道路橋梁施工中混凝土裂縫成因及應對措施分析

摘要：由于混凝土具有可操作性強、抗壓能力強、使用方便等優點，所以在道路工程中得到廣泛應用。但是，混凝土還具有易開裂、抗拉能力較低的缺點，對道路的安全性和美觀性有直接影響。文章對道路施工混凝土裂縫成因及防治對策進行了分析，以供同行業人員借鑒及參考。

關鍵詞：道路橋梁施工；混凝土裂縫；裂縫成因；應對措施；道路安全 文獻標識碼：A

中圖分類號：U445 文章編號：1009-2374（2015）28-0107-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.28.052

1 混凝土工程裂縫的成因

從物理成分的角度上看，混凝土是一種非均質脆性材料，由水泥、水、砂石骨料和其他材料混合而成。由于混凝土施工不當、混凝土變形或約束，導致在建筑工程中經常出現混凝土裂縫等安全隱患，造成混凝土裂縫的原因多種多樣，比如混凝土不均勻、溫度變化大、施工材料不合格、混凝土結構不合理、模塊變形、養護不當、水灰比不合理以及基礎不均勻沉降等。站在混凝土裂縫成因的角度上看，可以將混凝土工程結構裂縫分為以下三種類型：

1.1 混凝土收縮或溫度變化造成的裂縫

混凝土在凝結硬化的過程中，水泥會釋放出大量的水化熱，此時混凝土內部和表面的溫度會出現很大的變化，從而產生了拉應力；由于外部溫度突然降低，使混凝土的表面產生拉應力，當拉應力高于抗裂能力時，混凝土就會產生裂縫。

1.2 凍脹造成的裂縫

凍脹產生裂縫需要滿足以下條件：混凝土吸水飽和、溫度低于0℃。吸水飽和的混凝土在大氣溫度低于0℃的情況下會出現冰凍，當水變成冰后，體積增加，導致混凝土產生膨脹應力，從而促使混凝土的表面出現裂縫。

1.3 荷載造成的裂縫

荷載裂縫是指在次應力、常規定荷載以及常規動荷載的作用下產生的裂縫。荷載裂縫主要有次應力裂縫和直接應力裂縫兩種類型。

1.3.1 次應力裂縫。次應力裂縫是指在荷載作用下產生次生應力而造成的裂縫。在荷載作用下，由于混凝土結構的實際工作狀態與常規計算不符，此時某些部位會產生次應力，從而導致混凝土結構開裂；當混凝土結構中出現開洞、設置牛腿或者鑿槽，使用常規計算法，很難用準確圖式進行模擬計算，所以經常是根據以往經驗來設置受力鋼筋。對受力構件進行挖孔，力流產生繞射現象，并集中在孔洞附近，從而產生很大的集中應力，在受力構件變形或者混凝土結構轉角處可能會出現裂縫。在建筑工程中，次應力裂縫是一種常見的荷載裂縫。

1.3.2 直接應力裂縫。直接應力裂縫是指在荷載作用下產生的直接應力而造成的裂縫。產生這種裂縫的原因是：設計不合理，計算模型不準確；結構剛度不夠或者設計斷面；預制構件運輸或安裝不規范；內力和配筋計算不準確；施工者不理解設計者的意圖，隨意改變結構受力模式。

1.3.3 施工過程中產生的裂縫。在混凝土制作、運輸、澆筑和吊裝的過程中，施工方法不當、施工工藝不合理都會導致混凝土產生裂縫。施工過程中常見的問題有：混凝土初期養護工作不到位，從而導致混凝土表面出現收縮裂縫；由于混凝土振搗不嚴實，產生空洞，從而產生荷載裂縫或者導致鋼筋生銹；模塊剛度不足、支架預壓不足或者拆模時間過早等，都會導致混凝土表面出現裂縫；混凝土運輸和攪拌時間過長，導致水分大量蒸發，造成塌落度過低；增加水灰比，引起收縮裂縫。

1.3.4 材料質量引起的裂縫。混凝土是由拌合水、外加劑以及水泥混合而成，如果這些混合材料質量不合格，則會造成混凝土開裂。如果水泥長期受潮或者安定性不強，則會造成含堿量過高；級配不合理、骨料粒徑不合格、雜質含量過大等都會降低混凝土的強度，造成混凝土收縮增加；如果采用氯化物等雜質含量較高的拌和水以及含堿的外加劑等都可能導致混凝土產生裂縫。

