高先珊

（都勻市公路建設(shè)養(yǎng)護(hù)發(fā)展中心，貴州都勻 558000）

0 引言

混凝土路面在公路工程中廣泛應(yīng)用，主要是由于其具有較高的耐久性和承載力。然而，若施工管控不當(dāng)或受外部因素影響，可能導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。這類問題不僅會(huì)對(duì)施工進(jìn)度和工程的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生負(fù)面影響，還會(huì)影響路面美觀度、平整度，縮短路面使用壽命。因此，施工單位需采取必要措施，針對(duì)裂縫成因制訂有效的施工策略，優(yōu)化施工工藝，以保證施工質(zhì)量，最大限度地降低裂縫問題給工程帶來的負(fù)面影響。

1 公路工程施工中混凝土裂縫的危害

在公路工程中，混凝土裂縫（見圖1）問題較為普遍，若不正視此問題并采取必要的預(yù)防與治理措施，容易導(dǎo)致裂縫加劇，引發(fā)安全問題。

圖1 公路工程混凝土裂縫

1.1 易腐蝕鋼筋結(jié)構(gòu)和金屬部件

受外部環(huán)境因素影響，公路工程施工中混凝土裂縫現(xiàn)象較為普遍，該問題不僅會(huì)影響公路工程的美觀性，且存在一定的安全隱患。例如，公路橋梁中出現(xiàn)裂縫時(shí)，內(nèi)部的鋼筋結(jié)構(gòu)和金屬部件將暴露在外，會(huì)引發(fā)碳化問題?；炷撂蓟瘯?huì)降低混凝土的耐久性，削弱混凝土整體結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，甚至破壞公路橋梁的力學(xué)性能，降低承載力，加大交通安全風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 縮短使用壽命

公路橋梁中出現(xiàn)混凝土裂縫會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部鋼筋暴露，若不能及時(shí)修復(fù)，會(huì)導(dǎo)致公路橋梁的穩(wěn)定性和承載力逐步降低，工程質(zhì)量得不到保障，縮短使用壽命。

1.3 阻礙交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展

公路工程建設(shè)水平關(guān)乎地區(qū)經(jīng)濟(jì)和交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，提高公路工程質(zhì)量有助于確保出行安全，促進(jìn)地區(qū)間的經(jīng)濟(jì)往來，推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展?；炷烈蚓邆漭^高的抗壓強(qiáng)度、良好的耐久性和高強(qiáng)度等級(jí)等特性在公路工程中得到廣泛應(yīng)用，有利于保證公路橋梁的穩(wěn)定性。

然而，公路工程混凝土出現(xiàn)裂縫，可能導(dǎo)致路面塌陷，不僅會(huì)影響公路的正常通行，引發(fā)交通擁堵，還會(huì)對(duì)民眾的出行安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。若駕駛?cè)藛T未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)路面塌陷，可能導(dǎo)致車輛被困、翻車等事故。因此，采取有效措施防治公路工程施工中的混凝土裂縫至關(guān)重要[1]。

2 公路工程施工中混凝土裂縫成因

2.1 施工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)存在漏洞

若公路工程設(shè)計(jì)存在問題，如設(shè)計(jì)人員未能對(duì)公路工程的結(jié)構(gòu)、荷載及受力情況等進(jìn)行科學(xué)分析，未對(duì)施工現(xiàn)場狀況及施工需求進(jìn)行深入研究，或未采用先進(jìn)的施工軟件對(duì)影響施工質(zhì)量的各種因素進(jìn)行綜合性分析，容易導(dǎo)致施工方案不合理，為公路工程埋下安全隱患，進(jìn)而影響公路工程的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。

通常設(shè)計(jì)工作開始前，相關(guān)單位需指派專業(yè)人員深入勘查施工場地，認(rèn)真核驗(yàn)施工現(xiàn)場的相關(guān)參數(shù)和可能影響施工質(zhì)量的負(fù)面因素，以勘查數(shù)據(jù)為依據(jù)，科學(xué)進(jìn)行工程方案的設(shè)計(jì)。然而，在實(shí)際開展公路工程的過程中，部分設(shè)計(jì)單位未能有效落實(shí)前期的勘查工作，可能存在數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、完整性不足等問題，進(jìn)而影響方案設(shè)計(jì)的合理性，引發(fā)混凝土裂縫問題。

