道路橋梁施工中的混凝土裂縫治理措施分析

魏緒新

（山東高速舜通路橋工程有限公司，山東濰坊262100）

0 引言

混凝土結(jié)構(gòu)是我國(guó)道路橋梁工程的主要結(jié)構(gòu)，混凝土施工的質(zhì)量直接決定了道路橋梁工程的質(zhì)量，影響著千家萬(wàn)戶的生活和出行安全，因此諸多建設(shè)者都對(duì)道路橋梁的混凝土施工保持高度關(guān)注，認(rèn)真鉆研混凝土施工流程，對(duì)影響混凝土施工質(zhì)量的因素進(jìn)行分析總結(jié)，不懈探尋解決混凝土裂縫問題的根本方法。

1 混凝土裂縫對(duì)道路橋梁的危害

我國(guó)的道路橋梁施工中，混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用較為廣泛，混凝土開裂是施工中最常見的問題，導(dǎo)致混凝土工程出現(xiàn)裂縫的因素有很多，如混凝土配比不合理、養(yǎng)護(hù)不當(dāng)、地基塌陷以及施工溫度缺乏控制等，道路橋梁的混凝土開裂輕則影響美觀造成顛簸，重則影響道路的承重能力和汽車行駛安全，甚至?xí)?dǎo)致橋梁結(jié)構(gòu)損壞，出現(xiàn)塌陷、斷裂等重大事故，道路橋梁上的小型混凝土裂縫經(jīng)過修補(bǔ)后仍能繼續(xù)使用，但嚴(yán)重的裂縫則需要進(jìn)行復(fù)雜的加固操作，甚至需要拆掉重新施工，因此需要施工人員總結(jié)混凝土裂縫形成的原因，從根本上解決混凝土裂縫問題，保證道路橋梁工程的質(zhì)量。

2 道路橋梁施工中混凝土裂縫的類型

道路橋梁施工中的混凝土裂縫主要分為以下幾種類型：一是結(jié)構(gòu)性裂縫。結(jié)構(gòu)性裂縫是指道路橋梁因承受的壓力超過自身承壓能力所產(chǎn)生的裂縫，道路橋梁的壓力由自身的材質(zhì)、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、施工技術(shù)等因素決定，道路橋梁在通行的過程中會(huì)承受來(lái)自行人、車輛、大風(fēng)、流水等各方面的壓力，一旦道路橋梁所承受的壓力超過自身的承壓極限，道路橋梁的內(nèi)部材料和結(jié)構(gòu)就會(huì)被破壞，從而產(chǎn)生崩裂、形變，這會(huì)導(dǎo)致道路橋梁的內(nèi)部受力不均，進(jìn)而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫，這些裂縫從內(nèi)向外延伸，很難進(jìn)行修補(bǔ)。二是收縮性裂縫，收縮性裂縫是指道路橋梁建設(shè)完成后，混凝土內(nèi)部的熱量沒有散發(fā)出去，導(dǎo)致的混凝土硬化，然后內(nèi)部逐漸收縮形成裂縫，收縮性裂縫的形成主要受溫度的影響，但在混凝土澆筑時(shí)也會(huì)出現(xiàn)體積收縮現(xiàn)象。三是溫度裂縫，這是道路橋梁施工中混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因之一，施工時(shí)的天氣會(huì)影響到氣溫的變化，氣溫變化會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的水化反應(yīng)，混凝土?xí)不⑸l(fā)大量熱量，這些熱量在混凝土內(nèi)難以散發(fā)出去，之后會(huì)與外部環(huán)境形成溫度差，從而產(chǎn)生拉力，當(dāng)溫度差過大時(shí)壓力也會(huì)越大，最終混凝土無(wú)法抵抗壓力，形成裂縫；四是地基降沉導(dǎo)致的裂縫，這一情況主要存在于施工過程中，由于施工人員地基施工不到位，沒有充分地壓實(shí)，地基土壤不均勻從而發(fā)生局部凹陷現(xiàn)象，由此導(dǎo)致路面或橋梁出現(xiàn)裂縫[1]。

