摘要:在變電站建筑施工檢查中.我們發(fā)現(xiàn)道路混凝土經(jīng)常會產(chǎn)生一些裂縫，這些裂縫的產(chǎn)生，會降低道路的使用年限和使用品質(zhì)。嚴重時形成路面損壞，影響工程質(zhì)量的整體效果。因此控制道路混凝土裂縫。提高道路施工質(zhì)量。成為一項重要的工作內(nèi)容。筆者根據(jù)多年的施工經(jīng)驗.經(jīng)觀察分析，從施工方面提出了一些預(yù)防措施.對道路裂縫的控制作初步探討。

關(guān)鍵詞:變電站;混凝土;裂縫

1 道路結(jié)構(gòu)概況

變電站道路工程從下到上一般由地基索土層、塊石、碎石墊層及混凝土面層三部分組成，所用材料:Mu20以上塊石和碎石，C25混凝土。道路寬度一般小于6 m。道路結(jié)構(gòu)斷面見圖1。

2水泥混凝土路面的特點和優(yōu)勢

1)水泥混凝土路面具有剛度大，強度高，穩(wěn)定性好，耐久性好，抗浸蝕能力強，板體性好的特點。2)日常養(yǎng)護費用低，在正常設(shè)計、施工、養(yǎng)護的條件下，僅是瀝青混凝土路面的1/3～1/4。3)我國水泥生產(chǎn)廠家分布廣，產(chǎn)量大，且水泥品種多，質(zhì)量穩(wěn)定，能夠滿足多種道路的使用要求。4)砂、石材料資源豐富，分布廣，就地取材容易。5)水泥混凝土機械施工技術(shù)成熟，施工工藝容易掌握，施工質(zhì)量能夠得到保障。

3 道路裂縫的原因分析

就混凝土自身而言，產(chǎn)生裂縫的機理一般認為是因為混凝土材料(包括水泥和粗細骨料)變形受約束所引起的內(nèi)應(yīng)力大于材料抗拉強度的緣故[1]。至于道路混凝土產(chǎn)生變形的原因包括外荷載作用和結(jié)構(gòu)次應(yīng)力作用f而變形指的是由于種種原因引起混凝土的變形，如溫度變形、收縮變形、不均勻沉降變形等等。當這些變形受到約束所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力大于材料的抗拉強度時就會導致混凝土開裂[2]?，F(xiàn)以變電站道路工程的實際情況分析混凝土裂縫產(chǎn)生的原因。

3.1 混凝土收縮作用產(chǎn)生裂縫

混凝土在凝固過程中產(chǎn)生收縮.同時受到基底和邊界的約束而產(chǎn)生約束應(yīng)力，當這些應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時，就會導致混凝土內(nèi)產(chǎn)生裂縫。當初始裂縫出現(xiàn)后，裂縫可以向上或向下延伸，當裂縫延伸到不能夠繼續(xù)產(chǎn)生開裂處，這種現(xiàn)象才會停止[8]。施工過程中，如混凝土的水灰比過大，養(yǎng)護不及時，冷縫處理不當?shù)染鶗鸹炷廉a(chǎn)生收縮裂縫。

3.2 路基下沉造成路面開裂

道路以土層為地基，通過路面?zhèn)髦镣粱斆娴拇怪眽毫?，將使土基或多或少地產(chǎn)生變形，土基的變形必然反映到路面.從而使路面也隨著變形，當變形量過大，由此產(chǎn)生的應(yīng)力超過混凝土的抗拉強度時，混凝土就產(chǎn)生了裂縫[3]。變形量的大小主要取決于地基土的密實度，密實度越大時，變形就越小，反之，變形就越大，也就越容易引起混凝土路面產(chǎn)生裂縫。因此，保證地基土的密實度符合設(shè)計要求.是控制道路混凝土產(chǎn)生裂縫的一個重要因素。

另外，施工過程中如施工荷載過大、施工工藝不當、混凝土強度不足、路面混凝土強度尚未達到設(shè)計強度就過早通行等原因均會造成混凝土裂縫。

3.3 混凝土路面產(chǎn)生不規(guī)則微裂縫的原因

水泥混凝土路面澆筑不久或施工階段完成后，其表面常會出現(xiàn)一些密集的不規(guī)則的網(wǎng)狀微裂縫。裂縫寬度一般為0.02mm～0.10mm，深度為2mm～10mm。產(chǎn)生微裂縫的主要原因是受混凝土自身材料的影響，另外，與施工中的一些不良因素也有關(guān)。

