公路工程施工中混凝土裂縫成因與施工策略分析

高先珊

（都勻市公路建設養護發展中心，貴州都勻 558000）

0 引言

混凝土路面在公路工程中廣泛應用，主要是由于其具有較高的耐久性和承載力。然而，若施工管控不當或受外部因素影響，可能導致混凝土結構出現裂縫。這類問題不僅會對施工進度和工程的經濟效益產生負面影響，還會影響路面美觀度、平整度，縮短路面使用壽命。因此，施工單位需采取必要措施，針對裂縫成因制訂有效的施工策略，優化施工工藝，以保證施工質量，最大限度地降低裂縫問題給工程帶來的負面影響。

1 公路工程施工中混凝土裂縫的危害

在公路工程中，混凝土裂縫（見圖1）問題較為普遍，若不正視此問題并采取必要的預防與治理措施，容易導致裂縫加劇，引發安全問題。

圖1 公路工程混凝土裂縫

1.1 易腐蝕鋼筋結構和金屬部件

受外部環境因素影響，公路工程施工中混凝土裂縫現象較為普遍，該問題不僅會影響公路工程的美觀性，且存在一定的安全隱患。例如，公路橋梁中出現裂縫時，內部的鋼筋結構和金屬部件將暴露在外，會引發碳化問題。混凝土碳化會降低混凝土的耐久性，削弱混凝土整體結構的強度，甚至破壞公路橋梁的力學性能，降低承載力，加大交通安全風險。

1.2 縮短使用壽命

公路橋梁中出現混凝土裂縫會導致內部鋼筋暴露，若不能及時修復，會導致公路橋梁的穩定性和承載力逐步降低，工程質量得不到保障，縮短使用壽命。

1.3 阻礙交通運輸業的發展

公路工程建設水平關乎地區經濟和交通運輸業的發展，提高公路工程質量有助于確保出行安全，促進地區間的經濟往來，推動區域經濟發展。混凝土因具備較高的抗壓強度、良好的耐久性和高強度等級等特性在公路工程中得到廣泛應用，有利于保證公路橋梁的穩定性。

然而，公路工程混凝土出現裂縫，可能導致路面塌陷，不僅會影響公路的正常通行，引發交通擁堵，還會對民眾的出行安全構成嚴重威脅。若駕駛人員未能及時發現路面塌陷，可能導致車輛被困、翻車等事故。因此，采取有效措施防治公路工程施工中的混凝土裂縫至關重要[1]。

2 公路工程施工中混凝土裂縫成因

2.1 施工設計環節存在漏洞

若公路工程設計存在問題，如設計人員未能對公路工程的結構、荷載及受力情況等進行科學分析，未對施工現場狀況及施工需求進行深入研究，或未采用先進的施工軟件對影響施工質量的各種因素進行綜合性分析，容易導致施工方案不合理，為公路工程埋下安全隱患，進而影響公路工程的社會與經濟效益。

通常設計工作開始前，相關單位需指派專業人員深入勘查施工場地，認真核驗施工現場的相關參數和可能影響施工質量的負面因素，以勘查數據為依據，科學進行工程方案的設計。然而，在實際開展公路工程的過程中，部分設計單位未能有效落實前期的勘查工作，可能存在數據準確性、完整性不足等問題，進而影響方案設計的合理性，引發混凝土裂縫問題。

2.2 施工材料質量不達標

混凝土是一種非均質彈塑性材料，主要由水泥、水、砂石骨料、外加劑等材料混合而成。在攪拌過程中，材料骨料大、用水量大、粒徑細等因素極易導致混合料質量不達標，影響公路工程施工質量，從而引發混凝土裂縫，加大公路安全風險[2]。

因此，施工人員需合理選擇施工材料、科學進行混合料配比設計，以有效保證混凝土的強度和耐久性。同時，可添加微膨脹外加劑，以增強混凝土的收縮性，減小裂縫風險。

2.3 溫度調節不恰當

施工期間，外部溫度不穩定會引發混凝土裂縫。施工過程中，外部氣溫、澆筑溫度越高，混凝土內部水分蒸發速度加快；外部晝夜溫差大，混凝土將出現溫度應力反應，從而產生裂縫。此外，外部濕度較低，混凝土容易出現干縮現象，進而產生裂縫。

2.4 荷載引起的裂縫

荷載裂縫主要包括直接應力、次應力裂縫兩種。

施工設計階段結構剛度計算不準確、關鍵工序操作不合理，容易導致荷載力不足，從而引發混凝土直接應力裂縫。

次應力裂縫是指由外荷載引起的次生應力引發的裂縫。由于結構的實際工作狀態與理論計算存在一定的出入，或相關參數計算中存在疏漏，在某些部位引起次應力，進而導致結構開裂。

此外，公路工程混凝土結構施工中需進行開洞、鑿槽等工序，常規計算方式無法用準確的圖式進行模擬計算，一般依據經驗分析設置受力鋼筋，施工過程中容易產生較大的集中應力，導致受力構件變形或引發混凝土裂縫。