3 道路橋梁工程中混凝土出現(xiàn)裂縫的原因

3.1 設(shè)計(jì)因素

道路橋梁的規(guī)劃與設(shè)計(jì)是工程的靈魂工作，其中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分與混凝土結(jié)構(gòu)性裂縫的形成息息相關(guān)。道路橋梁的設(shè)計(jì)工作需要進(jìn)行細(xì)致的地質(zhì)考察，根據(jù)道路橋梁的修建目的和當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境特點(diǎn)來(lái)設(shè)計(jì)橋梁，期間要考慮到橋梁的結(jié)構(gòu)問題，許多道路橋梁的混凝土裂縫問題都是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，并且沒有充分考慮到道路橋梁的實(shí)際使用需求，使得道路橋梁在通行過程中實(shí)際承壓超過了最大設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，或者道路橋梁的結(jié)構(gòu)應(yīng)力不平衡，導(dǎo)致道路橋梁運(yùn)行時(shí)因結(jié)構(gòu)被破壞從而出現(xiàn)縫隙，因此在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮使用需求和現(xiàn)場(chǎng)條件，從設(shè)計(jì)上提高道路橋梁的質(zhì)量。

3.2 施工因素

施工不夠規(guī)范是形成混凝土裂縫的主要原因之一，許多道路橋梁的施工方不夠?qū)I(yè)，在施工的地基搭建、混凝土配比、混凝土澆筑、后期養(yǎng)護(hù)等多個(gè)環(huán)節(jié)存在著技術(shù)問題。先從地基搭建來(lái)說(shuō)，地基是道路橋梁工程的根本，如果不能進(jìn)行良好的地基施工，那么其他工作都是空中樓閣，經(jīng)不起一點(diǎn)考驗(yàn)，都會(huì)隨著地基的塌陷而被破壞；混凝土配比是影響混凝土工程質(zhì)量的重要因素，在配比時(shí)如果含水量過高會(huì)出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，從而造成裂縫；如果混凝土骨料土壤含量過高會(huì)出現(xiàn)干縮裂縫，混凝土雜質(zhì)太多會(huì)導(dǎo)致抗壓能力減弱，使得工程達(dá)不到抗壓標(biāo)準(zhǔn)；混凝土澆筑是道路橋梁施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如果沒有按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定作業(yè)，那么將會(huì)導(dǎo)致支架和模板的變形，影響地基的穩(wěn)定性[2]。

3.3 材料因素

混凝土是由水泥、水、骨料、摻和料、外加劑等多種材料組成的，每種材料都有自己的作用，一旦其中的某一種材料有質(zhì)量問題，那么攪拌之后形成的混凝土都會(huì)有質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。以骨料來(lái)舉例，骨料在混凝土中起到支撐作用，主要材料是各種砂石，水泥加水?dāng)嚢钑r(shí)需要添加骨料才能保證混凝土的結(jié)構(gòu)性，骨料不合格會(huì)影響到混凝土攪拌時(shí)添加的水量，影響到混凝土的收縮性能，從而導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫?；炷翑嚢鑼?duì)水質(zhì)也有一定要求，水中不能含有雜質(zhì)，水中氯化物、硫酸鹽、硫化物的含量都應(yīng)滿足檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，否則會(huì)影響混凝土的凝結(jié)性和強(qiáng)度，對(duì)鋼筋造成腐蝕。摻和料和外加劑在攪拌時(shí)會(huì)與水、砂石等多種材料進(jìn)行接觸，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題可能會(huì)導(dǎo)致一系列的化學(xué)反應(yīng)，會(huì)使得混凝土出現(xiàn)裂縫。

