道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析以及应对措施

摘要：在社会经济飞速发展的带动下，我国的交通运输获得了不断的发展和进步，也使得公路桥梁工程的数量日益增加。在道路桥梁施工中，混凝土裂缝的存在会对桥梁的使用安全造成一定的影响，因此需要施工人员的充分重视，针对混凝土裂缝产生的原因，采取相应的防治措施，减少和避免混凝土裂缝的产生，保证道路桥梁工程的施工质量。

关键词：道路桥梁；混凝土裂缝；成因分析；应对措施

中图分类号： U448 文献标识码： A

一、混凝土特点

混凝土在道路桥梁工程中应用非常广泛，为此，需要对混凝土的特性进行深入细致的了解。混凝土取材范围广，价格较为低廉，有很高的抗压强度，能够浇筑成各种不同的形状，易于养护，花费的成本较低，因此，混凝土作为一种优秀的材料被广泛应用于建筑结构中。然而，混凝土也存在一定的缺点，其抗拉能力较弱，因此，很容易产生裂缝。通过理论分析和工程实践，证明混凝土结构件的裂缝是不可避免的，只是裂缝大小的区别，有些裂缝非常小，不会对混凝土的使用造成影响，也不会降低其安全性能。在外部荷载力的作用下，一些裂缝会逐渐扩大，进而导致更多的裂缝产生。裂缝数量的增多和蔓延，使混凝土的强度与耐久性受到影响，严重时还会引起坍塌等事故的发生。

二、路桥施工中混凝土出现的问题

最近几年，我国的交通基础设施发展飞速，在数量和规模上都呈不断扩大的趋势。但这些桥梁的施工和使用期间，常常会因为混凝土结构裂缝的产生而使工程质量无法保证，严重者还会导致桥体坍塌。路桥工程中混凝土结构可能产生的问题主要有下面几点：首先，抗拉力过小。混凝土的组成成分一般包括碎石、卵石、水泥、砂和水，将这些物质充分拌匀再经过硬化产生的人造材料便是混凝土。这些材料中砂石、卵石等起到的是骨架作用，还能防止水泥的过渡收缩；水泥、砂和水组成的水泥浆则负责填充骨料间隙，保证骨料表面的平整。硬化之前的水泥浆具有润滑性，可以使混凝土拌合物具有良好的工作性能，硬化之后则有助于骨料凝结，使混凝土整体更加坚固。可是，混凝土原材料中除了水都为易碎材料，抗拉力差，如果混凝土受到外力发生形变，即使力量较小，也会使混凝土结构受力断裂。其次，混凝土的弹性过小。抗压强度高是混凝土材料的独有特性，可是混凝土结构的弹性却比较小，如果路桥表面所承受的负载太大或是受到的荷载力不均匀，则路面结构就无法将负载力进行驱散和均匀分摊，最终将会使路桥结构的某个部位不堪重负而出现裂缝。再次，混凝土结构易发生形变。混凝土结构同其他材料一样，也有着热胀冷缩的特性，如果外界环境或内部的温度产生突变，则混凝土本身也会发生改变。并且这种形变也会使混凝土内部出现应力，如果这种应力远远超过混凝土结构的抗拉强度便会产生裂缝。特别是进行施工时，混凝土很快就会凝结硬化，硬化过程中会产生水化热，水分子会被慢慢蒸发，温度降低的同时体积也会减少，这是产生变形的一方面原因。另一方面，混凝土表层水分损失速度快，但内部却慢，这便会使混凝土表面和内部的收缩比例不均匀，内部结构限制了混凝土的表面形变，使混凝土表面承受的拉力大于其可承受的极限，最终导致裂缝出现。最后，混凝土结构的耐久性较差。混凝土结构的最大优势一直是耐久性较好，但路桥工程的飞速发展，混凝土的广泛使用，人们发现混凝土的耐久性越来越无法满足人们的需求。抗渗性、抗冻性、抗腐蚀性是耐久性的主要表现，经过科学研究得出，混凝土的抗渗能力是非常好的，但是抗冻性和抗侵蚀性却比较差。在外界环境中承受了数次的冰冻和融化仍能恢复其本身强度和完整性的能力称为混凝土抗冻性。可一般的混凝土在环境温度小于零度时便会使膨胀力增加，使自身强度减小的同时导致裂缝产生。在酸碱盐等恶劣条件的腐蚀下表现出较好的抵抗力称为混凝土的抗侵蚀性。不过现今环境质量的不断下降、混凝土质量的偏差或是保护层厚度过小等因素的影响，都使混凝土严重的受到了二氧化碳、氯离子等侵蚀，这不但会使混凝土强度降低还会使混凝土的耐久性变差。

