公路工程施工中混凝土裂縫成因與措施探討

摘要：在社會經(jīng)濟和科技飛速發(fā)展的背景下，公路工程的建設取得了顯著成果，然而在施工中混凝土的裂縫問題仍然層出不窮，影響公路工程的質量。基于此，本文首先分析公路工程施工中混凝土產生裂縫的消極影響和裂縫產生的成因，然后探討解決混凝土裂縫問題的措施，以期為提升公路工程施工質量提供參考。

關鍵詞：公路工程；混凝土；裂縫

公路工程是交通設施的重要組成部分之一，其施工質量與交通安全息息相關。混凝土在公路工程的施工過程中得到廣泛運用，原材料的質量關系著工程的施工質量，然而，在公路工程的施工過程中，受多種因素的影響，混凝土產生裂縫的問題時常發(fā)生，降低了公路工程的安全性和穩(wěn)定性。因此，解決混凝土裂縫問題、提升施工質量刻不容緩。

一、公路工程施工中混凝土產生裂縫的消極影響

公路工程施工過程中使用的建筑材料數(shù)量和種類較多，混凝土在眾多原材料中居主導地位，混凝土原材料的質量為工程施工質量提供保障，裂縫是混凝土原材料常見的質量問題，產生裂縫會降低整個工程的施工質量和安全性。混凝土裂縫會增加公路負荷，再加上天氣情況的影響，雨天雪水會從縫隙流進公路深處，導致裂縫進一步擴大，引起公路坍塌，需要耗費大量的資源進行修補，甚至威脅人們的生命財產安全。

二、公路工程施工中混凝土產生裂縫的成因

（一）荷載設計不合理

混凝土施工原材料的抗磨損性能好，被廣泛用于公路工程的施工中，但混凝土的承載能力有標準，一旦超過標準會因為承受壓力過大產生裂縫，影響整個工程的質量。目前，很多施工單位對荷載設計不合理，僅根據(jù)計算機軟件的計算結果，沒有現(xiàn)場實測，造成結構的受力與設計不相符，設計的合理性和科學性大大降低，增加了混凝土開裂的危險。

（二）溫度變化

熱脹冷縮是混凝土材料的主要物理性質，當內部結構和外部環(huán)境發(fā)生較大的溫度變化時，會引起混凝土的變形，造成混凝土開裂。總結混凝土開裂原因，可以得出如下結論：首先，在冬季進行道路建設項目中，外部施工的氣溫很低，混凝土中存在著一定濕度，很容易產生凍結現(xiàn)象，導致內部結構產生膨脹應力。同時，由于混凝土中凝膠孔隙中的冷水發(fā)生了微觀遷移和再分布的變化，引起滲透壓力，從而使內部的膨脹應力不斷增大，超出內部結構的抗拉強度，從而產生裂縫。其次，公路工程施工需要大面積的混凝土澆筑，在混凝土水化期會產生大量的熱量，如果不能及時釋放熱量，就會使混凝土的內部溫度升高且高于混凝土表面，當拉應力超出混凝土的拉伸極限，會產生溫度趨變而開裂。

（三）混凝土收縮

在現(xiàn)代公路施工中，混凝土的收縮開裂問題會嚴重影響整個工程的質量，而收縮開裂主要與水泥含量和水分含量有關。在施工中，如果混凝土中含有大量水分，將會引起嚴重收縮從而開裂。凝土內部結構中水分的蒸發(fā)速度不同，如果不能合理控制濕度，也會引起開裂。當混凝土結構發(fā)生變形時，如果受力超其承受極限會發(fā)生收縮開裂。從混凝土收縮開裂的表面看，其結構形式以平行、網(wǎng)狀為主，會對混凝土的抗?jié)B性產生很大影響，降低承載力和耐久性，不能有效保障整個工程的施工質量與安全。

（四）人員操作不當

施工人員的操作不當會造成混凝土開裂。如果在分層澆筑時沒有嚴格按照技術標準，只靠工作經(jīng)驗控制澆筑的時間和厚度，就會影響混凝土的質量，導致混凝土產生裂縫。