3.4 環(huán)境因素

環(huán)境是造成混凝土裂縫出現(xiàn)的主要原因之一，但這些因素可以通過人為干預(yù)來(lái)避免，常見的環(huán)境影響有凍脹問題、高溫問題、惡劣天氣影響。首先是混凝土的凍脹問題，混凝土經(jīng)過攪拌之后內(nèi)部存在著許多細(xì)小的縫隙，這些縫隙中有空氣和水，在環(huán)境溫度降低至零度以下時(shí)，縫隙中的水會(huì)因?yàn)榈蜏囟Y(jié)冰，水結(jié)冰時(shí)體積會(huì)發(fā)生膨脹，最終導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫；混凝土本身的散熱能力差，在高溫環(huán)境下，混凝土結(jié)構(gòu)中心的溫度較高，往往能達(dá)到60oC，長(zhǎng)時(shí)間的高溫會(huì)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生危害，如果在這時(shí)外界由于環(huán)境變化氣溫降低，混凝土由于散熱能力差內(nèi)部氣溫會(huì)遠(yuǎn)高于外界，這導(dǎo)致混凝土內(nèi)外會(huì)形成較大的溫差并產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，最終使混凝土產(chǎn)生裂縫；惡劣天氣則包括冰雹、暴雨、暴雪等天氣，尤其是橋梁施工過程中，這一類天氣會(huì)造成氣溫的迅速降低，對(duì)混凝土造成不利影響，暴雨所夾雜的暴風(fēng)天氣對(duì)具有一定長(zhǎng)度和高度的橋梁有所影響，暴雨帶來(lái)的河水上漲也會(huì)沖刷橋梁的橋柱和地基，對(duì)道路橋梁帶來(lái)一定程度的結(jié)構(gòu)壓力。

3.5 養(yǎng)護(hù)因素

養(yǎng)護(hù)是道路橋梁混凝土施工的重要步驟，該步驟直接決定著混凝土工程的質(zhì)量，需要專業(yè)的養(yǎng)護(hù)人員進(jìn)行該工作。對(duì)于混凝土工程的養(yǎng)護(hù)主要集中在模板拆除之后，主要是進(jìn)行保溫、灑水、陰干、通風(fēng)等工作，通過這些步驟來(lái)保證混凝土工程的強(qiáng)度和質(zhì)量，防治混凝土出現(xiàn)裂縫。

4 道路橋梁施工中混凝土裂縫的有效治理策略

4.1 優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，防止結(jié)構(gòu)性裂縫出現(xiàn)

優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是減少結(jié)構(gòu)性裂縫出現(xiàn)的根本方法，在道路橋梁規(guī)劃設(shè)計(jì)階段應(yīng)先對(duì)當(dāng)?shù)氐默F(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行精細(xì)的勘察，勘察內(nèi)容包括當(dāng)?shù)氐臍夂颉⒌刭|(zhì)、降水條件等等，不同地質(zhì)環(huán)境下的道路橋梁設(shè)計(jì)具有不同的特點(diǎn)；設(shè)計(jì)者要根據(jù)該道路橋梁的主要用途來(lái)考慮道路橋梁的載荷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，例如國(guó)道、省道和高速公路的地基、路面寬度、坡度、載荷能力、通過能力都有所不同；在道路橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，道路橋梁的結(jié)構(gòu)應(yīng)力要平衡，這樣的橋梁壽命更高，能極大減少混凝土出現(xiàn)裂縫的情況。

4.2 加強(qiáng)道路橋梁施工中的材料質(zhì)量質(zhì)控

材料質(zhì)量控制主要分為三個(gè)方面：

一是采購(gòu)環(huán)節(jié)，在混凝土裂縫問題中涉及的材料有水泥、水、骨料、摻和料、外加劑和鋼筋，每種材料都應(yīng)從正規(guī)廠商處購(gòu)買，采購(gòu)時(shí)應(yīng)對(duì)材料質(zhì)量進(jìn)行檢查，尤其是鋼筋、水泥和骨料，這三種材料的應(yīng)用最為廣泛，更是道路橋梁混凝土結(jié)構(gòu)中的支撐性材料，骨料含土壤量太高、水泥變質(zhì)以及鋼筋強(qiáng)度不合格都會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。

