公路工程施工中混凝土裂縫成因與措施探討

摘要：在社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技飛速發(fā)展的背景下，公路工程的建設(shè)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(zhì)量?；诖?，本文首先分析公路工程施工中混凝土產(chǎn)生裂縫的消極影響和裂縫產(chǎn)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(zhì)量提供參考。

關(guān)鍵詞：公路工程；混凝土；裂縫

公路工程是交通設(shè)施的重要組成部分之一，其施工質(zhì)量與交通安全息息相關(guān)?；炷猎诠饭こ痰氖┕み^程中得到廣泛運(yùn)用，原材料的質(zhì)量關(guān)系著工程的施工質(zhì)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(chǎn)生裂縫的問題時(shí)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(zhì)量刻不容緩。

一、公路工程施工中混凝土產(chǎn)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(dǎo)地位，混凝土原材料的質(zhì)量為工程施工質(zhì)量提供保障，裂縫是混凝土原材料常見的質(zhì)量問題，產(chǎn)生裂縫會(huì)降低整個(gè)工程的施工質(zhì)量和安全性?；炷亮芽p會(huì)增加公路負(fù)荷，再加上天氣情況的影響，雨天雪水會(huì)從縫隙流進(jìn)公路深處，導(dǎo)致裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大，引起公路坍塌，需要耗費(fèi)大量的資源進(jìn)行修補(bǔ)，甚至威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

二、公路工程施工中混凝土產(chǎn)生裂縫的成因

（一）荷載設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)，一旦超過標(biāo)準(zhǔn)會(huì)因?yàn)槌惺軌毫^大產(chǎn)生裂縫，影響整個(gè)工程的質(zhì)量。目前，很多施工單位對(duì)荷載設(shè)計(jì)不合理，僅根據(jù)計(jì)算機(jī)軟件的計(jì)算結(jié)果，沒有現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，造成結(jié)構(gòu)的受力與設(shè)計(jì)不相符，設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性大大降低，增加了混凝土開裂的危險(xiǎn)。

（二）溫度變化

熱脹冷縮是混凝土材料的主要物理性質(zhì)，當(dāng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部環(huán)境發(fā)生較大的溫度變化時(shí)，會(huì)引起混凝土的變形，造成混凝土開裂?？偨Y(jié)混凝土開裂原因，可以得出如下結(jié)論：首先，在冬季進(jìn)行道路建設(shè)項(xiàng)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(chǎn)生凍結(jié)現(xiàn)象，導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生膨脹應(yīng)力。同時(shí)，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(nèi)部的膨脹應(yīng)力不斷增大，超出內(nèi)部結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度，從而產(chǎn)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(huì)產(chǎn)生大量的熱量，如果不能及時(shí)釋放熱量，就會(huì)使混凝土的內(nèi)部溫度升高且高于混凝土表面，當(dāng)拉應(yīng)力超出混凝土的拉伸極限，會(huì)產(chǎn)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(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)工程的質(zhì)量，而收縮開裂主要與水泥含量和水分含量有關(guān)。在施工中，如果混凝土中含有大量水分，將會(huì)引起嚴(yán)重收縮從而開裂。凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)中水分的蒸發(fā)速度不同，如果不能合理控制濕度，也會(huì)引起開裂。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)生變形時(shí)，如果受力超其承受極限會(huì)發(fā)生收縮開裂。從混凝土收縮開裂的表面看，其結(jié)構(gòu)形式以平行、網(wǎng)狀為主，會(huì)對(duì)混凝土的抗?jié)B性產(chǎn)生很大影響，降低承載力和耐久性，不能有效保障整個(gè)工程的施工質(zhì)量與安全。

（四）人員操作不當(dāng)

施工人員的操作不當(dāng)會(huì)造成混凝土開裂。如果在分層澆筑時(shí)沒有嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，只靠工作經(jīng)驗(yàn)控制澆筑的時(shí)間和厚度，就會(huì)影響混凝土的質(zhì)量，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫。