(1)水泥使用不當引起的路面微裂縫

1)雖然我國水泥生產(chǎn)廠家較多，但是小窯生產(chǎn)的水泥，往往質(zhì)量不穩(wěn)定，造成水泥強度等級不足或安定性不合格等導致路面出現(xiàn)微裂縫。2)不同品種、不同強度等級、不同批量生產(chǎn)的水泥混用也引起微裂縫。因為水化后初凝和終凝時間、水泥水化后應(yīng)時膨脹及后期冷縮的時間都不完全一致，因此混凝土表面很可能因水泥水化反應(yīng)時間不一致、膨脹收縮不一致而產(chǎn)生微裂縫。3)沒有根據(jù)施工環(huán)境特點合理選用水泥品種，也會造成微裂縫。

(2)骨料質(zhì)量不合格造成早期微裂縫的產(chǎn)生

1)砂石體積一般占混凝土體積的70% ～80%，砂石質(zhì)量直接影響混凝土的質(zhì)量。如果施工管理松懈、施工人員責任心不強，很容易在石子中混入膨脹性礦物，例如混入石灰塊，蒙脫石等，這些膨脹性礦物吸水后體積膨脹，也會造成路面的微裂縫。

2)用含泥量超標的骨料攪拌的混凝土，路面容易形成泥漿干縮裂縫，并且路面強度降低。

(3)外加劑使用不當或外加荊產(chǎn)品質(zhì)量不合格

在水泥混凝土路面施工中，常使用一些外加劑來提高混凝土強度、增加和易性和節(jié)約水泥，或在冬期施工中提高混凝土早期強度和抗凍性，或調(diào)整夏季施工混凝土的初凝時間，但使用不當或計量不準確也容易產(chǎn)生微裂縫。由于減水劑用量過大，導致混凝土坍落度過大，造成石子下沉和混凝土表面砂漿層過厚，也容易產(chǎn)生微裂縫。

新澆筑混凝土在終凝前，由于養(yǎng)護不及時，受天氣炎熱、干燥、多風的影響，會加快混凝土路面水分蒸發(fā)和風干，引起路面產(chǎn)生干縮裂縫。另外，由于混凝土面板受溫差的影響，也會產(chǎn)生溫縮開裂的現(xiàn)象。

3.4 路面通縫產(chǎn)生的原因

混凝土路面往往產(chǎn)生由表面至底面完全貫通的大裂縫，即混凝土路面完全斷裂成兩部分。通縫產(chǎn)生的原因主要有以下三點:

1)混凝土收縮產(chǎn)生的通縫。混凝土在凝固過程中，水泥中活性物質(zhì)與水發(fā)生化學反應(yīng)，產(chǎn)生水化熱，致使混凝土路面溫度全面升高。當混凝土恢復至環(huán)境溫度后，混凝土收縮長度為30mm，而混凝土的極限拉伸率只有0.1 mm/m 0.15 mm/m，所以混凝土的收縮長度足以使路面產(chǎn)生裂縫。由于路面的寬度一般為3 m～6 m，橫向收縮可以不予考慮，但縱向就難免被拉斷產(chǎn)生橫向通縫。另外，由于水泥中的有效成分在發(fā)生化學反應(yīng)結(jié)晶后，晶體體積收縮，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力。當拉應(yīng)力積蓄到一定程度，超過混凝土自身抗拉強度時，混凝土路面也容易在較薄弱的地方被拉斷，產(chǎn)生通縫。2)水泥混凝土是脆性材料，一旦外荷載超出了混凝土極限強度，混凝土板面便會出現(xiàn)斷裂。3)路基質(zhì)量差產(chǎn)生的通縫。路基質(zhì)量達不到設(shè)計要求或路基被水浸泡后軟化，在上部荷載作用下發(fā)生沉降變形引起的路面斷裂產(chǎn)生通縫。