二是材料保存環(huán)節(jié)，在道路橋梁施工中，各種材料并非現(xiàn)用現(xiàn)買，而是根據(jù)計(jì)劃分批次進(jìn)行購(gòu)買，以免出現(xiàn)材料不足或材料浪費(fèi)現(xiàn)象，各種材料在運(yùn)輸至工地后需要進(jìn)行臨時(shí)的保存，而不同材料的保存方法也有所不同；以水泥來(lái)舉例，水泥保存時(shí)要注意防雨、防潮，不能隨意堆在工地上，需要一個(gè)專屬倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行保存，否則很容易發(fā)生變質(zhì)而無(wú)法使用；鋼筋的保存與水泥相似，都需要注意防雨防潮，最好放在干燥的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，同時(shí)要避免酸、堿、鹽性質(zhì)的材料與鋼筋同時(shí)存放，這類材料會(huì)對(duì)鋼筋造成腐蝕，水泥就是其中一種，除此之外，鋼筋要按照型號(hào)存放，方便取用。

三是材料配比環(huán)節(jié)，混凝土的材料配比要根據(jù)施工需求進(jìn)行，不同的配比方式影響著混凝土的特性和質(zhì)量，例如注水量就影響著混凝土的變形問題，控制好注水量能提升混凝土的抗裂性，骨料的量決定著混凝土的黏合性和結(jié)構(gòu)性，混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度可以通過加入U(xiǎn)EA 和CSA 添加劑來(lái)增強(qiáng)，這些添加劑能減少混凝土出現(xiàn)裂縫的可能性。

4.3 提升道路橋梁施工中的技術(shù)水平

提升道路橋梁工程質(zhì)量也可以通過規(guī)范施工流程來(lái)完成，其中需要注意的施工流程包括增加輻射筋、模板支撐、水泥澆筑以及振搗流程等。首先是鋼筋的安裝環(huán)節(jié)，工人要注意鋼筋的安裝位置，避免出現(xiàn)鋼筋外露問題，工人可以通過增加輻射筋和負(fù)筋的配置來(lái)增加混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，混凝土裂縫的應(yīng)力作用方向與輻射筋相同，負(fù)筋則能夠抑制裂縫的產(chǎn)生；加強(qiáng)模板支撐則能夠使工程結(jié)構(gòu)更加合理，在模板架設(shè)時(shí)要充分考慮到地基土的性質(zhì)以載荷力和承載力為主；在澆筑環(huán)節(jié)要把握好混凝土入模時(shí)的溫度，以免出現(xiàn)過度收縮現(xiàn)象，在工人進(jìn)行層狀混凝土的澆筑施工時(shí)，可以考慮采用分層澆筑法，該方式能降低混凝土溫度增加的速度，避免因溫度差出現(xiàn)的裂縫問題，如果混凝土的結(jié)構(gòu)超過其厚度的3 倍，則需要運(yùn)用斜坡分層澆筑的方法，按一定的順序、方向、厚度分層澆筑混凝土，該方法要求在下層混凝土初凝前完成上層的澆筑，這樣能夠減少混凝土層間的縫隙，確保混凝土結(jié)構(gòu)的完整性[3]。