（五）養(yǎng)護不到位

混凝土具有很強的吸水性，是一種吸水類建材，只有當混凝土的濕度達到一定程度后才能固化。因此，在混凝土固化期間，應采取適當?shù)酿B(yǎng)護措施，以確保獲得足夠的濕度，并合理控制內外溫差與濕度，為固化質量提供保障。但在實際的施工中，由于存在未落實的養(yǎng)護措施，導致水泥固化質量達不到驗收標準，影響著整個公路施工的安全運行。

（六）水泥下沉

塌陷開裂是一種常見的混凝土開裂現(xiàn)象，這一現(xiàn)象產生的原因主要有：首先，在完成混凝土澆筑后，由于受到鋼筋、預埋件等因素的影響，導致混凝土產生剪切應力、拉應力，從而產生裂縫。其次，混凝土在澆筑后，由于集料和水泥的自然下沉，會產生泌水現(xiàn)象，在沉降期會造成混凝土開裂，但這種開裂一般都在混凝土澆筑后1～3h出現(xiàn)，是一種早期開裂，在塌陷結束后必須馬上修復，然后用壓力措施將其平整，以促使混凝土裂縫的愈合。同時，由于地基土太軟、浸水、填土不夠緊密，如果模板的剛性不夠或支撐間距過大，都會造成混凝土結構開裂，尤其是冬季，模板往往會在凍土上進行支撐，一旦凍土融化，就會出現(xiàn)不均勻沉降。

三、公路工程施工中混凝土裂縫成因的解決措施

（一）調整工程設計方案

公路工程建設的順利開展離不開合理的設計方案的支撐，設計方案對減少質量問題的發(fā)生具有至關重要的作用。從施工單位的角度看，為了盡可能減少混凝土裂縫問題的發(fā)生，首先要優(yōu)化與調整工程設計方案，目的在于展現(xiàn)混凝土結構和施工的獨特優(yōu)勢。因此，在設計環(huán)節(jié)，施工單位可以與專業(yè)的設計機構深度合作，邀請專業(yè)的設計人員擬訂方案，確保設計工作科學合理。其次，在開展設計工作前，設計人員要全方位勘察施工現(xiàn)場，例如，地形地貌條件、線路的鋪設方向等，考慮混凝土的張力、內部應力等情況，確保設計方案與混凝土荷載保持一致，以此降低混凝土裂縫問題發(fā)生的概率。

（二）強化管理施工人員

施工單位是施工中的重要主體，而施工人員的施工方案會直接影響工程的質量。首先，在施工前，要對施工工人進行嚴格的操作技能訓練，了解混凝土開裂的成因以及混凝土的配比，以便更好地了解混凝土在公路建設中的重要性，在混凝土材料的配比上，必須嚴格遵守施工規(guī)范，在調配工人時，要完善分配制度，以確保各施工項目的全面實施，同時要履行自身的職責，確保工程的順利進行。

其次，要保障公路建設的有序進行，對各施工團隊精確分組，在每個團隊中選出組織能力強、知識儲備豐富的隊長，嚴格監(jiān)督隊員的建設過程。如果遇到問題，必須由項目負責人處理，確保項目的進度不會受到影響，有效解決日后公路在使用中產生的開裂問題。

再次，在施工場地內還要配備施工設備，選材時一定要把質量放在首位，確保材料達到國家規(guī)定，從根本上防止混凝土結構開裂，確保公路項目的順利進行。

最后，公路企業(yè)要注重人才選拔，注重對工人理論知識的考查，在公路工程建設項目實施前，要統(tǒng)一培訓工人，讓他們清晰認識具體的操作和施工要求，為公路工程的施工質量提供保障。

（三）控制原材料質量

為了提高公路工程的混凝土施工質量，施工單位要嚴格控制原材料的質量，為后期的混凝土施工打下堅實的基礎。嚴格管理和控制各工程材料的質量，以提高公路工程建設質量，為了防止不良物料流入工地，必須以信息化技術為基礎，全程控制原材料的質量，為下一步的工程建設打下堅實基礎。

（四）規(guī)范施工標準

在公路工程建設中的混凝土施工中，為了減少混凝土裂縫問題的發(fā)生，施工人員要嚴格把控施工工藝和技術。為了達到預期的施工目標，要規(guī)范施工標準和施工技術，確保工作人員嚴格制定施工的組織方案、標準要求，包括混凝土的澆筑、振搗、抹平及養(yǎng)護等工作，從而為施工質量提供保障。

