道路橋梁施工中混凝土裂縫成因分析及應(yīng)對措施

王偉民

（山西路橋橋隧工程有限公司，山西 朔州 036002）

0 引言

道路橋梁建設(shè)是一項(xiàng)對技術(shù)要求非常高的工程，而且該工程需要很強(qiáng)的系統(tǒng)性，以及專業(yè)性，對施工技術(shù)和各個(gè)施工環(huán)節(jié)、施工質(zhì)量的把控都非常嚴(yán)格。無論工程中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)漏洞，就會(huì)直接造成道路橋梁建成后的質(zhì)量問題，使得工程整體效果大打折扣，甚至?xí)斐芍卮蠼煌ㄊ鹿?，直接威脅人們的生命安全。而從已建成的道路橋梁工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)中，我們可以發(fā)現(xiàn)，如果混凈土不經(jīng)過專業(yè)的處理，就會(huì)出現(xiàn)裂縫，對道路橋梁質(zhì)量有巨大影響。所以，需要相關(guān)人員對此進(jìn)行深入研究，分析裂縫形成原因，科學(xué)合理地制定相應(yīng)的改良和應(yīng)對措施，提高道路橋梁施工質(zhì)量[1]。

1 造成道路橋梁工程中混凝土裂縫的因素

要找到引起道路橋梁工程中混凝土裂縫的因素，就要找準(zhǔn)痛點(diǎn)，才能更精準(zhǔn)、更科學(xué)地找到相應(yīng)的應(yīng)對策略，改善混凝土裂縫問題，優(yōu)化道路橋梁施工質(zhì)量。

1.1 混凝土溫度問題

受到外部環(huán)境的影響，工程現(xiàn)場溫度會(huì)產(chǎn)生變化，而混凝土的溫度變化會(huì)在很大程度上影響其施工質(zhì)量，而裂縫出現(xiàn)的主要原因，也跟混凝土的溫度變化有關(guān)。在熱脹冷縮的原理下，混凝土外部溫度環(huán)境的變化給導(dǎo)致其出現(xiàn)相應(yīng)的冷縮熱脹情況。比如，當(dāng)天氣突然降溫時(shí)，混凝土?xí)捎诶淇s而造成沉降問題，而當(dāng)氣溫升高，陽光暴曬時(shí)，混凝土由于熱脹原理，會(huì)不斷膨大。熱脹冷縮在混凝土結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生力而使其形變，如果熱脹冷縮的壓力高于混凝土自身能夠承受抗裂極限范圍，那么混凝土中就會(huì)出現(xiàn)裂縫，并且產(chǎn)生的裂縫體積也會(huì)隨著周圍氣溫的變化以及混凝土溫度變化而產(chǎn)生變化。

1.2 混凝土載荷問題

道路橋梁中的混凝土結(jié)構(gòu)有固定的載荷承重范圍，如果混凝土承載了超過其自身承壓極限的重量，也容易出現(xiàn)裂縫問題。從混凝土荷載問題的角度來看，混凝土產(chǎn)生的裂縫有兩種，分別是直接應(yīng)力、次應(yīng)力裂縫。具體而言，混凝土直接應(yīng)力裂縫，是因?yàn)榛炷镣獠亢卧趬毫Τ^直接應(yīng)力極限而產(chǎn)生，這種情況主要是因?yàn)榛炷恋挠?jì)算模型不夠科學(xué)，混凝土的實(shí)際結(jié)構(gòu)受力與預(yù)期的設(shè)計(jì)存在偏差。而次應(yīng)力裂縫主要是在混凝土結(jié)構(gòu)受到外部載荷的次應(yīng)力所產(chǎn)生的。在這一情況下，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與其實(shí)際情況仍然存在差距，次應(yīng)力所造成的裂縫自然也很容易出現(xiàn)[2]。

