道路橋梁施工中混凝土裂縫的成因及應對分析

陳 飛

（上海三維工程建設咨詢有限公司合肥分公司，安徽 合肥 230000）

混凝土裂縫在道路橋梁工程中較為常見，它不但會導致混凝土的抗滲性能下降，而且會導致鋼筋腐蝕、混凝土碳化，從而導致混凝土的耐用性下降，影響道路橋梁的承載力[1]。基于此，必須對混凝土裂縫問題進行深入研究，并結合混凝土裂縫產生原因，采取針對、有效的處理措施，確保混凝土的施工質量，使其發揮正常作用。總之，在道路橋梁工程中，混凝土抗裂是一項綜合性的、系統性的工程，其特點是復雜而持久的。混凝土裂縫的防治工作，需要各部門通力合作，共同努力。

1 混凝土裂縫的種類

1.1 表面裂縫

在道路橋梁工程施工中，混凝土表層裂縫問題多有存在，什么是表層裂縫，就是道路橋梁表面呈現的裂縫被稱為表層裂縫。表層裂縫形成于在混凝土凝結期間，因混凝土中水分占比失衡導致的。在實際施工中，在混凝土結構中呈現該種裂縫后，會對鋼筋結構與混凝土之間的融合產生一定影響，進而嚴重影響著混凝土結構對鋼筋結構保護效用的發揮，這樣施工質量就得不到保證。倘若在道路橋梁工程中呈現表層裂縫問題，便會造成鋼筋外露狀況，再通過一定時間與空氣的接觸后，便會呈現出不同程度的氧化狀況，最后會使道路橋梁工程的鋼筋結構質量遭到不同程度的損害。針對道路橋梁工程項目具體施工狀況而言，把鋼筋和混凝土進行全面融合，可全面提高道路橋梁工程整體結構的穩固性與質量性。[2]

1.2 微型裂縫

在道路橋梁工程項目施工中，微型裂縫一般是肉眼看不見的一種混凝土裂縫，鑒于縫隙小，同時裂縫通常均是在混凝土內部呈現，倘若混凝土物料的應用性能與綜合質量達到標準水平，盡管混凝土結構中有一定范圍的裂縫現象，也不會對道路橋梁工程結構體的綜合質量造成重要損害。倘若要準確明辨微型裂縫的規格與實際位置，就需通過相對先進的超聲波探測儀來對其實施定位，進而為后期修補工作提供重要指導。

1.3 溫度裂縫

混凝土溫度裂縫是指因內外部溫度梯度誘發的裂縫，其最為顯著的特征便是隨著水泥水化熱反應的進行，混凝土材料的凝固等產生。道路橋梁施工中混凝土溫度裂縫產生的主要原因為：（1）混凝土局部位置因陽光暴曬溫升過大，該位置與其他部分溫度差距較大，在溫度的影響下產生局部拉應力進而產生溫度裂縫；（2）在道路施工中忽視溫度控制，混凝土澆筑及振搗期間溫度變化幅度較大，尤其是溫度急劇降低的情況下混凝土表面溫度下降速度遠高于內部溫度下降速度，在溫度應力的作用下很容易產生裂縫；（3）混合料初始溫度過高，澆筑成型后再加上水泥水化熱反應放熱，混凝土內部溫度可達80℃以上，巨大的溫度差距會加大混凝土養護難度，從而誘發混凝土裂縫問題。[3]

1.4 沉降裂縫

在道路橋梁施工中混凝土沉降裂縫是指因基礎豎向沉降不均勻、橫向位移等引發的裂縫。當道路橋梁地基為軟土地基或天然基礎承載力不滿足設計要求時，便會導致地基失穩、沉降量過大，在混凝土結構上產生附加應力，當附加應力超過混凝土抗拉極限時便會誘發混凝土沉降裂縫。從施工層面來看，混凝土沉降裂縫產生的主要原因為：（1）地質勘察工作不到位，未能全面掌握各個路段地質條件、土質特征等，尤其是地質變化較大的路段，若采用統一的施工技術，地基處理方法則會導致不同地質條件下路基土體壓縮性不一，很容易造成地基不均勻沉降，引發混凝土沉降裂縫；（2）軟土地基處理不當，原有土層變形壓縮會導致主體結構位移或沉降。

