王 昱

臨沂市公路事業(yè)發(fā)展中心莒南縣中心，山東 臨沂 276000

1 混凝土裂縫概述

混凝土是土木工程的主要材料，不僅具有良好的穩(wěn)固性、彈性、高強(qiáng)度和耐火性，還具有抗輻射性和抗震性，適合用于地震和防爆結(jié)構(gòu)。但是，在混凝土固化過(guò)程中，溫度和負(fù)荷等外部環(huán)境變化可能對(duì)混凝土產(chǎn)生很大影響，并且混凝土的初始應(yīng)力、拉伸應(yīng)力或剪切應(yīng)力會(huì)影響其黏結(jié)表面，導(dǎo)致裂縫開(kāi)始緩慢出現(xiàn)，裂縫一旦擴(kuò)展，將對(duì)項(xiàng)目的整體施工質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。因此，在施工過(guò)程中，相關(guān)工作人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)裂縫的有效管理，盡可能減少裂縫的數(shù)量，并提高項(xiàng)目管理的質(zhì)量，避免有害裂縫的產(chǎn)生。

2 道路橋梁施工中混凝土裂縫成因

根據(jù)公路橋梁混凝土裂縫的類型，其成因可大致分為以下幾種類型：

（1）因設(shè)計(jì)初期的問(wèn)題而產(chǎn)生的裂縫。通過(guò)對(duì)公路橋梁裂縫問(wèn)題的分析，可以看出，產(chǎn)生裂縫的原因不僅是施工過(guò)程中的技術(shù)問(wèn)題造成的，而且還與公路橋梁的設(shè)計(jì)有關(guān)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中出現(xiàn)施工裂縫的原因如下：①在設(shè)計(jì)橋梁時(shí)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部壓力設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致道路和橋梁結(jié)構(gòu)的應(yīng)力不均勻，不平衡的力會(huì)損壞結(jié)構(gòu)并導(dǎo)致裂縫。②在設(shè)計(jì)和構(gòu)思過(guò)程中，未進(jìn)行充分的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，未充分了解道路和橋梁施工的周圍環(huán)境和地理位置，缺少真實(shí)依據(jù)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)圖紙的適用性出現(xiàn)問(wèn)題，最終產(chǎn)生裂縫。③部分設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)的施工圖紙可操作性不強(qiáng)，在施工過(guò)程中施工人員為便于操作會(huì)做具體的調(diào)整，從而可能導(dǎo)致在施工過(guò)程中產(chǎn)生裂縫。

（2）因溫度變化而產(chǎn)生的裂縫。混凝土具有熱膨脹和收縮的特性，當(dāng)結(jié)構(gòu)的外部環(huán)境或內(nèi)部溫度變化時(shí)，混凝土變形，當(dāng)變形受到限制時(shí)，結(jié)構(gòu)中會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力，混凝土?xí)l(fā)生溫度開(kāi)裂。與其他裂紋相比，溫度裂紋的主要特征是會(huì)隨溫度的變化而膨脹或閉合。在施工階段引起溫度變化的主要因素是水化熱和維護(hù)措施。在施工過(guò)程中，大體積混凝土澆筑后，水泥水化熱而使內(nèi)部溫度很高，內(nèi)外溫差過(guò)大，導(dǎo)致表面開(kāi)裂。如果通過(guò)電加熱將預(yù)應(yīng)力部件拉伸，則預(yù)應(yīng)力鋼的溫度可能會(huì)升高到350℃，甚至導(dǎo)致混凝土部件也容易開(kāi)裂。

（3）因原材料質(zhì)量產(chǎn)生的裂縫?；炷林饕伤唷⑸?、骨料和混合水添加劑組成。若礫石粒徑過(guò)小、梯度差、孔隙率大，將增加水泥和混合水的量，影響混凝土的強(qiáng)度，提高混凝土的收縮率，違規(guī)使用超細(xì)砂將會(huì)帶來(lái)更加嚴(yán)重的后果。含量高的砂和礫石削弱了水泥與骨料之間的結(jié)合力，并降低了混凝土的強(qiáng)度。砂和礫石的硫化物可以與水泥中的鋁酸三鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其體積膨脹2.5倍。

