應控制在0.3℃，降溫時間應超過45 天。

除此之外，依照混凝土入模溫度的要求，混凝土溫度應介于25～30℃之間，超過35℃即屬于高溫操作。不過，如果在冬季施工，混凝土的澆筑溫度則應控制在5℃及以上，在澆筑細薄截面時，應將其溫度控制在10℃以上。施工階段，混凝土澆筑、振搗工作需持續(xù)進行，不能隨意停機。如果遇到特殊情況，停機時間應控制在半小時以內(nèi)。

4.3 重視載荷的設計分布

施工過程中，施工縫的設置應成為混凝土質量控制的重點。在分塊時，應當依照溫度裂縫的要求進行，這樣才能平分施工階段混凝土所受的荷載應力。在布置鋼筋時，應盡量減小間距，并以小直徑的鋼筋為主，在變截面的位置增加鋼筋的數(shù)量。同時，還應注意在混凝土中添加一定量的外加劑，提升其耐久性，防止鋼筋銹蝕。

4.4 加強混凝土的養(yǎng)護

混凝土初凝和終凝時間間隔往往比較長，在此期間，若未能加強對混凝土的養(yǎng)護，則很容易令混凝土表面出現(xiàn)裂縫，導致質量事故。通常情況下，養(yǎng)護階段應先由施工人員修復已經(jīng)出現(xiàn)的質量問題，在拆除模板后，作業(yè)人員檢查混凝土，令混凝土的質量符合標準。可采用纖維布粘貼、在開裂位置填充漿液等方式，達到修復目的，后續(xù)再進行養(yǎng)護工作。一般在拆除模板之后的12 小時內(nèi)，即可落實養(yǎng)護工作。若工程在冬季，天氣寒冷，則可采用暖棚法進行養(yǎng)護。

4.5 設置冷卻水管

一般在混凝土施工中，會以HDPE 管為主要的冷卻水管材質。該管材的適用性較強，可用于眾多關鍵位置的混凝土澆筑。HDPE 管的主管外徑應在40mm以上，內(nèi)徑應超過32.6mm，厚度應超過3.7mm；支管外徑應在32mm 以上，內(nèi)徑應超過28mm，厚度應超過2mm。焊接鋼管的主管外徑應在48mm 以上，厚度應超過3.5mm；支管外徑應超過25mm，內(nèi)徑應超過20.4mm，厚度應超過2.3mm。

管道的安裝布設，應遵循以下原則：首先，依照技術的相關要求，合理控制管道的水平和垂直方向間距；其次，進出水口應在混凝土澆筑面之上，布設環(huán)節(jié)應以質量標準為原則；再次，應將水流調(diào)節(jié)閥門和測流設備安裝在出水口的位置，布設時應錯位和垂直布設；最后，應緊密固定鋼筋骨架和冷卻水管，防止水管出現(xiàn)脫落的情況。布設完成的水管應進行通水和通球試驗，避免水管堵塞，確保安裝質量。

4.6 混合料壓實

混凝土用料應充分壓實，但在壓實過程中，應合理控制壓實力度，防止力度過大。壓實后，應保證其含水量接近2%，振動壓路機應采取初壓、靜壓等方式，保障混凝土的壓實度。壓路過程中，機械設備不能出現(xiàn)隨意停止、轉向的情況，同時還應合理控制壓實速度，以達到更優(yōu)的質量。

5 結語

綜上所述，混凝土裂縫會對道路橋梁工程產(chǎn)生較大危害，原因是多方面的，與材料質量、施工載荷、溫度控制等因素息息相關。施工單位應結合施工質量要求，嚴格檢查進場材料的質量情況，加強混凝土施工過程中的溫度控制，排除混凝土振搗和澆筑的各項影響因素，重視養(yǎng)護工作，從而實現(xiàn)施工質量的進一步提升。