2.2 施工材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)

混凝土是一種非均質(zhì)彈塑性材料，主要由水泥、水、砂石骨料、外加劑等材料混合而成。在攪拌過程中，材料骨料大、用水量大、粒徑細(xì)等因素極易導(dǎo)致混合料質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，影響公路工程施工質(zhì)量，從而引發(fā)混凝土裂縫，加大公路安全風(fēng)險(xiǎn)[2]。

因此，施工人員需合理選擇施工材料、科學(xué)進(jìn)行混合料配比設(shè)計(jì)，以有效保證混凝土的強(qiáng)度和耐久性。同時(shí)，可添加微膨脹外加劑，以增強(qiáng)混凝土的收縮性，減小裂縫風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 溫度調(diào)節(jié)不恰當(dāng)

施工期間，外部溫度不穩(wěn)定會(huì)引發(fā)混凝土裂縫。施工過程中，外部氣溫、澆筑溫度越高，混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)速度加快；外部晝夜溫差大，混凝土將出現(xiàn)溫度應(yīng)力反應(yīng)，從而產(chǎn)生裂縫。此外，外部濕度較低，混凝土容易出現(xiàn)干縮現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫。

2.4 荷載引起的裂縫

荷載裂縫主要包括直接應(yīng)力、次應(yīng)力裂縫兩種。

施工設(shè)計(jì)階段結(jié)構(gòu)剛度計(jì)算不準(zhǔn)確、關(guān)鍵工序操作不合理，容易導(dǎo)致荷載力不足，從而引發(fā)混凝土直接應(yīng)力裂縫。

次應(yīng)力裂縫是指由外荷載引起的次生應(yīng)力引發(fā)的裂縫。由于結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)與理論計(jì)算存在一定的出入，或相關(guān)參數(shù)計(jì)算中存在疏漏，在某些部位引起次應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)開裂。

此外，公路工程混凝土結(jié)構(gòu)施工中需進(jìn)行開洞、鑿槽等工序，常規(guī)計(jì)算方式無法用準(zhǔn)確的圖式進(jìn)行模擬計(jì)算，一般依據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析設(shè)置受力鋼筋，施工過程中容易產(chǎn)生較大的集中應(yīng)力，導(dǎo)致受力構(gòu)件變形或引發(fā)混凝土裂縫。

3 公路工程施工中混凝土裂縫問題解決措施

3.1 優(yōu)化工程建設(shè)前期的勘測與設(shè)計(jì)

在施工前期階段，設(shè)計(jì)單位需對(duì)工程所處的地理位置、氣候條件、運(yùn)輸優(yōu)勢等進(jìn)行全面勘查，準(zhǔn)確掌握相關(guān)信息數(shù)據(jù)。以保證施工質(zhì)量與安全為目標(biāo)，有效控制各種施工影響因素，制訂最優(yōu)施工方案。若是遇到膨脹土、沼澤、水網(wǎng)等特殊性質(zhì)的地質(zhì)區(qū)域，需細(xì)化勘查流程，多次審核、確認(rèn)勘查數(shù)據(jù)的真實(shí)性，做到對(duì)各項(xiàng)參數(shù)的精準(zhǔn)把控。

在工程方案設(shè)計(jì)階段，還需要結(jié)合交通運(yùn)輸環(huán)境和公路工程需求等因素優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，以保證公路工程施工質(zhì)量和效率，有效規(guī)避混凝土裂縫問題。

3.2 嚴(yán)格控制施工材料質(zhì)量

水泥、粗骨料、細(xì)骨料等是混凝土中不可或缺的原材料（見圖2）。在混凝土制備過程中，需結(jié)合工程情況明確混凝土的和易性、強(qiáng)度和耐久性要求，合理選擇原材料并進(jìn)行科學(xué)配比，在保證工程質(zhì)量的同時(shí)，提高經(jīng)濟(jì)性與適用性。

圖2 混凝土材料組成

3.2.1 原材料控制

第一，水泥?；炷脸霈F(xiàn)裂縫主要是受水泥水化熱的影響。因此，要盡量選擇水化放熱較低的水泥材料，以有效保證混凝土質(zhì)量[3]。

第二，粗骨料。需選用粒徑適中、強(qiáng)度等級(jí)較低的粗集料[4]。

第三，細(xì)骨料。必須將細(xì)骨料中的砂含泥量控制在合理范圍內(nèi)，若超出允許值，會(huì)加快混凝土結(jié)構(gòu)的收縮速度，可能導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。