3.5路面跑砂、起皮產(chǎn)生的原因

水泥混凝土路面跑砂、起皮產(chǎn)生的原因是多方面的，但人為因素占很大比例。1)使用質(zhì)量不合格、過期或受潮水泥容易產(chǎn)生離析、凝固不好等現(xiàn)象，導致路面跑砂、起皮。2)骨料中含泥量超標，混凝土澆筑后泥漿浮在表面，當混凝土凝固后，表面強度較低，也會產(chǎn)生跑砂、起皮。3)道路的表面積大，混凝土中的水分容易蒸發(fā)，尤其遇到高溫、大風、干燥天氣，混凝土失水速度更快，往往來不及進行壓實抹光，混凝土表面就已經(jīng)產(chǎn)生塑性干縮裂縫，這時工人往往在表面灑水，同時加少量水泥，進行壓實抹光。這樣所加水泥很難與原有混凝土結(jié)合成一個整體，當時雖然不容易發(fā)現(xiàn)，但經(jīng)過一段時期，在外部荷載作用下，就很容易出現(xiàn)跑砂、起皮。4)道路混凝土新澆筑后，由于養(yǎng)護不到位，減緩混凝土硬化速度，甚至停止硬化，致使表面水分喪失過多，表面強度大大降低，路面跑砂、起皮，也就在所難免。5)混凝土路面在沒有達到足夠的強度時，車輛和行人過早、過頻地行走，使混凝土路面遭受損壞，這樣也會導致跑砂、起皮。6)施工中氣溫過低，保溫措施不當，影響混凝土強度增長，也是導致道路跑砂、起皮的原因。7)施工單位偷工減料，不按設(shè)計要求的混凝土配合比規(guī)定去施工，使混凝土強度大大降低，也會導致跑砂、起皮。

4 控制混凝土裂縫的措施

4.1 基層材料問題

混凝土道路應(yīng)該具有足夠的強度、穩(wěn)定性和耐久性。雖然水泥砼路面板塊傳遞給基層的應(yīng)力已經(jīng)很小，基層不起最主要作用，但為能保證路面的整體強度，防止水泥砼板產(chǎn)生開裂、沉陷和錯臺，要求基層材料強度均勻、整體性好，表面密實平整，透水性好。如果有的強度高，有的強度低，在外力作用下它將使水泥路面產(chǎn)生不均勻下沉，這樣，砼板就會在強弱的接合處產(chǎn)生裂紋、下沉、隆起，致使砼板破壞，影響路面的使用品質(zhì)。因此，對基層的寬度、厚度、表面平整度和壓實度均應(yīng)嚴格檢查把關(guān)，尤其是對它的養(yǎng)護環(huán)節(jié)要特別重視，保持濕潤，否則將影響路基強度和穩(wěn)定性，降低使用壽命。

4.2 如何選擇砼材料

水泥砼面層直接承受行車荷載的作用和環(huán)境的影響，應(yīng)具有較高的抗拉壓強度、耐久性、耐磨性和抗滑性，還要求有較低的彈性模量和溫度膨脹系數(shù)，以減少溫度應(yīng)力。此外混合料還應(yīng)有適當?shù)氖┕ず鸵仔?，以及適宜的酸堿度和強度，強度合理。所以選擇好的材料是保證砼質(zhì)量最基本條件。路面用水泥應(yīng)具有抗拉彎強度高、收縮小，安定性與穩(wěn)定性好，抗磨性和耐久性強以及彈性模量低等技術(shù)品質(zhì)。目前路面用水泥應(yīng)采用硅酸鹽或普通硅酸鹽水泥，水泥強度不應(yīng)低于42.5。另外水泥的質(zhì)量及用量不僅對砼強度有直接影響，而且對新澆砼的某些性能，如凝結(jié)的硬化速度、砼的早期收縮開裂、磨耗等也會帶來一定影響。砼用砂應(yīng)具有高的密度和小的比面，以保證新拌砼有適宜的工作性，同時要嚴格控制水灰比，為此應(yīng)采用符合規(guī)定級配的中(粗)砂。所用的碎(礫)石應(yīng)質(zhì)地堅硬，并應(yīng)符合規(guī)定級配，最大粒徑不應(yīng)超過40ram，宜選用巖漿巖或未風化的沉積巖碎石，最好不用石灰?guī)r碎石，它易被磨光導致表面光滑，對于其針片狀顆粒含量、硫化物及硫酸含量、泥土雜物含量均要符合施工規(guī)范要求。拌制和養(yǎng)生砼的水，不應(yīng)含有影響水泥正常凝結(jié)和硬化的有害水質(zhì)、硫酸鹽類等，工業(yè)廢水、污水、沼澤、PH值小于4的酸性水、硫酸鹽含量超過水重1%的水都不宜使用，凡能飲用的自來水和清潔的天然水，一般都可采用。

