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道路桥梁施工中混凝土裂缝成因与防治措施李云龙

发表时间：2020/10/16 来源：《基层建设》2020年第19期作者：李云龙

[导读] 摘要：随着人们对安全出行意识的提高，就决定了我国相关部门应该高度重视关于高速公路工程的安全问题。

        北京建工路桥集团有限公司
        摘要：随着人们对安全出行意识的提高，就决定了我国相关部门应该高度重视关于高速公路工程的安全问题。有的开发部门对工程的不重视会造成一定的安全隐患，所以在高速公路工程桥梁建设过程中应该高度重视公路的安全性能。对投入建设高速公路桥梁工程建设过程中应用的原材料进行检测，通过检测确认是否为合格产品，同时混凝土成分是否为国家标准，是否会在今后铁路工程建设完成过程后的运行过程中存在隐患。在国家和政府的日益努力下，我国的高速公路工程的质量得到了很大的提升，但建筑施工材料还存在一些问题。混凝土施工容易出现裂缝问题，说明我国的行业在发展的过程中还有一些问题需要改善。所以为了保障人民群众在出行过程中的安全问题，一定要对高速公路工程建造过程中混凝土出现的裂缝问题高度重视。
        关键词：高速公路桥梁；混凝土裂缝；原因；处理措施
        引言
        社会的进步和发展一直都离不开我国混凝土桥梁工程的技术建设和施工支持。因此，必须进一步明确分析我国道路混凝土桥梁工程的建设问题，在路桥工程进行建设中，实际施工是较为复杂的，如果没有妥善对施工质量进行控制，将会带来较为严重的安全质量隐患，不利于我国道路桥梁运输事业持续发展。此外，在道路桥梁工程建设中常用材料是混凝土，但是由于混凝土材料较为复杂，在实际施工中会受到外界的严重干扰，此时会出现裂缝等问题，以及施工中发生的道路混凝土桥梁工程裂缝的主要可能性和成因，以便采取有效的风险控制措施，及时地进行建设和裂缝的预防和施工风险控制，从而将我国道路混凝土桥梁工程的建设裂缝出现问题和施工受影响的可能性降至最低。为此，作业人员应当了解并掌握承台混凝土的施工技术及实施要点，并采取有效的方法和措施，对混凝土裂缝进行防范，以此来确保桥梁工程的整体质量。
        1道路桥梁施工中混凝土裂缝的危害性
        随着社会经济迅速发展，建筑行业的发展逐渐加快，为社会效益的产生提供了一定的契机。建筑企业之间的竞争愈发激烈，其要占据更高的市场份额就需要做好质量保障，减少施工管理中的问题，树立企业质量品牌。然而，道路桥梁施工中混凝土裂缝的产生会促使建筑企业及施工单位的整体声誉受损，导致人们对企业的信任度降低。在道路桥梁施工的过程中产生混凝土裂缝会损坏主体结构，导致其性能降低。部分裂缝产生在结构表面，而在渗透作用下，裂缝会逐渐往内部发展，难以保证道路桥梁工程建设施工质量。在道路桥梁产生裂缝之后，部分结构内部的钢筋会暴露在表面，受到天气环境的影响就会引发腐蚀问题，降低钢筋的强度与工程整体的寿命。混凝土裂缝的产生会使车辆通行受到较大的影响，难以保证行车中的安全性及舒适性。在我国交通运输业发展的过程中，需要以道路桥梁的畅通性作为基础保障。混凝土裂缝的产生会在一定程度上引发交通堵塞，难以疏通车流，影响公路交通运输。
        2混凝土裂缝形成的主要成因
        2.1材料质量导致的裂缝问题
        进行混凝土搅拌的最主要的成分是骨料。在此基础上，还需要添加水泥以及一些其他的掺和料和混凝土添加剂，在混合形成混凝土的过程中必须要保证各种原材料的质量，严格审查原材料质量从而保证原材料符合指标要求，避免由于原材料相关指标没有达到标准导致出现混凝土裂缝问题。在混凝土的搅拌过程中，如果主要成分骨料出现质量不达标问题，那么此时混合形成的混凝土强度也是不符合实际要求的。在骨料质量达到标准的情况下，就需要严格把控混凝土在搅拌过程中水的添加量。在混凝土搅拌的不同阶段，对水的需求也会存在一定的差异，添加水量少于或超过所需水量会导致混凝土在收缩性能上有所改变。在道路桥梁建设的实际施工过程中，一定要注重混凝土原料的精细度、标准化等原材料的质量问题，如若不把控好这一基本要素会导致混凝土出现结构性裂缝，从而影响道路桥梁的长期效益。
        2.2荷载导致的裂缝问题