2 道路橋梁施工中混凝土裂縫的成因分析

2.1 材料問題造成的混凝土裂縫

在材料配比工作中，由于粗骨料中含有過多雜質，受環境和溫度等因素限制，易出現混凝土裂縫問題。在混凝土施工中需采用不同品種的集料，不同的集料類型收縮能力有所差異，若是使用相同的材料管理方法，則會造成混凝土裂縫問題。在選擇水泥材料過程中，需關注水泥的水灰比，若是材料配比出現問題，則無法保證材料使用質量。在混凝土應用過程中會出現滲水現象，從而造成混凝土材料攪拌不均勻，增加了道路橋梁出現裂縫的概率。

2.2 施工不規范造成的混凝土裂縫

混凝土施工需匹配完善的養護方案，養護工作是解決裂縫問題的主要方法。從現實施工角度看，大部分施工人員對養護工作重視程度不夠，從而形成了混凝土裂縫問題。在混凝土使用過程中，由于施工環境較為干燥，混凝土內部水分蒸發過快，混凝土內部和外部溫度差異較大，從而造成混凝土裂縫。

2.3 溫度造成的混凝土裂縫

溫度裂縫形成的主要原因為溫度出現急劇變化的情況，在施工開展的初始階段，需做好溫度測試工作，降低外部因素產生的影響。但是施工中無法避免晝夜溫差影響與四季溫差影響，溫度混凝土裂縫主要出現在施工完成后，因此需要通過施工維護的方法進行解決。對于一些工期較長的施工項目而言，需注意道路橋梁的熱脹冷縮特點，匹配完善的養護措施，降低混凝土裂縫發生概率。[4]

2.4 設計問題與養護問題造成的混凝土裂縫

從施工設計角度看，施工單位將重點放在施工收益和設計外觀上，對于施工細節關注度不足，則會造成施工裂縫。在養護工作中，需關注混凝土材料是否出現離析和分層的狀態，養護工作需與工程需求相符，對存在問題的工作環節進行處理，增加混凝土實際應用性能，保證施工材料擁有標準的應用流程，降低施工裂縫發生概率。在維護工作開展中，需保證灑水工作的均勻度，水分不宜過多也不宜過少，降低裂縫發生的概率。

3 道路橋梁施工中混凝土裂縫的應對措施

3.1 優化混凝土配合比

混凝土材料能否順利成型，很大程度上取決于其配合比是否科學合理。在工作中，首先應確保混凝土材料配比的科學性。其次，需要對混凝土材料的干縮率、坍落度等進行實驗，并結合工程施工需求進行適當調整，在不影響道路橋梁工程施工質量的基礎上，盡可能減小混凝土的坍落度。再次，要控制混凝土材料的用水量、水灰比和砂率等，盡可能降低水膠比，保證最佳砂率值，優化混凝土材料的整體性可采用粉煤灰或礦粉替代部分水泥以達到優化配合比的效果。最后，在確定混凝土材料配合比之前，工作人員要真正深入一線施工場所，根據施工單位的澆搗工藝以及操作水平等，適當調整混凝土的設計坍落度等參數，為后續混凝土材料順利成型打下堅實的基礎。

3.2 合理規劃混凝土施工程序

混凝土施工過程中包含多項程序，各項之間需要保持有效銜接，按照施工流程有序開展施工作業，能夠大大降低裂縫發生的概率。施工程序運行期間還要做好作業規范監管和質量控制工作，主要包括以下方面：第一，根據設計圖紙確定混凝土各項參數，包括型號、強度、數量和應用部位；然后對混凝土澆筑施工方案進行完全交底，并對原材料進行質檢。第二，開展混凝土拌制、運輸、澆筑與振搗施工程序。第三，合理留置混凝土試塊，及時開展養護處理。第四，開展混凝土各項結構的檢驗，包括現澆結構、結構實體以及混凝土子分部等，完成工程驗收。

3.3 做好混凝土的澆筑工作

為確保混凝土結構質量，工作人員應根據構件種類、鋼筋數量等，確定最佳的混凝土澆筑施工方案。混凝土澆筑分為基礎、柱和梁板3 部分，其中在基礎混凝土澆筑中，應沿縱向進行連續澆筑，使混凝土能夠流淌成斜坡狀，并通過提高泵送效率來優化接縫的及時性，從而有效預防冷縫問題。在柱混凝土澆筑施工期間，需要根據實際情況合理控制振搗、澆筑方式以及間隔時間等。例如，對于小于3m 的柱，采用柱頂直接下灰的澆筑方法；對于大于3m 的柱，采用模板側面開門子洞安裝斜溜槽分段的澆筑方式。而墻體混凝土澆筑要保持連續性，每層澆筑完成后間隔時間應控制在2h 內。梁與板混凝土澆筑施工需同步進行，但梁要稍早于板，即應用趕漿法將梁分層澆筑形成階梯狀，澆筑至底板區域后再與板混凝土澆筑共同進行。在各項混凝土澆筑期間要有效配合振搗處理，控制振搗頻率、時間和深度，保證振搗密實性，全面防控裂縫問題。在混凝土振搗施工期間按照《混凝土泵送施工技術規程》（JGJ/T10-2011）的要求，一次振搗完成后間隔20min～30min 進行復振。為了針對性防控收縮裂縫，在混凝土水平面應用木抹子搓平搓毛至少兩遍，觀察樓板面混凝土結構是否存在裂縫的可能性，若存在則應用鐵滾子進行壓實處理，同樣壓實至少兩次。