為了改善砼的某些性能，有時制備砼的過程中摻入不超過水泥用量的外摻劑，修建路面常用的外摻劑有三類:減水劑或塑化劑、緩凝劑和引氣劑。所選用的外摻劑的質(zhì)量應(yīng)符合國家標準的規(guī)定。由于引用外摻劑后會改變砼對制圖工藝的要求，使用時應(yīng)特別小心，同時，要特別注意配量正確及混合料的拌和均勻。

4.3 地基土密實度的質(zhì)量控制

按設(shè)計或規(guī)范的要求.填土前，應(yīng)先清除地面雜草、淤泥、樹根等，并檢查回填土料的土質(zhì)是否適合于做為回填土。為保證土的密實度符合設(shè)計要求，應(yīng)經(jīng)過試驗確定回填土料的最佳含水率、分層厚度、碾壓遍數(shù)等，從而制定詳細的施工方案，并按方案進行回填。施工過程中對回填土的密實度要按規(guī)定進行檢驗，不符合要求的要進行返工處理。另外，施工中，往往忽略了挖土區(qū)路段土的密實度檢測.如果該路段土的密實度達不到設(shè)計要求，也會造成混凝土開裂。因此，在施工過程中也要注意對挖土區(qū)路段的地基土進行密實度檢測，若達不到要求就要進行碾壓處理。

4.4 片石、碎石層的質(zhì)量控制

在地基土回填至設(shè)計要求的高度，并經(jīng)檢驗合格后，則可進行片石、碎石墊層的施工 片石的擺放應(yīng)大面朝下，石間連接緊密，石縫以小石填塞，再鋪上一層約5cm厚的碎石層。為了使片石與地基土充分接觸，保證墊層的密實度符合設(shè)計要求，一般采用10t以上的壓路機對墊層進行碾壓。碾壓前，應(yīng)灑水濕潤，灑水量與氣溫、氣候干溫情況及石材含水量有關(guān)，以使全部石料濕潤為度。壓實標準以壓路機碾壓后輪跡深度不大于5mm為準口]。

4.5 混凝土的質(zhì)量控制

4.5.1 原材料及配合比的控制

由于水泥和粗細骨料的大小、形狀、強度對混凝土主要性能有很大影響，在實際施工中一般選用符合以下要求的道路混凝土材料:

(1)水泥;采用425號及以上的普通硅酸鹽水泥，當使用礦渣水泥時，要嚴格控制用水量.適當延長攪拌時間，井加強搗實工作。

(2)砂:采用潔凈、堅硬，符合規(guī)定級配、細度模數(shù)在2.5以上的粗砂或中砂。

(3)碎石:由于所施工的混凝土厚度不大(一般20～25cm).石料的最大粒徑應(yīng)不大于5cm。

為保證混凝土達到設(shè)計所規(guī)定的強度，要解決好混凝土的強度及和易性問題，混凝土的配合比應(yīng)經(jīng)過試驗確定。為減少混凝土收縮變形，水的用量應(yīng)嚴格控制.保證混凝土的坍落度控制在2～3cm范圍內(nèi)。

4.5.2 澆筑工藝

澆筑混凝土前，先要確定施工縫位置.一塊混凝土板必須一次連續(xù)澆筑完畢。攤鋪混凝土時，先鋪邊角處，再攤鋪中間?；炷恋恼駬v要密實，不能漏搗，澆筑順序按從遠到近后退法施工。為防止表面開裂，混凝土澆筑完一段路面后用術(shù)抹子或磨平機抹面，再用鐵滾碾壓幾遍。初凝后，用磨光機收光，這樣可以避免由于水分過快散失而出現(xiàn)千縮裂縫。磨光機抹面的時間視氣溫而定，在常溫下為2～3h。抹面后使用壓縫器沿橫坡方向輕輕拉毛。