（五）養(yǎng)護(hù)不到位

混凝土具有很強(qiáng)的吸水性，是一種吸水類建材，只有當(dāng)混凝土的濕度達(dá)到一定程度后才能固化。因此，在混凝土固化期間，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施，以確保獲得足夠的濕度，并合理控制內(nèi)外溫差與濕度，為固化質(zhì)量提供保障。但在實(shí)際的施工中，由于存在未落實(shí)的養(yǎng)護(hù)措施，導(dǎo)致水泥固化質(zhì)量達(dá)不到驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，影響著整個(gè)公路施工的安全運(yùn)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(chǎn)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(yù)埋件等因素的影響，導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生剪切應(yīng)力、拉應(yīng)力，從而產(chǎn)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(huì)產(chǎn)生泌水現(xiàn)象，在沉降期會(huì)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(jié)束后必須馬上修復(fù)，然后用壓力措施將其平整，以促使混凝土裂縫的愈合。同時(shí)，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(huì)造成混凝土結(jié)構(gòu)開裂，尤其是冬季，模板往往會(huì)在凍土上進(jìn)行支撐，一旦凍土融化，就會(huì)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(diào)整工程設(shè)計(jì)方案

公路工程建設(shè)的順利開展離不開合理的設(shè)計(jì)方案的支撐，設(shè)計(jì)方案對(duì)減少質(zhì)量問題的發(fā)生具有至關(guān)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(diào)整工程設(shè)計(jì)方案，目的在于展現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)和施工的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。因此，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，施工單位可以與專業(yè)的設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)深度合作，邀請(qǐng)專業(yè)的設(shè)計(jì)人員擬訂方案，確保設(shè)計(jì)工作科學(xué)合理。其次，在開展設(shè)計(jì)工作前，設(shè)計(jì)人員要全方位勘察施工現(xiàn)場(chǎng)，例如，地形地貌條件、線路的鋪設(shè)方向等，考慮混凝土的張力、內(nèi)部應(yīng)力等情況，確保設(shè)計(jì)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(qiáng)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(huì)直接影響工程的質(zhì)量。首先，在施工前，要對(duì)施工工人進(jìn)行嚴(yán)格的操作技能訓(xùn)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(shè)中的重要性，在混凝土材料的配比上，必須嚴(yán)格遵守施工規(guī)范，在調(diào)配工人時(shí)，要完善分配制度，以確保各施工項(xiàng)目的全面實(shí)施，同時(shí)要履行自身的職責(zé)，確保工程的順利進(jìn)行。

其次，要保障公路建設(shè)的有序進(jìn)行，對(duì)各施工團(tuán)隊(duì)精確分組，在每個(gè)團(tuán)隊(duì)中選出組織能力強(qiáng)、知識(shí)儲(chǔ)備豐富的隊(duì)長(zhǎng)，嚴(yán)格監(jiān)督隊(duì)員的建設(shè)過程。如果遇到問題，必須由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人處理，確保項(xiàng)目的進(jìn)度不會(huì)受到影響，有效解決日后公路在使用中產(chǎn)生的開裂問題。

再次，在施工場(chǎng)地內(nèi)還要配備施工設(shè)備，選材時(shí)一定要把質(zhì)量放在首位，確保材料達(dá)到國(guó)家規(guī)定，從根本上防止混凝土結(jié)構(gòu)開裂，確保公路項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

最后，公路企業(yè)要注重人才選拔，注重對(duì)工人理論知識(shí)的考查，在公路工程建設(shè)項(xiàng)目實(shí)施前，要統(tǒng)一培訓(xùn)工人，讓他們清晰認(rèn)識(shí)具體的操作和施工要求，為公路工程的施工質(zhì)量提供保障。

