道路桥梁施工中混凝土裂缝成因及策略

苗永强

（山东东方路桥建设有限公司，山东临沂 276000)

0 引言

混凝土材料目前仍然是道路桥梁大型工程项目的重要施工材料，工程技术人员针对混凝土材料如果无法给予必要的前期处理操作，会导致产生结构性以及非结构性的道路桥梁裂缝。道路桥梁的结构在产生裂缝的过程中，未经必要处理的裂缝将会逐步蔓延，直至威胁到整个道路桥梁的正常使用。由此能够判断得出，道路桥梁的工程具体负责人员务必重视混凝土的裂缝缺损状况，并且要善于运用因地制宜的施工工艺方法进行整改。

1 道路桥梁施工中的混凝土裂缝常见种类

1.1 结构性的混凝土裂缝

对于道路桥梁的结构而言，结构性的混凝土裂缝的基本特征是外界的荷载作用力直接造成了材料裂缝形成。混凝土裂缝是否表现为宽度与长度较大的特征，决定于外界荷载的强度。并且，混凝土的裂缝分布区域也取决于荷载作用力的强度。结构性的混凝土裂缝占据较大的比例，因此属于主要性的工程裂缝种类。

例如，竖向性的混凝土裂缝较多存在于跨中部位的简支梁截面周边区域，位于下端边缘部位的简支梁混凝土结构经常会产生竖向裂缝。上述工程裂缝的明显特征就是均匀分布、间隔距离较小以及延伸宽度较小。但是在特殊的情况下，存在较大宽度的竖向的混凝土裂缝也会导致截面部位缺少必要的荷载强度，进而引发了桥梁塌陷等后果。拉应力将会直接作用于工程截面的附近区域部位，但是倾斜性的混凝土裂缝具有相对较低的发生概率。混凝土裂缝还应当包含锚固区以及墩柱部位裂缝，受到过大的局部性应力拉伸影响就会造成混凝土的破碎现象。

1.2 非结构性的混凝土裂缝

与结构性的混凝土裂缝缺陷相比，非结构性的混凝土裂缝通常包括混凝土本身的外观性状改变，因此可以将其视为变形裂缝。在多数的情况下，工程材料的体积结构收缩、外界温度或者湿度的条件因素改变都可能会诱发此类裂缝。除此以外，浇筑混凝土的具体施工方法、道路桥梁的运行使用环境、工程养护条件等多种要素会诱发非结构性的混凝土材料裂缝。

例如，对于钢筋锈蚀诱发的混凝土裂缝缺陷事故，遭受腐蚀破坏的道路桥梁钢筋支撑体系很可能会快速膨胀，易于吸收潮湿气体。混凝土材料由于受到潮湿的外界气流侵入渗透破坏，因此保护层会快速膨胀直至破裂。自然环境的温度条件如果发生明显的改变，达到了极限抗拉强度指标的混凝土也会表现为拉应力过高的状态。混凝土由于无法承受较大强度的结构内部拉应力，造成了材料裂缝或者缺损等现象（见图1）。

图1 道路桥梁混凝土裂缝

2 道路桥梁施工中的混凝土裂缝形成根源

2.1 环境温度改变

混凝土属于膨胀性与收缩性比较显著的工程材料类型，因此在自然气候以及外界温度产生显著改变的状态下，混凝土会表现为收缩或者体积膨胀等倾向。自然气候温度如果在较短的时间里产生了急剧的改变波动，则会引发收缩后的材料表层开裂。情况严重时，宽度较大的混凝土裂缝还可能造成道路桥梁的表层结构发生渗漏，威胁道路桥梁的结构完整性。工程技术人员对自然环境条件没有保持密切的关注，忽视运用专门的技术仪器测试混凝土所在的空间温度条件。

混凝土不仅比较易于受到外界温度影响，同时还会受到湿度条件改变造成的不利影响。存在过大空气湿度的工程所在区域自然环境条件将会腐蚀道路桥梁钢筋，导致钢筋支撑体系明显存在失稳的状况。钢筋结构一旦遭受到腐蚀与破坏，那么施工人员需要立即对其进行除锈处理，在必要时还需进行钢筋支撑体系的整体更换。温度裂缝具有普遍覆盖的明显特征，此种类型的材料裂缝亟待道路桥梁的管理人员重视。

2.2 人为施工操作

某些道路桥梁的施工人员对于配制工程混凝土没有进行严格准确的审查控制，造成了混凝土的不当材料配比后果。施工人员在振捣混凝土或者浇筑混凝土时，没有认真遵守最基本的混凝土施工步骤顺序，进而产生了混凝土的表层麻面与蜂窝现象[1]。未经防水保护的桥梁与道路混凝土表面将会快速受到自然降雨的腐蚀破坏，并且逐渐引发混凝土的深部裂缝以及结构失稳事故。施工人员如果没有较好的业务素养，不利于施工过程的正确实施。

施工人员在养护道路桥梁的混凝土结构时，应当严格限定最佳养护时间，否则会造成拆除模板以后的混凝土失去支撑性，进而产生结构失稳的严重不良后果。此外，施工人员没有准确掌握预埋管道的直径，导致混凝土频繁产生剧烈的收缩。混凝土的热胀冷缩性质较为明显，施工人员如果无法做到准确控制材料的组成配比，那么缺少减水剂或者骨料的混凝土结构也会增加裂缝发生的概率[2]。