4.5.3 伸縮縫的設(shè)置

混凝土在硬化過程中產(chǎn)生收縮，在使用過程中隨著環(huán)境溫度的變化產(chǎn)生收縮和伸張.為減少由于混凝土變形產(chǎn)生的應(yīng)力，防止混凝土產(chǎn)生不規(guī)則裂縫，在混凝土道路施工中，需要人為地設(shè)置一些伸縮縫。伸縮間距一般為20m。在與工程結(jié)構(gòu)物銜接處，道路交叉和填挖土方變化處，應(yīng)做成伸縫 施工中要保證相鄰混凝土板在伸縫處分隔清楚。道路的縮縫采用切割法施工，間距一般為5～7m。根據(jù)經(jīng)驗，在混凝土強度達到設(shè)計強度的25～30 時即可進行鋸縫。若鋸縫時間太遲，混凝土極容易產(chǎn)生裂縫。

4.5.4 混凝土的養(yǎng)護

養(yǎng)護是混凝土施工工藝中重要的一項內(nèi)容，養(yǎng)護的好壞直接關(guān)系到混凝土裂縫的產(chǎn)生。在道路蘸工中，我們一般采用稻草覆蓋或鋸末覆蓋，在混凝土澆筑完成4 h后，即進行灑水養(yǎng)護。為更好地控制混凝土產(chǎn)生裂縫，養(yǎng)護時間不能按普通混凝土所要求天數(shù)進行，養(yǎng)護天數(shù)應(yīng)不少于14天。

4.6 合理安排混凝士施工時間

變電站工程主要由建筑工程和電氣安裝工程兩部分組成，一般在建筑工程(包括混凝土道路)施工完成后，移交電氣安裝。在電氣安裝過程中，有大量的重型桿件、設(shè)備(包括重達100多t的變壓器)要運輸、吊裝，產(chǎn)生的施工荷載直接作用在路面上 通過觀察可知，施工荷載過大或作用力過于集中，超過了混凝土道路的設(shè)計承載力，會導致混凝土開裂。我們改變以往的做法，根據(jù)工程施工的實際情況，調(diào)整了混凝土路面的澆筑時間，即在移交電氣安裝前，僅把道路的路基及片石、碎石墊層按設(shè)計要求鋪設(shè)好，能滿足電氣安裝施工的需要即可，而暫不澆筑混凝土路面。待大型的桿件、設(shè)備的運輸和吊裝完成后，再進行混凝土路面施工，這樣可以避免混凝土路面受到損壞，減少混凝土裂縫的出現(xiàn)。

5 伸縫存在問題殛原因分析

5.1 存在問題

變電站工程的道路基層為原施工的臨時道路面層，上鋪7cm碎石墊層碾壓夯實，路面為22cm的C30混凝土。2004年2月施工結(jié)束后，當年6月在氣溫升高至30℃時，發(fā)現(xiàn)局部道路伸縫處有起拱現(xiàn)象，最大高差達到0.7cm左右，伸縫寬度由2.5cm縮至0.8cm。

5.2 主要原因

5.2.1 環(huán)境溫度

道路工程施工時間是從2003年底至2004年初，平均施工溫度在8-10℃左右，混凝土體積處在冷縮狀態(tài)，當氣溫升高至30℃左右時，道路表面溫度可升高至50～60℃，由于路面為薄壁結(jié)構(gòu)且受熱面積大、混凝土的熱膨脹率和溫度敏感性也較大、路面基層使用材料的不同等原因，加之氣溫逐年升高，使伸縫尺寸逐漸減小，而我們卻仍按施工設(shè)計圖紙的尺寸要求設(shè)置伸縫，由于在主干道、次干道與主干道交接處、電纜溝與次干道交接處等局部道路的伸量較大，使伸縫尺寸已滿足不了混凝土因體積膨脹而伸長的需要，其路面便產(chǎn)生脹應(yīng)力，伸縫為之提供了一個應(yīng)力釋放的突破口，造成伸縫位置的路面起拱;另外，路面下部原碾壓、夯實的碎石墊層在整個路面的推動下，使碎石堆積在一起，在一定程度上造成了路面面層的起拱。這些均是在混凝土道路工程中一個較為普遍的質(zhì)量通病。