        在道路桥梁的建设过程中，混凝土结构一般都需要承受一定的日常荷载。混凝土结构受到力的作用，很容易在动静荷载和次应力的双重作用下出现混凝土裂缝问题。根据裂缝产生的实际原因，对此种情况下导致的混凝土结构裂缝进行划分，主要分为直接应力和次应力这两种情况。在具体分析中了解到，由于荷载作用导致混凝土结构出现裂缝这一情况，主要是因为在道路桥梁的最初设计阶段，设计者根据个人的主观经验，未进行实地监测，没有较好的考虑实际所需的混凝土载量情况，就进行图纸设计，而在施工的过程中又严格按照设计图纸来进行操作，相关数据的计算也不符合要求，进而导致混凝土结构承载数量与实际情况不相符合，存在过多的混凝土结构或载量。而在后期的施工阶段也经常会在混凝土结构上堆积一些材料机械，这样就很容易导致混凝土结构出现荷载超标的问题，最终导致出现裂缝。其次，由于荷载导致出现的次应力裂缝，则主要是在设计施工的各个环节内没有充分考虑主客观的各种因素。由于对诸多因素的考虑不周，就会导致设计施工环节出现漏洞。比如开洞等程序没有考虑到位，而导致计算荷载量与实际发生变化，就会导致混凝土结构出现裂缝问题。
        2.3收缩问题
        在道路以及桥梁工程中，混凝土的缩水和塑性裂缝收缩的问题在工程中也是不可忽视的，其中缩水塑性混凝土收缩的问题直接造成的现象对于道路以及桥梁混凝土塑性裂缝也是非常常见的[3]。无论是直接造成道路混凝土的表层出现缩水和塑性裂缝收缩，还是其他的混凝土表层出现塑性的收缩，这两类道路塑性混凝土收缩问题的出现都会直接造成道路混凝土的表层水泥出现塑性形变，从而引起道路混凝土塑性裂缝的收缩问题。道路塑性混凝土出现塑性的裂缝收缩主要是因为时间集中在对于道路以及混凝土的浇筑施工过程混凝土完成后的4h~5h，这个时候塑性混凝土收缩的阶段由于混凝土的表层水泥对混凝土水化的过程中水分反应剧烈，水分的快速蒸发和塑性收缩速度随之加快，造成了道路混凝土的表层出现失水和塑性的收缩，但是由于混凝土并未完全硬化，容易出现道路混凝土塑性收缩的龟裂纹现象。这种混凝土缩水和塑性裂缝收缩问题出现的原因是当道路塑性混凝土完全硬结后，表层水分快速蒸发，表面的空气湿度大幅度降低，混凝土的表层水泥体积减少，从而出现混凝土龟裂纹的现象。
        3公路桥梁施工混凝土裂缝的防治措施
        3.1做好前期设计
        为了有效地防止混凝土裂缝的出现，人们需要做好前期设计工作。设计人员应当考察实际情况，设计科学的施工技术方案。

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其间要完善结构优化，合理部署，统筹规划，设计施工图纸。如果涉及公路桥梁混凝土浇筑的问题，就要严格设计好材料配比和浇筑量，必要时可以根据施工现场实际情况进行结构设计的调整，从而更好地为混凝土的施工提供保障。
        3.2加强混凝土材料质量控制
        在公路桥梁施工过程中，材料最为关键，会直接影响最终的施工质量。因此，施工单位要进一步加强原材料控制工作，避免混凝土质量下降而导致施工质量降低。首先，要派遣专业的采购人员采购材料，制定合理的计划，全面了解建材市场，购买时要求厂家出示合格证书和说明书，最终签订购买合同。其次，材料运输期间要做好与之相对应的管控工作，采购人员应当全程进随材料的运输，避免材料出现丢失或损坏。最后，要加强对施工现场的管理，当材料到达现场后，应当采用抽样检查的方法，对材料进行质量、规格方面的检测。一旦出现问题，就及时与厂商联系并要求更换；检测合格后，应当合理放置材料，做好材料管理工作。
        3.3严格控制施工温度
        造成混凝土施工温度的因素较多，适用的温度控制方法也各不相同。比如：在控制水化反应温度时，可通过改变骨料的级配对温度进行有效控制。或者合理添加粉煤灰来将降低水泥用量，水泥用量越少，水化热释放的热量也就越小。在控制外界温度时，如果在炎热的夏季施工，则可以采取分层浇筑法，严格控制每层混凝土浇筑厚度，厚度尽量控制在20cm以下，加快混凝土散热量，避免发生裂缝。此外，还可以在混凝土中埋设水管，通过流动水降温。并合理选择模板拆除时间，如果外界降温幅度过大，超过15℃，需要做好保温处理，降低混凝土内部温差。对养护温度而言，其主要目的是降低混凝土的内外温差，从而避免发生裂缝。混凝土养护时，表面覆盖材料可以是土工布、也可以是稻草袋，覆盖层的温度要根据混凝土乃内外温差合理计算，严禁随意调整。