4.4 做好道路橋梁施工中的溫度控制

內(nèi)外部的溫度差是混凝土出現(xiàn)裂縫的主要原因之一，因此做好溫度控制是保證道路橋梁混凝土施工質(zhì)量的有效方法。溫度控制主要集中在混凝土施工的施工計(jì)劃、混凝土配比、澆筑三個(gè)環(huán)節(jié)中。在計(jì)劃施工時(shí)，管理者要充分考慮到混凝土施工的時(shí)間和季節(jié)，盡量避免在極端天氣下進(jìn)行施工，過冷和過熱都會(huì)影響工程的進(jìn)度和質(zhì)量；混凝土配比時(shí)，混凝土的溫度可以通過攪拌用水的溫度進(jìn)行控制，該方法主要應(yīng)用在冬季施工中，天氣過冷會(huì)導(dǎo)致混凝土初凝時(shí)間和終凝時(shí)間延長(zhǎng)，除了水溫控制之外，工人可以通過使用早強(qiáng)型水泥和適當(dāng)提高水泥用量來(lái)解決此問題；混凝土澆筑環(huán)節(jié)中，混凝土入模時(shí)的溫度需要嚴(yán)格控制，入模溫度影響著水泥的收縮，我國(guó)對(duì)混凝土入模的溫度要求是低于28oC，在施工時(shí)工人要注意溫度測(cè)量工作，在混凝土澆筑之后，工人要做好已澆筑部分的防曬保溫工作，保障混凝土不會(huì)出現(xiàn)裂縫。

4.5 道路橋梁施工中的后期養(yǎng)護(hù)工作

混凝土的后期工作是保障混凝土工程強(qiáng)度的關(guān)鍵點(diǎn)，主要的養(yǎng)護(hù)工作內(nèi)容就是降溫、保溫和通風(fēng)。降溫工作主要針對(duì)夏季高溫天氣，主要方法有兩點(diǎn)，一是對(duì)混凝土工程進(jìn)行遮擋，在混凝土上覆蓋一層木板、遮陽(yáng)布等材料，防止混凝土因太陽(yáng)直曬而快速升溫；二是由養(yǎng)護(hù)工人進(jìn)行灑水降溫，灑水目的不止降溫，還起到保濕的作用，經(jīng)常灑水有助于混凝土結(jié)構(gòu)平穩(wěn)，通常在混凝土靜置結(jié)束后，就會(huì)立即灑水養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)要持續(xù)兩到三天，根據(jù)實(shí)際情況而定；保溫工作主要存在于冬天和北方溫度較低的地區(qū)，混凝土溫度過低會(huì)增加自身的凝結(jié)時(shí)間，保溫工作主要是應(yīng)用保溫材料覆蓋混凝土表面，抑制混凝土的散熱，常用的保溫材料有保溫網(wǎng)格布、玻璃棉制品、隔熱毯等等。

4.6 道路橋梁工程中混凝土裂縫的修補(bǔ)加固工作

對(duì)于混凝土表面的裂縫，工人一般采取修補(bǔ)加固的方法，常用的修補(bǔ)加固方法有兩種，一是貼縫技術(shù)，該方法主要針對(duì)裂縫深度小于5cm 左右的道路橋梁中，工人會(huì)將裂縫中的雜物進(jìn)行清理，然后向裂縫內(nèi)灌入修補(bǔ)材料加以填充，灌注材料切記要將裂縫完全灌滿，作業(yè)人員需要用工具將裂縫口清理平整；二是罩面技術(shù)，該技術(shù)主要用于由地基沉降導(dǎo)致的路面裂縫問題，該技術(shù)十分簡(jiǎn)單，只需要作業(yè)人員在裂縫表面鋪設(shè)一層細(xì)石薄水泥即可，用該技術(shù)修補(bǔ)后的路面十分平整，還具有一定的防滑效果。這兩種方法具有普適性，適用于絕大多數(shù)的道路橋梁維修工作。

5 結(jié)語(yǔ)

設(shè)計(jì)不合理、溫度差、施工不當(dāng)、養(yǎng)護(hù)不當(dāng)?shù)仍蚨紩?huì)造成道路橋梁混凝土裂縫問題，施工方應(yīng)對(duì)這些環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，做好橋梁設(shè)計(jì)工作，保障施工順利進(jìn)行，對(duì)應(yīng)用的材料進(jìn)行嚴(yán)格篩選、仔細(xì)保存、科學(xué)使用，不斷提高自身的施工技術(shù)，做好施工后的道路養(yǎng)護(hù)工作，對(duì)于道路橋梁的混凝土裂縫采用合適的方法進(jìn)行修補(bǔ)，為人民群眾的出行安全提供保障。