2 混凝土裂縫的危害

2.1 加劇混凝土的破損

一旦混凝土產生裂縫，其整體結構強度和耐久性就會受到影響，從而使強度降低、耐久性減弱，混凝土的破損程度加劇。就道路橋梁工程而言，其安全性將受到混凝土裂縫的嚴重影響，不但給建筑物本身帶來安全隱患，阻礙建筑物的正常運行，降低其使用壽命，還會危及到人類的生命財產安全。如果不采取及時有效的應對策略，多方面的綜合影響將導致裂縫不斷擴大，從而使危害程度加重，由此引發的經濟損失將難以估計。

2.2 阻礙道路橋梁的正常運行

由于混凝土裂縫的出現，道路橋梁的抗彎能力和剛柔性能都將受到影響。這不僅會使其強度結構受到破壞，還會影響到橋梁的正常使用。一方面造成經濟損失；另一方面還會影響到人們的正常出行。此外，混凝土的內部鋼筋會在混凝土裂縫出現后更加容易受到腐蝕，由此引起的內部結構強度減弱等都將使道路橋梁的正常運轉受到阻礙，其使用壽命也將大幅度縮短。

3 混凝土結構工程施工建議

目前，混凝土結構工程施工中存在施工工藝落后、技術規程不配套以及設施分離等問題，從而無法對工程質量進行有效的控制，因此需要建立一套綜合的質量控制體系：首先，構建國家級鋼筋保護層厚度檢測技術規程，明確技術、測量、操作、設備以及檢定等方面的標準和要求。完善地方技術規程，發揮地方技術規程的優勢，積極做好技術轉換工作。通過條文形式明確施工步驟；其次，相關工程監管部門應該積極發揮其行業主導作用，營造良好的技術環境。在處理無成例問題時，需要營造能夠發揮主觀能動性的環境，建立穩定、合理、科學的監管工作體系。

3.1 對橋梁布局和載荷進行合理設計

施工設計階段，針對工程的具體情況對道路橋梁的整體進行合理的布局和科學的規劃十分重要，此外還要注意對鋼筋進行合理的布置，只有設計荷載比施工中的實際荷載高得多，才能確保實際荷載被控制在混凝土的強

度范圍內，從而避免道路橋梁工程中出現混凝土裂縫。

3.2 對混凝土的組成材料進行嚴格的控制

嚴格控制混凝土材料對于預防混凝土裂縫問題是十分有效的。想要保證預算荷載的有效性，就要對混凝土的組成材料加以了解，從而制定出更加切實有效的施工方案。此外，混凝土組成材料配比度的合理性也將起到十分重要的作用，符合規定的組成材料配比度加上及時的攪拌，能夠很好地增強混凝土的抗裂性，當然，這中間需要對攪拌時的加水量進行專業的控制，以保證混凝土體積的變形在工程設計人員的掌控之內。

3.3 注意溫度變化對混凝土形變的影響

混凝土的攪拌過程中，為了控制其溫度，加水量是需要被重點關注的問題。尤其在炎熱的夏季，想要保證施工的正常進行，就要對混凝土的溫度進行有效的控制。例如，如果夏季施工，為方便混凝土的散熱，就要減少混凝土的澆筑厚度，特殊情況下，要在混凝土的內部加設降溫手段，以保證其良好的抗裂性能。為此，在道路橋梁的施工階段，混凝土的堆放、攪拌以及澆筑工作都是需要重點關注的。

4 結語

綜上所述，在道路工程質量管理的過程當中，數據管理在工程設計、施工、竣工等過程中占據重要地位，而加強混凝土裂縫的防治是提高道路質量的重要途徑。因此，相關人員要對混凝土裂縫的成因進行深入分析，及時采取有效措施進行裂縫治理，從根本上避免出現混凝土裂縫的現象，從而充分保證道路工程能夠順利開展。

參考文獻

[1] 孫珊珊.道路施工混凝土裂縫防治對策[J].交通世界（工程技術），2014，9（11）.

[2] 孟飛波，酈邵萍.城市道路施工混凝土裂縫成因及防治探討[J].建筑工程技術與設計，2014，8（14）.

作者簡介：王群海（1980-），男，陜西西安人，貴州省公路工程集團有限公司工程師，研究方向：公路施工。

（責任編輯：秦遜玉）