三、混凝土出现裂缝的原因

导致混凝土结构裂缝的因素有很多，但其中有许多因素都是因为各种力的相互作用而产生混凝土裂缝。因此，我们经过研究总结，把现今已有的各种混凝土问题分为下面五点：①路面承受的荷载过大而使混凝土产生裂缝。混凝土在长期的动静荷载和次应力作用下便会形成裂缝。这种情况下产生的裂缝包括直应力裂缝和次应力裂缝两种。直应力裂缝是在外力荷载的压力下直接出现的混凝土裂缝，但外部荷载在内部结构的反映，如挤压、变形等，这种情况下出现的裂缝称为次应力裂缝。②不可控的外界温度变化产生的裂缝。混凝土与水一样具有热胀冷缩的特性，所以外界环境或混凝土结构的变化都会使混凝土结构发生变形，如果这种变形再受到制约，便会在混凝土结构内部产生较大的应力，如果这种应力超过了混凝土自身所能承受的最大抗拉强度，则会直接导致温度裂缝的出现。温度裂缝有别于其他种类裂缝的最大特征就是这种裂缝会随着温度的变化而产生变化。第三，收缩导致的裂缝，在桥梁施工建设的过程中，由于混凝土收缩而导致混凝土裂缝的现象是最为普遍的，混凝土收缩的种类可以分为塑性收缩、缩水收缩、自生收缩和碳化收缩四种情况。第四，施工材料质量不符合标准而导致的混凝土裂缝，混凝土是由碎石或卵石、砂、水泥和水拌合再加上外加剂所组成，而如果材料质量不过关，那么就会导致混凝土结构出现裂缝。第五，施工质量导致的混凝土结构裂缝，在公路桥梁施工建设的过程中，混凝土结构浇筑、预制构件的制作、起模、运输等环节一旦出现施工工艺不合理、施工工艺质量不合格等情况同样也会引起混凝土结构的裂缝。

四、道路桥梁施工中混凝土裂缝应对措施

（一）对裂缝进行温度控制并进行温度预测分析

在道路桥梁施工中，在没发生裂缝前就对裂缝进行温度控制和预测分析。在科技进步，现代化飞速发展的今天，可以采取很多高科技的技术手段对裂缝加以预测和控制。计算机仿真技术的应用使得对混凝土所处的温度场进行实时监控成为可能，充分考虑施工地的环境和气候，制订合理的温度控制标准和养护方案，确保施工期的混凝土质量，防止裂缝的产生。

（二）采用混凝土浇筑

混凝土浇筑是工程中修复裂缝时广泛采用的一种方式，与其他方法不同的是，在进行浇筑前需要对浇筑过程中的分块、分层顺序、浇筑物体的流向以及需要浇筑的长度、宽度、厚度和时间进行严格而精密的计算。在对混凝土进行振捣时，要加强振捣的强度，防止漏振和过振的发生，并且必须严格控制混凝土的温度。合理利用施工现场的各种资源，使混凝土能够持续供应，确保施工安全顺利进行。浇筑完成后，要做好水泥浆的清理工作。浇筑后的三四个小时内，首先要将混凝土表面刮平，使混凝土表面平整，接下来用铁滚筒进行碾压，做好收面工作，增强混凝土的严实性。收面工作完成后，还要覆盖养生，定期进行养护，把裂缝发生的可能性降到最低。

（三）采用通水冷却方案

防止大体积混凝土裂缝，需要使用冷却管施工时，采用薄壁钢管，不仅可以避免水化热造成混凝土内外温差过大降低混凝土内部温度，还可以避免漏水和阻塞等问题产生。此外，通过对冷却水的流量和温度进行监测，可以有效地监控混凝土内部温度。

（四）压力灌浆水泥灌注法

采用压力灌浆水泥灌注法时，需要在灌浆前对于裂缝的数量和范围进行细致的检测，根据检测结果确定钻孔位置和灌浆用量。进行钻孔操作时，要注意其科学性和合理性，孔深应穿过裂缝面一定的深度，深度的大小随结构的不同而不同。接下来，进行清理操作，采用从上到下的顺序，用水对钻孔进行逐层清理，最后用空气压缩机吹干。需要注意的是，灌注时必须封闭裂缝和空隙，以免灌浆通过大的裂缝或空隙流到结构表面，导致灌浆溢出。

结语

综上所述，在道路桥梁施工中，混凝土裂缝是十分常见的，不仅会影响公路桥梁的施工质量，还会影响其性能和使用寿命，对于道路桥梁工程的危害是十分巨大的。因此，工程施工人员和管理人员必须端正态度，充分重视裂缝问题，对裂缝产生的原因进行分析，采取合理有效的措施，切实做好裂缝的预防和治理工作，确保道路桥梁施工的安全稳定进行。