        3.4荷载裂缝预防对策
        在公路桥梁设计时，要严格遵循相关标准和规范，合理选择计算模型，结合工程勘察报告，对桥梁工程结构进行全面计算和核算，为后期混凝土施工提供必要的参考和指导。此外，在具体设计中，还要尽量避免桥梁结构存在断面突变和结构突变，在突变无法避免时，要通过合理布置圆角的方式进行过渡处理，并通过斜向钢筋对发生突变的位置进行加固处理。为避免钢筋发生裂缝，设计人员要以设计标准为基础，严格控制裂缝宽度和深度，合理设置钢筋保护层。
        3.5注意施工的外部条件
        在对大体积混凝土材料进行浇筑时，要选择适宜的温度，温度过高或者过低都不利于高强度、大体积混凝土材料入模，因此需要用麻布对大体积混凝土材料的骨料进行遮挡，并对骨料进行降温处理。外部条件对大体积混凝土施工有着极大的影响，也是施工的重要关注部分，例如，若在大体积混凝土施工时遇到大风天气，会加快表面水分蒸发，或者外部温度过高也会加快表面水分的蒸发，这样混凝土的内部和外部水分挥发差异过大，就会很容易导致混凝土裂缝问题，另外需要注意的是，季节不同，大体积混凝土施工的时机也是不同的，比如夏季一般会避开正午施工，冬季则会根据气温适当地预热场地。所以，在大体积混凝土施工时要密切关注天气情况，及时做好防护处理措施，以此有效保护混凝土质量。
        3.6加强对大体积混凝土施工过程的管理
        首先要制定与施工有关的规章制度和施工技术指导方案，在施工前对混凝土质量性能严格检测，保证其强度等达到设计标准，对要浇筑的区域进行仔细巡查检验，包括钢筋以及模板工程是否达到浇筑标准，浇筑过程中要有专人值守，确保浇筑工作安全有序，混凝土质量稳定，浇筑工作连续。另外，要边浇筑边捣鼓，在混凝土浇筑过程中要避免出现过振或者是漏振的不良现象，控制好振捣幅度。对于需要单独浇筑的较大结构，要将施工缝预留在剪力较小的区域。最后要对人员、设备和器械方面进行合理配置，施工过程中要严格把控每一个细节，在保证工作效率的同时要保证混凝土浇筑的质量。
        3.7加强裂缝修补
        需要施工人员在施工中发现已经存在的裂缝，为了降低施工裂缝对工程整体建设施工的影响，就需要加强裂缝修补。施工人员可以利用表面修补法、灌浆修补法、嵌缝法及加固法对裂缝进行修补。在利用表面修补法时，主要是对混凝土表面的裂缝进行修补，施工人员要利用水泥浆进行涂抹，防止混凝土的承载力受到影响，这种方法在道路桥梁施工中的应用比较广泛。灌浆修补法主要是降低裂缝对结构性能的损坏，施工人员需要在裂缝中添加灌浆材料，使得浆液硬化填补裂缝。在利用这种方法时，最常用的灌浆材料是水泥浆或者环氧聚合物，如果需要修补比较严重的裂缝，就需要利用甲基丙烯酸酯或者聚氨酯。嵌缝法的利用是在裂缝处开槽，施工人员要在裂缝中填充封堵材料，这种修补方式不仅可以呈现较好的效果，在修补之后还能够保证外观的整洁性。结构加固法可以有效提高混凝土结构的强度，延长道路桥梁的使用寿命。在加固施工时，施工人员可以增加混凝土结构的横截面积达到修补目的，还可以利用预应力加固或者支点加固的方式增强结构的强度，降低裂缝对混凝土结构的损害。
        结语
        由以上论述可知，在道路桥梁工程施工过程中，出现混凝土结构裂缝的影响非常严重，不仅影响道路桥梁质量，更会使工程的整体性能有所降低，影响工程的长期效益。在根据裂缝实际情况进行探究、具体分析的过程中我们可以了解到出现裂缝的因素种类有很多，任何情况的出现，都需要我们立足实际，根据具体的情况探索出有效的措施来解决，进而保障道路桥梁工程的整体施工质量，延长道路桥梁工程的使用寿命，促进我国的交通事业向良好、可持续性方向发展。
        参考文献：
        [1]陈世龙，罗加，刘晓钦.江达县觉布寺沟泥石流发育特征及防治对策研究[J].四川地质学报，2020，40（2）：274-277，283.
        [2]司玉金.公路桥梁工程施工中的混凝土裂缝成因及防治措施[J].黑龙江交通科技，2019，42（02）：144-145.
        [3]周浩南.道路桥梁工程施工中的混凝土裂缝成因与防治措施[J].绿色环保建材，2018（01）：117.
        [4]成治国.道路桥梁工程施工中的混凝土裂缝成因与防治措施[J].交通世界，2017（11）：118-119.