3.4 控制施工溫度

溫度是影響混凝土裂縫的關鍵性因素之一，包括外界環境溫度、混凝土材料初始溫度及因水泥水化熱反應引發的溫升。在道路橋梁施工中，首先需確定每日最佳施工時間，通過對全天溫度的監測找準溫度適宜且變化幅度最小的時間段，盡量在該時間范圍內進行混凝土施工，可以避免外界環境溫度變化誘發混凝土裂縫；其次，將集料溫度控制在50℃以內，在材料拌和中可以通過灑水將材料溫度控制在合理范圍內，或者借助冷風機對集料進行降溫，可以避免混凝土內部溫度過高；最后，根據溫度變化控制混凝土澆筑厚度、澆筑速度，使水泥水化熱反應產生的熱能可以在短時間內消散，進而降低混凝土裂縫產生概率。

3.5 注重混凝土養護

外界環境溫度、濕度會對混凝土質量產生影響，在干燥環境下混凝土內外部濕空氣交換頻發，可能誘發裂縫問題。因此，需結合混凝土凝結情況確定拆模時間，按照合理順序進行拆模，避免拉應力造成混凝土裂縫。同時，混凝土硬化過程中如果出現坍縮等質量病害，現場施工人員需探明病害成因并采取補救措施，避免混凝土裂縫擴大。此外，根據混凝土等級確定養護周期、養護起始時間，拆模后在混凝土表面噴灑適量的水并鋪設防水材料，使混凝土處于溫濕度適宜的環境下。同時在混凝土表面及四周鋪設防曬布、防水布等，避免局部溫度過高造成混凝土裂縫。

3.6 強化裂縫的修補

在修復道路橋梁混凝土裂縫時，需要對其進行相應的修補，其中最常用的方法有：第一，置換修補技術，是一種在施工中普遍采用的混凝土結構裂縫修復技術，適用于裂縫較大的區域。在施工中，這種技術將利用新材料代替裂縫部分。首先，工人從裂縫中取出水泥，并用高壓水槍沖洗，當剩余部分全部清除后，在裂縫處填入新的混凝土。通過對裂縫進行修補，可以獲得較好的修補效果，但是，該工藝十分復雜。在道路橋梁工程中，要根據工程建設的時間來進行合理的分析與選取。第二，灌漿修補技術。對于某些滲漏型裂縫，可以采用灌漿修補技術，即先將材料混合，再利用高壓設備將其灌注到裂縫中，以達到填補裂縫的目的。在混凝土裂縫治理中，常用的方法有：水泥、化學灌漿。對于化學灌漿修補技術而言，其應用效果較好，但由于所選用的化學灌漿材料較少，目前主要應用于大型混凝土裂縫的治理工作中。水泥漿液具有較高的凝固性，能夠適應潮濕條件下的凝結需要，并且能夠有效控制凝結時間，可以滿足混凝土結構裂縫治理的需求，因此，應用廣泛。第三，表面修補技術能夠對某些深度和寬度不大的裂紋進行修復。在實際使用中，表面修補技術用于修復表面的裂縫。該方法可以有效地改善混凝土結構的防水性能，并達到裂縫養護的需要。修補方法有騎縫修補和全部修補。在應用表面修復技術時，整體工藝較為簡單，但對裂紋的修復效果卻不理想，所以在使用此類技術時，必須對道路橋梁混凝土裂縫情況進行詳細的分析。

4 結語

在道路橋梁工程施工中，針對混凝土施工，裂縫問題是影響施工質量的最大原因。在實際項目施工中，需要利用行之有效的應對策略加以實施，以此呈現對混凝土裂縫問題的科學控制，盡量確保道路橋梁的完整性。并且，需要全面融合具體狀況，盡量對裂縫數量、裂縫寬度加以控制，以免造成重大裂縫呈現，讓道路橋梁工程綜合質量得到全面保證。