（五）控制混凝土溫度

為了解決混凝土溫度開裂問題，需要有效控制混凝土溫度，必須確保的溫度不低于標準值，在進行運輸、攪拌、澆筑及振搗等工序時，混凝土內部物料會產生較大的摩擦力比，從而增加混凝土的溫度。為了更好的解決這一問題，應采用專用的冷卻水管對混凝土冷卻，有效降低混凝土的溫度。如果在大面積混凝土施工中，應適當設置冷卻水管進行固定，以防止混凝土澆筑時發(fā)生變形和破壞，影響施工質量和安全。在混凝土澆筑完畢后，冷卻管道將經(jīng)過冷卻水對混凝土冷卻，為了達到科學控制的溫度，必須設置測溫點，以有效監(jiān)控混凝土溫度，使內外溫差小于25℃，避免產生溫度開裂。

（六）加大使用添加劑

經(jīng)驗豐富的混凝土澆筑人員會根據(jù)具體的施工情況發(fā)掘新的預防和控制混凝土裂縫的方法，即增加添加劑的用量。采用減水防裂劑是預防混凝土開裂的有效措施，減水防裂劑可以在一定程度上降低混凝土用量，提高收縮性能，改善水泥漿的粘性，避免沉降和變形。此外，減水防裂劑可以提高混凝土的抗張強度，從而大大提高抗裂能力，有的添加劑還能改善混凝土的致密程度，提高抗碳化性能。貫穿性是較常見的開裂問題，要想有效治理，必須加強防治，提高綜合性能，從而確保整個公路工程的質量。

（七）加大施工監(jiān)督力度

目前，除部分使用商砼外，由于受環(huán)境條件的制約，混凝土的攪拌仍以人工為主的地區(qū)，攪拌方法對混凝土的質量影響較大，因此必須采取科學的攪拌方式。除了攪拌外，施工人員還要優(yōu)化澆注工藝，采取多次澆注，并在澆注時進行二次模壓，以增強彈性。要達到以上目的，相關單位應加強對工程質量的管理與監(jiān)督。

（八）重視養(yǎng)護工作

混凝土養(yǎng)護工作的重要性不低于澆筑工作，如果養(yǎng)護工作不到位，會加大混凝土產生裂縫的可能性，在公路項目完工后，應根據(jù)施工技術的需求，制定一套科學、嚴密的施工方案和技術規(guī)范，以確保后期養(yǎng)護工作的可靠和有效性，降低裂縫問題出現(xiàn)的概率。在具體的混凝土養(yǎng)護中，應結合公路的實際運營狀況和季節(jié)變化，制定相應的養(yǎng)護技術方案，如果在夏季公路項目完工后，要做好養(yǎng)護工作，必須加強對混凝土的濕度控制，防止因缺水導致混凝土開裂，混凝土的水分含量可以通過適時噴水保濕處理和表面覆膜處理，實現(xiàn)科學控制混凝土濕度的目的。

（九）物理加固法

在處理公路工程的混凝土裂縫時，還可以將物理加固法引入混凝土裂縫的處理中，從而完善整體管理和維護，提升公路工程的運行水平。工作人員可以借助物理加固法的合理運用，既能有效處理混凝土裂縫問題，又能有效加固混凝土的結構性能。通過混凝土結構穩(wěn)定點支點、鋼板的設置，提升整體結構的穩(wěn)定性，在保障混凝土結構穩(wěn)定性的基礎上，借助噴射混凝土的方法加固裂縫，提升混凝土結構性能的穩(wěn)定安全。

四、結語

總而言之，公路工程作為重要的基礎建設，對社會經(jīng)濟的健康穩(wěn)定發(fā)展具有重要作用。施工中出現(xiàn)的混凝土裂縫會直接影響公路工程的施工質量，縮短公路工程的使用壽命，還容易引發(fā)安全事故。在施工過程中，混凝土裂縫會受到主觀人為和客觀條件的雙重影響，在解決這一問題時，需要從人員、材料、施工客觀條件等方面采取有針對性的措施，從而確保問題得到切實解決，為公路工程的施工質量提供可靠保障。

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作者簡介：王立（1985），男，湖北省廣水市人，本科，工程師，從事公路橋梁施工工作。