（4）因載荷影響產(chǎn)生的裂紋。①直接應(yīng)力開(kāi)裂。直接應(yīng)力開(kāi)裂的原因主要是橋梁設(shè)計(jì)階段對(duì)結(jié)構(gòu)的計(jì)算不合理，且試驗(yàn)力與實(shí)際力不匹配，導(dǎo)致橋梁安全系數(shù)不足。此外，在施工過(guò)程中，并未嚴(yán)格按照施工設(shè)計(jì)圖完成施工，在施工過(guò)程中對(duì)材料的裝載、運(yùn)輸和安裝沒(méi)有任何限制。②二次應(yīng)力開(kāi)裂。二次應(yīng)力裂紋是由外部載荷引起的二次應(yīng)力所形成的裂紋，相關(guān)研究表明，在受力構(gòu)件中挖出一個(gè)孔后，孔周圍會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力集中，從而導(dǎo)致混凝土開(kāi)裂。

3 解決道路橋梁施工混凝土裂縫的主要措施

3.1 全面監(jiān)測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)

在實(shí)際的道路橋梁建設(shè)中，必須嚴(yán)格檢查混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，以確保這些指標(biāo)合格。同時(shí)，有必要通過(guò)檢測(cè)獲得混凝土的變形和收縮數(shù)據(jù)，并采取措施消除混凝土裂縫。由于公路橋梁建設(shè)中使用最廣泛的材料是鋼筋混凝土，因此公路和橋梁的施工質(zhì)量與鋼筋混凝土的質(zhì)量密切相關(guān)，必須保證鋼筋混凝土的質(zhì)量，并盡可能滿足路橋施工的要求，避免開(kāi)裂。另外，如果確實(shí)發(fā)生了混凝土裂縫，則相關(guān)的維護(hù)人員必須仔細(xì)檢查與裂縫有關(guān)的數(shù)據(jù)，分析產(chǎn)生裂縫的原因，然后采取相應(yīng)的維護(hù)措施以修復(fù)裂縫，最大程度降低潛在的風(fēng)險(xiǎn)，保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)措施

（1）增配構(gòu)造筋以提高抗裂性能，配筋應(yīng)采用小直徑、小間距。全截面的配筋率應(yīng)在0.3%～0.5%。

（2）避免結(jié)構(gòu)突變產(chǎn)生應(yīng)力集中，在易產(chǎn)生應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強(qiáng)措施。

（3）在易裂的邊緣部位設(shè)置暗梁，提高該部位的配筋率，提高混凝土的極限拉伸。

（4）在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮施工時(shí)的氣候特征，合理設(shè)置后澆縫，在正常施工條件下，后澆縫間距為20～30m，保留時(shí)間一般不小于60d。如不能預(yù)測(cè)施工時(shí)的具體條件，也可臨時(shí)根據(jù)具體情況做設(shè)計(jì)變更。

3.3 混凝土材料及配合比控制

配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)將直接影響混凝土的抗拉強(qiáng)度，是造成混凝土開(kāi)裂的不可忽視的原因。配合比不當(dāng)指水泥用量過(guò)大、水灰比大、含砂率不適當(dāng)、骨料種類不佳、選用外加劑不當(dāng)?shù)?。有關(guān)試驗(yàn)資料顯示：用水量不變時(shí)，水泥用量每增加10%，混凝土收縮增加5%；水泥用量不變時(shí)，用水量每增加10%，混凝土強(qiáng)度降低20%，混凝土與鋼筋的黏結(jié)力降低10%。因此，相關(guān)工作人員在選用材料和進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）減少粗細(xì)集料的含泥量，通過(guò)試驗(yàn)對(duì)集料顆粒級(jí)配進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，使級(jí)配曲線符合規(guī)范要求。

（2）合理選擇骨料粒徑，降低針片狀碎石含量，在滿足強(qiáng)度的條件下，盡量減少混凝土單方用灰量、用水量。

（3）合理混凝土外加劑、摻合料，若選擇不當(dāng)或摻量不當(dāng)，則會(huì)嚴(yán)重加劇混凝土收縮。

（4）合理選擇水泥的品種及等級(jí)，水泥等級(jí)越高、細(xì)度越細(xì)、早強(qiáng)越高對(duì)混凝土開(kāi)裂的影響越大。混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)越高，混凝土脆性越大、越易開(kāi)裂。因此，不要過(guò)分追求水泥和混凝土等級(jí)，在滿足強(qiáng)度等設(shè)計(jì)要求的情況下，盡量選用低標(biāo)號(hào)的水泥和混凝土。