（三）控制原材料質(zhì)量

為了提高公路工程的混凝土施工質(zhì)量，施工單位要嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量，為后期的混凝土施工打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。嚴(yán)格管理和控制各工程材料的質(zhì)量，以提高公路工程建設(shè)質(zhì)量，為了防止不良物料流入工地，必須以信息化技術(shù)為基礎(chǔ)，全程控制原材料的質(zhì)量，為下一步的工程建設(shè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（四）規(guī)范施工標(biāo)準(zhǔn)

在公路工程建設(shè)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(yán)格把控施工工藝和技術(shù)。為了達(dá)到預(yù)期的施工目標(biāo)，要規(guī)范施工標(biāo)準(zhǔn)和施工技術(shù)，確保工作人員嚴(yán)格制定施工的組織方案、標(biāo)準(zhǔn)要求，包括混凝土的澆筑、振搗、抹平及養(yǎng)護(hù)等工作，從而為施工質(zhì)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(biāo)準(zhǔn)值，在進(jìn)行運(yùn)輸、攪拌、澆筑及振搗等工序時(shí)，混凝土內(nèi)部物料會(huì)產(chǎn)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(yīng)采用專用的冷卻水管對(duì)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(yīng)適當(dāng)設(shè)置冷卻水管進(jìn)行固定，以防止混凝土澆筑時(shí)發(fā)生變形和破壞，影響施工質(zhì)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(duì)混凝土冷卻，為了達(dá)到科學(xué)控制的溫度，必須設(shè)置測(cè)溫點(diǎn)，以有效監(jiān)控混凝土溫度，使內(nèi)外溫差小于25℃，避免產(chǎn)生溫度開裂。

（六）加大使用添加劑

經(jīng)驗(yàn)豐富的混凝土澆筑人員會(huì)根據(jù)具體的施工情況發(fā)掘新的預(yù)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(yù)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(qiáng)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(qiáng)防治，提高綜合性能，從而確保整個(gè)公路工程的質(zhì)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(duì)混凝土的質(zhì)量影響較大，因此必須采取科學(xué)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(shí)進(jìn)行二次模壓，以增強(qiáng)彈性。要達(dá)到以上目的，相關(guān)單位應(yīng)加強(qiáng)對(duì)工程質(zhì)量的管理與監(jiān)督。

（八）重視養(yǎng)護(hù)工作

混凝土養(yǎng)護(hù)工作的重要性不低于澆筑工作，如果養(yǎng)護(hù)工作不到位，會(huì)加大混凝土產(chǎn)生裂縫的可能性，在公路項(xiàng)目完工后，應(yīng)根據(jù)施工技術(shù)的需求，制定一套科學(xué)、嚴(yán)密的施工方案和技術(shù)規(guī)范，以確保后期養(yǎng)護(hù)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(hù)中，應(yīng)結(jié)合公路的實(shí)際運(yùn)營(yíng)狀況和季節(jié)變化，制定相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)技術(shù)方案，如果在夏季公路項(xiàng)目完工后，要做好養(yǎng)護(hù)工作，必須加強(qiáng)對(duì)混凝土的濕度控制，防止因缺水導(dǎo)致混凝土開裂，混凝土的水分含量可以通過適時(shí)噴水保濕處理和表面覆膜處理，實(shí)現(xiàn)科學(xué)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(shí)，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(hù)，提升公路工程的運(yùn)行水平。工作人員可以借助物理加固法的合理運(yùn)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(jié)構(gòu)性能。通過混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定點(diǎn)支點(diǎn)、鋼板的設(shè)置，提升整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，在保障混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，借助噴射混凝土的方法加固裂縫，提升混凝土結(jié)構(gòu)性能的穩(wěn)定安全。

四、結(jié)語

總而言之，公路工程作為重要的基礎(chǔ)建設(shè)，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(huì)直接影響公路工程的施工質(zhì)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(huì)受到主觀人為和客觀條件的雙重影響，在解決這一問題時(shí)，需要從人員、材料、施工客觀條件等方面采取有針對(duì)性的措施，從而確保問題得到切實(shí)解決，為公路工程的施工質(zhì)量提供可靠保障。

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作者簡(jiǎn)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。