第四，外加劑。合理運(yùn)用外加劑能夠確?；炷了酀{體的體積在合理范圍內(nèi)，從而有效預(yù)防混凝土裂縫，外加劑使用配比如表1 所示。

表1 外加劑使用配比

3.2.2 混凝土合配比

在公路工程施工過程中，需要嚴(yán)格控制混凝土配合比。在混凝土配合比設(shè)計(jì)過程中，需全面考慮公路工程實(shí)際情況與設(shè)計(jì)要求，根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級(jí)、用途、材料特性、施工環(huán)境等因素明確各材料的實(shí)際配比，以提升混凝土整體性能，保證施工質(zhì)量。拌和物實(shí)測密度與計(jì)算值之差的絕對(duì)值不超過計(jì)算值的2%，無需調(diào)整配合比；若超過2%，則需嚴(yán)格按照《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》（JGJ 55—2011）進(jìn)行調(diào)整[5]。配合比確定后，需反復(fù)驗(yàn)證，確保其平均值不低于配制強(qiáng)度值方可投入使用，以保證混凝土結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。

某公路橋梁工程全長2.133km，下部結(jié)構(gòu)以混凝土墩為主。在施工初期，很多位置都出現(xiàn)不同程度的裂縫，但在后續(xù)施工過程中加強(qiáng)裂縫控制，做好原材料質(zhì)量控制，通過延緩水化熱溫度峰值期，有效增強(qiáng)了混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性，裂縫現(xiàn)象明顯減少。該工程選用P·O52.5 水泥[6]；集料選擇混合砂，主要由人工砂和天然砂組成；粉煤灰選擇一級(jí)，因這類粉煤灰的活性指標(biāo)在80%以上，有助于更好地保證混凝土質(zhì)量。

3.3 嚴(yán)格管控施工溫度

混凝土施工溫度的變化與混凝土的凝固速度成正比，溫度變化速度越快，混凝土的凝固速度越快[7]。如果混凝土施工溫度變化超過規(guī)定范圍，混凝土的內(nèi)外溫度差值就會(huì)明顯增加，且還會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的不均勻凝固現(xiàn)象，會(huì)大大增加裂縫出現(xiàn)的概率。

為避免上述問題，需要嚴(yán)格控制混凝土溫度，混凝土拌和物的溫度不可超出30℃，如果溫度過高，則需采取分層澆筑的方式進(jìn)行緩解，每次澆筑工序需要保證一次完成，避免施工間斷混凝土結(jié)合不佳，影響車輛行駛的安全性和公路工程的使用壽命[8]。同時(shí)，施工單位需要嚴(yán)格控制水化熱現(xiàn)象，可在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部預(yù)設(shè)散熱水管，實(shí)現(xiàn)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的自主散熱。

3.4 合理設(shè)計(jì)荷載

公路工程設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合施工情況進(jìn)行荷載設(shè)計(jì)，如將施工材料、設(shè)備的荷載情況均考慮在內(nèi)，保證內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以確保公路工程混凝土結(jié)構(gòu)的荷載量符合使用需求。

同時(shí)，要嚴(yán)格檢測公路橋梁內(nèi)部的鋼筋質(zhì)量，檢測期間如果發(fā)現(xiàn)鋼筋存在裂縫，一定要及時(shí)采取注漿方式進(jìn)行修補(bǔ)，以增加鋼筋厚度，避免出現(xiàn)混凝土裂縫。

4 結(jié)語

綜上所述，混凝土裂縫是公路工程施工中的常見的質(zhì)量問題，其產(chǎn)生的影響較大，嚴(yán)重情況下會(huì)降低混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和承載力，影響公路工程的使用安全性，甚至?xí)绊懡煌ㄟ\(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展與社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平。因此，解決混凝土裂縫問題至關(guān)重要。施工企業(yè)需要深入研究影響混凝土裂縫的形成原因，并采取有效措施加強(qiáng)管控，以有效降低其危害，最大限度地保證公路工程施工質(zhì)量。