5.2.2 不同施工季節(jié)的伸縫尺寸

本道路工程是在氣溫較低的季節(jié)時施工的，因此，道路伸縫的寬度、設(shè)置距離，應(yīng)比夏季施工時的寬度要大、距離要小，而縮縫可以適當增大。

5.2.3 道路材料和施工工藝

由于混凝土中使用的水泥是復合水泥，且摻加的粉煤灰較多，因此與普硅水泥相比，干縮性較大，熱膨脹量也較大;道路混凝土等級為C30，由于其水泥用量較大，熱膨脹量比低標號的昆凝土要大;路面采用壓光處理技術(shù)，表面毛細孔會被封堵，使毛細孔中的氣體受熱膨脹后不能順利排出，導致混凝土的熱膨脹量較大。

5.2.4 伸縫設(shè)置

設(shè)置伸縫時，其伸縫距離、寬度未作相應(yīng)調(diào)整，使混凝土伸縫的應(yīng)力集中而導致起拱現(xiàn)象的發(fā)生。

6 道路施工改進措施

6.1 重新清洗處理伸縫

為防止今后路面仍可能起拱，我們對原伸縫進行清洗、切割，以確保路面能有一定的可伸脹空間，洗縫后，將伸縫下面的碎石清理干凈，再用瀝青麻絲灌縫。

6.2 起拱明顯的部位采取澆水降溫措施

在起拱明顯的伸縫處，為降低起拱高度，先在伸縫處用麻袋覆蓋，然后澆水降溫并持續(xù)一定時間，使之在短期內(nèi)人為產(chǎn)生路面伸縮，使隔離層應(yīng)力重新分布，以達到降低路面應(yīng)力的目的，進而降低伸縫處的起拱高度。

6.3 更換路面

主道路及其它路面凡起拱明顯的伸縫部位，采取把路面鑿掉、路基進行夯實處理、鋪設(shè)二灰結(jié)石路基再澆筑路面的方法，并嚴格控制伸縫尺寸，以徹底解決路面的起拱現(xiàn)象。

7 建議

(1)凡將臨時道路路面作為永久性道路的路基時，應(yīng)均勻破碎臨時道路路面，并在上面鋪設(shè)二灰結(jié)石等柔性材料作為路基，使應(yīng)力能通過路基向下傳遞，以消除或者減輕路面的膨脹量。

(2)減小伸縫的設(shè)置距離，調(diào)整伸縫的寬度。在設(shè)計中，伸縫的設(shè)置距離一般為20m，但可根據(jù)實際情況改為15m;伸縫寬度也可根據(jù)不同施工季節(jié)進行適當調(diào)整，冬季施工時其寬度設(shè)為3cm，而夏季施工時可調(diào)整為2.5cm。

(3)路面的壓光工藝可改為表面拉毛或壓痕處理，使道路毛細孔內(nèi)的氣體在受熱后能夠順利地排除出去，以減小混凝土路面的膨脹率。

(4)路面材料應(yīng)盡量采用普硅水泥，不使用礦渣或者復合品種的水泥，以降低混凝土路面的熱脹冷縮率。

(5)道路施工力求避開低溫季節(jié)，最好能在氣溫20℃以上的季節(jié)施工，以使道路有個預(yù)伸脹的過程。

(6)在道路施工時，應(yīng)采用如建筑工程中預(yù)留混凝土后澆帶那樣的做法，在一段路面澆筑完后，再澆筑另一段路面，使路面自由伸脹的時間保持在15-20日。這樣，混凝土路面能夠在澆筑時有一個應(yīng)力釋放的過程，以減少路面在今后受熱或受冷時的熱脹冷縮。

結(jié)束語

實踐證明.我們采用了以上措施，在500kV變電站道路工程施工中，有效地控制了混凝土裂縫的產(chǎn)生，工程質(zhì)量達到了設(shè)計及規(guī)范的要求。當然，在檢查中仍發(fā)現(xiàn)，由于局部混凝土養(yǎng)護不善，在兩處路面混凝土表面產(chǎn)生了輕微的干縮裂紋。在今后的施工中，將繼續(xù)對道路混凝土裂縫進行研究，從設(shè)計、施工、成品保護等多方面綜合考慮，不斷完善道路施工工藝，提高施工質(zhì)量，防止道路混凝土裂縫的產(chǎn)生。

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