3 公路工程施工中混凝土裂縫問題解決措施

3.1 優化工程建設前期的勘測與設計

在施工前期階段，設計單位需對工程所處的地理位置、氣候條件、運輸優勢等進行全面勘查，準確掌握相關信息數據。以保證施工質量與安全為目標，有效控制各種施工影響因素，制訂最優施工方案。若是遇到膨脹土、沼澤、水網等特殊性質的地質區域，需細化勘查流程，多次審核、確認勘查數據的真實性，做到對各項參數的精準把控。

在工程方案設計階段，還需要結合交通運輸環境和公路工程需求等因素優化設計方案，以保證公路工程施工質量和效率，有效規避混凝土裂縫問題。

3.2 嚴格控制施工材料質量

水泥、粗骨料、細骨料等是混凝土中不可或缺的原材料（見圖2）。在混凝土制備過程中，需結合工程情況明確混凝土的和易性、強度和耐久性要求，合理選擇原材料并進行科學配比，在保證工程質量的同時，提高經濟性與適用性。

圖2 混凝土材料組成

3.2.1 原材料控制

第一，水泥。混凝土出現裂縫主要是受水泥水化熱的影響。因此，要盡量選擇水化放熱較低的水泥材料，以有效保證混凝土質量[3]。

第二，粗骨料。需選用粒徑適中、強度等級較低的粗集料[4]。

第三，細骨料。必須將細骨料中的砂含泥量控制在合理范圍內，若超出允許值，會加快混凝土結構的收縮速度，可能導致混凝土出現裂縫。

第四，外加劑。合理運用外加劑能夠確保混凝土水泥漿體的體積在合理范圍內，從而有效預防混凝土裂縫，外加劑使用配比如表1 所示。

表1 外加劑使用配比

3.2.2 混凝土合配比

在公路工程施工過程中，需要嚴格控制混凝土配合比。在混凝土配合比設計過程中，需全面考慮公路工程實際情況與設計要求，根據混凝土強度等級、用途、材料特性、施工環境等因素明確各材料的實際配比，以提升混凝土整體性能，保證施工質量。拌和物實測密度與計算值之差的絕對值不超過計算值的2%，無需調整配合比；若超過2%，則需嚴格按照《普通混凝土配合比設計規程》（JGJ 55—2011）進行調整[5]。配合比確定后，需反復驗證，確保其平均值不低于配制強度值方可投入使用，以保證混凝土結構的整體穩定性。

某公路橋梁工程全長2.133km，下部結構以混凝土墩為主。在施工初期，很多位置都出現不同程度的裂縫，但在后續施工過程中加強裂縫控制，做好原材料質量控制，通過延緩水化熱溫度峰值期，有效增強了混凝土結構的抗裂性，裂縫現象明顯減少。該工程選用P·O52.5 水泥[6]；集料選擇混合砂，主要由人工砂和天然砂組成；粉煤灰選擇一級，因這類粉煤灰的活性指標在80%以上，有助于更好地保證混凝土質量。

3.3 嚴格管控施工溫度

混凝土施工溫度的變化與混凝土的凝固速度成正比，溫度變化速度越快，混凝土的凝固速度越快[7]。如果混凝土施工溫度變化超過規定范圍，混凝土的內外溫度差值就會明顯增加，且還會出現嚴重的不均勻凝固現象，會大大增加裂縫出現的概率。

為避免上述問題，需要嚴格控制混凝土溫度，混凝土拌和物的溫度不可超出30℃，如果溫度過高，則需采取分層澆筑的方式進行緩解，每次澆筑工序需要保證一次完成，避免施工間斷混凝土結合不佳，影響車輛行駛的安全性和公路工程的使用壽命[8]。同時，施工單位需要嚴格控制水化熱現象，可在混凝土結構內部預設散熱水管，實現混凝土結構內部的自主散熱。

3.4 合理設計荷載

公路工程設計人員需要結合施工情況進行荷載設計，如將施工材料、設備的荷載情況均考慮在內，保證內部結構的穩定性，以確保公路工程混凝土結構的荷載量符合使用需求。

同時，要嚴格檢測公路橋梁內部的鋼筋質量，檢測期間如果發現鋼筋存在裂縫，一定要及時采取注漿方式進行修補，以增加鋼筋厚度，避免出現混凝土裂縫。

4 結語

綜上所述，混凝土裂縫是公路工程施工中的常見的質量問題，其產生的影響較大，嚴重情況下會降低混凝土結構的強度和承載力，影響公路工程的使用安全性，甚至會影響交通運輸行業的發展與社會經濟水平。因此，解決混凝土裂縫問題至關重要。施工企業需要深入研究影響混凝土裂縫的形成原因，并采取有效措施加強管控，以有效降低其危害，最大限度地保證公路工程施工質量。