1.3 混凝土原材料質(zhì)量問題

構(gòu)成混凝土的原材料質(zhì)量決定了道路橋梁工程質(zhì)量，構(gòu)成混凝土的原材料中包含了水泥、外加劑、摻和料等，相關(guān)材料的質(zhì)量選擇都有嚴(yán)格要求，一旦混凝土原材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，就會(huì)很大程度上影響混凝土的質(zhì)量，從而影響到整個(gè)道路橋梁施工質(zhì)量，造成裂縫出現(xiàn)。構(gòu)成混凝土的材料當(dāng)中，骨料質(zhì)量決定了混凝土最終的強(qiáng)度，所以選擇骨料必須遵循相關(guān)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)。另外，混凝土在攪拌環(huán)節(jié)，加水量會(huì)影響到混凝土的收縮性，如果水量控制不夠科學(xué)，混凝土裂縫問題是很容易出現(xiàn)的。除了骨料質(zhì)量和水量的把控之外，混凝土中的摻合料以及外加劑也非常重要，需要根據(jù)科學(xué)的配比來調(diào)和混凝土中的各個(gè)原材料占比。如果各種摻合料和外加劑分量把控不到位，它們與骨料混合攪拌所產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)就會(huì)降低混凝土最終的質(zhì)量，甚至?xí)霈F(xiàn)混凝土裂縫。

1.4 混凝土沉降裂縫問題

在道路橋梁工程中，如果混凝土出現(xiàn)沉降，那么就會(huì)出現(xiàn)混凝土裂縫，而混凝土沉降成因也與施工中多個(gè)因素有關(guān)。在道路橋梁施工前，相關(guān)人員沒有提前做好相應(yīng)的地質(zhì)勘察工作，致使在施工前人員對地質(zhì)情況了解不夠全面，會(huì)很大程度上影響施工人員對地基的誤判，這種情況下，很容易出現(xiàn)地基不均勻沉降現(xiàn)象，從而導(dǎo)致混凝土裂縫問題。如果道路橋梁的地基處于地質(zhì)變化較大的區(qū)域，很容易因?yàn)椴煌貐^(qū)的地基情況差異而出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象。此外，在道路橋梁施工過程中，混用樁基礎(chǔ)和擴(kuò)大基礎(chǔ)、使用不同的樁徑、在高差較大的基底上使用擴(kuò)大基礎(chǔ)等，都很容易會(huì)導(dǎo)致混凝土沉降裂縫問題出現(xiàn)。當(dāng)?shù)缆窐蛄菏┕ぢ范蔚耐临|(zhì)較為松軟時(shí)，地質(zhì)不夠堅(jiān)固，地基土層容易松軟移動(dòng)，甚至有可能會(huì)受到地下水位的影響，產(chǎn)生上浮情況，從而加大混凝土的基礎(chǔ)荷載。項(xiàng)目施工過程中各種影響因素非常繁雜，一旦疏忽，就會(huì)造成混凝土沉降裂縫，需要相關(guān)施工人員引起重視[3]。

1.5 對混凝土養(yǎng)護(hù)不到位

在路橋工程施工當(dāng)中，如果混凝土養(yǎng)護(hù)不專業(yè)，就不能確保其質(zhì)量和效果?；炷潦怯筛鞣N骨料、外加劑和摻合料等加入定量的水?dāng)嚢瓒桑瑪嚢柰瓿傻幕炷寥绻貌坏郊皶r(shí)的養(yǎng)護(hù)，水分蒸發(fā)超過標(biāo)準(zhǔn)就會(huì)影響混凝土的質(zhì)量，使混凝土內(nèi)外部結(jié)構(gòu)發(fā)生收縮、干裂等問題。而混凝土養(yǎng)護(hù)不到位，主要是與人為因素有關(guān)。部分施工團(tuán)隊(duì)由于沒有科學(xué)完善的宮人管理制度，施工分工不明確，導(dǎo)致混凝土養(yǎng)護(hù)問題得不到工人重視，沒有專門的人員進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，混凝土水分蒸發(fā)問題自然也得不到關(guān)注。此外，施工團(tuán)隊(duì)的工人專業(yè)水平不夠也會(huì)導(dǎo)致他們?nèi)鄙傧嚓P(guān)專業(yè)概念，從而忽視了混凝土養(yǎng)護(hù)工作。