3.4 加強(qiáng)溫度變化控制

不合格的混凝土材料會(huì)使混凝土開(kāi)裂。同時(shí)，在生產(chǎn)混凝土?xí)r，必須攪拌均勻，增強(qiáng)和易性和工作性。為防止混凝土變形和開(kāi)裂，和易性好可減少開(kāi)裂的可能性。生產(chǎn)混凝土?xí)r，必須將其充分混合并沉降，混合時(shí)必須加水，以避免引起溫度過(guò)高的情況。這種邊攪拌邊加水的方法可以有效地防止開(kāi)裂。

3.5 采用科學(xué)合理的施工方法

（1）混凝土攪拌?；炷翑嚢柽^(guò)程要求嚴(yán)格遵守設(shè)計(jì)要求，準(zhǔn)確測(cè)量原材料，必須攪拌均勻，加強(qiáng)溫度變化控制，增強(qiáng)其和易性，這樣可降低混凝土變形和開(kāi)裂的可能性?；炷翑嚢柽^(guò)程中必須加水進(jìn)行混合，在攪拌的同時(shí)加水不會(huì)使溫度過(guò)高，這種邊攪拌邊加水的方法可以有效防止混凝土開(kāi)裂。當(dāng)混凝土溫度過(guò)高時(shí)，則應(yīng)采取相應(yīng)的措施來(lái)冷卻混凝土以減少開(kāi)裂，可以通過(guò)加冰來(lái)降低混凝土出口處的溫度。

（2）混凝土澆筑?；炷翝仓^(guò)程中應(yīng)采用先進(jìn)的科學(xué)振動(dòng)技術(shù)，有效控制振動(dòng)時(shí)間，確保均勻振動(dòng)?；炷翝仓?，必須將其平整并壓實(shí)，以降低混凝土表面出現(xiàn)裂縫的概率。為了避免夏季溫度過(guò)高而導(dǎo)致開(kāi)裂，應(yīng)在夜間低溫下進(jìn)行混凝土澆筑。

3.6 加強(qiáng)設(shè)計(jì)圖紙審查

在實(shí)際施工之前，應(yīng)仔細(xì)檢查道路橋梁設(shè)計(jì)圖，并根據(jù)現(xiàn)有的施工經(jīng)驗(yàn)，檢查可能會(huì)出現(xiàn)施工裂縫的環(huán)節(jié)，以確保圖紙的有效性，避免因設(shè)計(jì)圖而引起問(wèn)題。道路橋梁圖紙?jiān)O(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，設(shè)計(jì)人員必須與施工單位進(jìn)行充分的溝通交流，以了解構(gòu)筑物的基本情況，這在設(shè)計(jì)圖紙時(shí)非常有幫助，可確保后續(xù)施工的順利進(jìn)行。

3.7 做好后續(xù)維護(hù)

道路橋梁完工后的時(shí)間稱為裂縫頻率周期，在此階段不能放松，必須嚴(yán)格管理和控制后續(xù)的維護(hù)工作，此步驟可確保道路橋梁維護(hù)工作的質(zhì)量。在維護(hù)道路橋梁時(shí)，維護(hù)人員應(yīng)特別注意外部環(huán)境的濕度和溫度，以防止因外部溫度變化而導(dǎo)致的施工裂縫發(fā)生，對(duì)道路橋梁的維護(hù)處理引起高度重視，例如當(dāng)溫度升高時(shí)，應(yīng)該覆蓋保濕棉并灑水降溫。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，道路橋梁建設(shè)是一個(gè)龐大而復(fù)雜的工程，施工過(guò)程中的任何細(xì)微缺陷都會(huì)影響到整個(gè)施工過(guò)程并可能導(dǎo)致施工裂縫的產(chǎn)生。因此，施工人員應(yīng)通過(guò)分析在施工過(guò)程中引起裂縫的因素，采取有效措施避免裂縫的產(chǎn)生，確保施工質(zhì)量，如果存在施工裂縫，應(yīng)盡快分析原因并給出相應(yīng)的解決方案，并嚴(yán)格按照操作規(guī)程做好后續(xù)工作，修復(fù)施工裂縫，保證道路橋梁整體施工質(zhì)量，延長(zhǎng)道路橋梁的使用壽命。