1.6 施工團(tuán)隊(duì)操作問題

在路橋項(xiàng)目中，部分工程需要外包，因而團(tuán)隊(duì)施工工人會(huì)存在一定的施工能力差異，并且施工團(tuán)隊(duì)的整體管理質(zhì)量上也會(huì)存在參差，因此當(dāng)施工團(tuán)隊(duì)專業(yè)能力不夠，出現(xiàn)操作不當(dāng)行為時(shí)，也會(huì)造成混凝土裂縫問題。具體而言，在混凝土材料運(yùn)輸過程中，如果沒有專業(yè)的運(yùn)輸器具，混凝土在運(yùn)輸過程中長時(shí)間閑置，會(huì)容易形成離析問題，從而影響到混凝土材料質(zhì)量。在混凝土澆筑施工處理過程中，導(dǎo)管的應(yīng)用和振搗如果操作不當(dāng)，也有可能會(huì)導(dǎo)致材料澆筑不均勻，振搗不夠嚴(yán)密，出現(xiàn)較大空隙等，如果不按照規(guī)定進(jìn)行操作，那么就會(huì)出現(xiàn)混凝土裂縫。同樣，在混凝土養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)，相關(guān)施工人員操作不當(dāng)或者缺乏相關(guān)專業(yè)知識(shí)，導(dǎo)致混凝土養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，把握不好養(yǎng)護(hù)周期，也有可能會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)性能出現(xiàn)變化，進(jìn)而影響到混凝土的質(zhì)量[4]。

2 道路橋梁施工中混凝土裂縫的應(yīng)對措施

2.1 注重混凝土溫度變化

針對以上分析的混凝土溫度變化導(dǎo)致裂縫的問題，需要相關(guān)人員在施工過程中加強(qiáng)對混凝土溫度變化的重視，嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)控制溫度，避免因?yàn)闇囟葐栴}造成混凝土裂縫。在攪拌混凝土過程中，要根據(jù)實(shí)際情況去添加攪拌水量，確保將混凝土的溫度控制在科學(xué)范圍內(nèi)。當(dāng)施工天氣過熱時(shí)，除了要加強(qiáng)對混凝土的溫度控制，還要注意，不能將混凝土長時(shí)間堆放在一起，注意攪拌方式，確?；炷翑嚢杈鶆?。如果施工當(dāng)中外部環(huán)境溫度過高，那么要及時(shí)給攪拌的混凝土進(jìn)行加水，確?；炷林械乃趾亢蜏囟榷荚谶m宜范圍，而當(dāng)天氣過冷時(shí)，也要注意做好混凝土的保溫工作，避免溫度過低導(dǎo)致混凝土凍結(jié)，影響攪拌質(zhì)量。相關(guān)人員在要提前預(yù)判好混凝土的溫度，不能等溫度過高或者過低時(shí)，臨時(shí)采取措施補(bǔ)救，最好能夠提前監(jiān)測混凝土的溫度，有目的地去進(jìn)行預(yù)防和調(diào)整，從而有效規(guī)避混凝土裂縫問題。比如混凝土中水泥的挑選，就可以具體情況選擇水化熱低的水泥，從而避免澆筑過程中出現(xiàn)過熱的情況。在澆筑過程中，要做好振搗和攪拌工作，當(dāng)混凝土溫度過高時(shí)，及時(shí)做好降溫處理，規(guī)避內(nèi)外溫差過大問題?？梢栽诨炷羶?nèi)設(shè)置冷水管和溫度測量儀器，當(dāng)發(fā)現(xiàn)混凝土中溫度過高時(shí)，冷水管及時(shí)注入水量，降低溫度。當(dāng)混凝土外部氣溫較低時(shí)，為了避免混凝土凍結(jié)，則需要做好保溫措施，確?；炷翜囟取．?dāng)外部氣溫過低，混凝土凍結(jié)概率增大時(shí)，應(yīng)當(dāng)暫時(shí)停止施工[5]。

2.2 確保施工布局計(jì)算的科學(xué)性

為了確保道路橋梁施工的質(zhì)量，施工前的布局計(jì)算和設(shè)計(jì)方案要科學(xué)準(zhǔn)確。設(shè)計(jì)工作人員要立足項(xiàng)目地具體情況，科學(xué)合理地規(guī)劃好整個(gè)道路橋梁施工的布局，確保布局合理性。同時(shí)，還需要計(jì)算好道路荷載，著重計(jì)算施工過程中相關(guān)機(jī)械設(shè)備的荷載，保證計(jì)算荷載數(shù)值大于實(shí)際施工過程中所需荷載數(shù)值，從而避免混凝土過載而導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的情況發(fā)生[6]。

2.3 把控混凝土原材料質(zhì)量

混凝土的原材料選擇對其質(zhì)量有著直接的影響。在道路橋梁工程施工準(zhǔn)備階段，相關(guān)人員在選擇混凝土原材料時(shí)，要提前對工程以及施工實(shí)地有足夠的了解，明確道路施工要求和實(shí)地地基地質(zhì)情況后，再根據(jù)實(shí)際情況去選擇混凝土的原材料，確保材料的選擇符合施工對混凝土質(zhì)量的要求，杜絕水泥質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等問題而影響施工進(jìn)度。此外，在混凝土配置攪拌過程中，要嚴(yán)格把控好外加劑的使用量，在確?；炷临|(zhì)量的前提基礎(chǔ)下，適當(dāng)降低水量的使用，減少水泥材料的使用，以免出現(xiàn)溫度問題影響混凝土質(zhì)量。

2.4 沉降裂縫預(yù)防措施

為了減少混凝土沉降裂縫問題的出現(xiàn)，相關(guān)施工人員需要在施工時(shí)提前做好預(yù)防措施。具體而言，首先要確保道路橋梁施工的基礎(chǔ)設(shè)施施工準(zhǔn)確，操作無誤，防止混凝土澆筑過程中出現(xiàn)沉降問題，產(chǎn)生裂縫。其次，要確?；炷两Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，這需要相關(guān)人員從混凝土的材料選擇、攪拌以及溫度控制等各個(gè)方面去嚴(yán)格把控，確?；炷恋姆€(wěn)定性才能更大程度地避免沉降裂縫的出現(xiàn)。此外，要預(yù)防混凝土沉降裂縫問題，需要相關(guān)人員加強(qiáng)對地基沉降的監(jiān)督，及時(shí)發(fā)現(xiàn)地基沉降問題，從而有效才去應(yīng)對措施[7]。

2.5 加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)力度

在混凝土完成澆筑后，要按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行灑水，保障其溫度、濕度。及時(shí)的養(yǎng)護(hù)才能更大程度上避免各種裂縫問題的產(chǎn)生。在確?；炷帘砻鏈囟葷穸鹊耐瑫r(shí)，還需要在混凝土表面覆蓋防護(hù)罩，避免混凝土接受陽光暴曬，減少其水分流失的同時(shí)，保證混凝土的溫度控制在合適區(qū)域。為了保證混凝土成型，其養(yǎng)護(hù)周琦需要在14d以上。這需要施工團(tuán)隊(duì)自主做好團(tuán)隊(duì)分工，將混凝土的養(yǎng)護(hù)工作明確分發(fā)下去[8]。另外，要不斷提升工作人員的專業(yè)能力，了解混凝土養(yǎng)護(hù)相關(guān)知識(shí)，掌握相關(guān)技巧，做好混凝土養(yǎng)護(hù)工作。

2.6 施工人員施工技術(shù)操作要規(guī)范

要確保路橋工程混凝土使用規(guī)范，就要不斷加強(qiáng)工作人員操作的規(guī)范性、標(biāo)準(zhǔn)性，嚴(yán)格按照操作規(guī)范進(jìn)行施工。針對施工技術(shù)操作問題，需要施工團(tuán)隊(duì)加強(qiáng)把控，確保相關(guān)人員具備足夠的專業(yè)技術(shù)，從而確保路橋工程施工質(zhì)量[9]。在混凝土原材料選擇、攪拌、澆筑以及養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)，要嚴(yán)格把控相關(guān)人員的施工操作，嚴(yán)控施工流程，提高混凝土質(zhì)量。另外，施工管理團(tuán)隊(duì)要主動(dòng)為施工團(tuán)隊(duì)工人提供專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)機(jī)會(huì)，保證施工人員的技術(shù)操作熟練，具備相應(yīng)的技術(shù)操作水平[10]。在保證其施工技術(shù)操作水平的基礎(chǔ)上，還要培養(yǎng)施工人員的責(zé)任心和崗位責(zé)任意識(shí)，確保在施工過程中，相關(guān)人員都能認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)工作，從而提高整體施工質(zhì)量。

3 結(jié)語

綜上所述，道路橋梁施工環(huán)節(jié)復(fù)雜，對施工人員的操作技術(shù)要求高，要求嚴(yán)格。因此，要避免混凝土裂縫問題，需要相關(guān)人員在各個(gè)施工環(huán)節(jié)嚴(yán)格把控，防微杜漸?；炷亮芽p問題影響因素過多，需要深入研究，根據(jù)人員施工操作、施工材料選擇、施工完成后的養(yǎng)護(hù)等不同環(huán)節(jié)，做出各種應(yīng)對預(yù)案，避免混凝土中出現(xiàn)裂縫。