2.3 不均匀的地基沉降

某些道路桥梁的工程结构建立在软弱土层的特殊地基土体之上，地基沉降事故发生的概率就会相对较高。失去稳定性的道路桥梁基础结构会直接诱发混凝土裂缝，并且施工人员在查找与处理此类工程裂缝时将会面临较大的难度。由此可见，受软土层或者湿陷性土壤结构影响的路桥地基沉降也关系到混凝土的材料裂缝缺陷，上述状况必须要引起工程技术人员重视。

目前现有的多数道路桥梁结构都具有覆盖面积庞大的特征，工程施工单位将会面临较长的项目施工期限。在此种情况下，桥梁地基所在部位的土壤含水率以及硬度性能指标都会不断改变，最终造成裂缝发生概率的明显增加。桥梁路基如果产生了程度较为明显的沉降，那么路基不均匀沉降就会增加混凝土遭受破坏的可能性。由此可见，准确监测实时性的桥梁地基沉降幅度具有非常关键的工程实践意义。

3 道路桥梁施工中的混凝土裂缝解决策略要点

3.1 及时修补现有的工程结构裂缝

混凝土的工程结构裂缝如果未能及时查找与修补，混凝土的结构表面以及结构深部原有的裂缝覆盖区域将会显著扩大，直至产生道路桥梁的整体失稳或者渗漏后果。由此可见，及时修补道路桥梁目前现存的工程裂缝有益于杜绝裂缝损失，维护道路桥梁的结构完整[3]。具体在现阶段的工程实践中，工程技术人员针对混凝土裂缝应当借助专门的防水材料或者砂浆材料进行适当的修补处理，确保将防水性能优良的砂浆均匀分布在结构裂缝的区域部位。

对于结构裂缝实施表面填充的施工处理、修补裂缝表层部位、灌入裂缝部位的水泥浆液等都属于常用修补手段，施工人员务必全面掌握以上多种类型的裂缝处理工艺方法。具体来讲，施工人员对于宽度与深度较大的混凝土裂缝需要运用填充方式来进行弥补，保证做到完整填充裂缝。在目前的情况下，工程技术人员可以重点考虑选择水泥浆或者环氧树脂等填充材料，有效防止钢筋锈蚀损坏。施工技术人员应当将钢筋防腐层均匀布置在钢筋的结构表面，以此来预防暴露在外部环境中的钢筋过快产生腐蚀生锈的状况，定期检测钢筋的坚固程度（见图2）。

图2 施工人员正在进行裂缝修补操作

3.2 严格把控混凝土的质量

从根本上来讲，混凝土质量直接关系裂缝故障的产生概率。但是，现阶段仍然存在较多的施工单位人员没有做到全面严格审核混凝土的各项指标。只有工程采购人员针对混凝土的各项配比数据展开了专业化的审查管理，才能预防混凝土裂缝。道路桥梁工程的相关负责人员在运送混凝土、配制混凝土以及搅拌混凝土时，都要掺入最佳比例的减水剂以及其他外加剂。同时，工程技术人员针对砂石骨料的掺入比例也要进行合理的限定，做到全面有效降低材料裂缝的风险概率。

含水率指标属于核心性的工程技术指标，混凝土如果包含了过多的水，那么就非常容易产生外观的改变。在混凝土中掺入抗裂砂浆或者骨料，可以防止混凝土的形状改变。道路桥梁项目的施工负责人员需要保证全面测试混凝土的含水率以及其他各项关键性能指标，切实防止混凝土发生大规模的裂缝[4]。

例如，在混凝土项目施工过程中，技术人员针对大体积混凝土如果没有进行妥善的保养监测，那么大体积混凝土就会表现为水化热的过度散发。大体积混凝土本身具备庞大的体积规模以及厚实的材料外观结构，需要实施现浇操作的施工工艺流程。环境气温的频繁波动、水泥散发水化热、材料剧烈收缩等关键因素都会引发大体积混凝土开裂，项目施工人员必须全面审查混凝土是否存在较为显著的外观开裂缺陷。目前用于处理大体积混凝土的关键技术要点是合理预防收缩开裂以及工程材料泌水，结合因地制宜的施工技术思路来避免大体积混凝土常见缺陷。按照目前现有的工程施工监管基本规范准则，大体积混凝土的界定标准在于外观尺寸超出1m 的混凝土材料。大体积混凝土存在相对集中的水化热释放状态，由此造成了材料内部温度快速升高的趋势。大体积混凝土的明显特征体现在水化热造成较为强烈的材料内部收缩，凝胶材料以及其他组成材料将会引发有害的工程基础设施结构裂缝。存在较大的外部与内部温度差异的大体积混凝土很有可能表现为材料温度裂缝，严重阻碍工程混凝土的安全使用效益的提升。

3.3 规范道路桥梁的施工操作过程

道路桥梁施工的过程必须得到严格的监督，运用全方位的道路桥梁质量管控技术手段来促进道路桥梁施工的综合效益提升。近些年以来，某些道路桥梁的施工负责人员由于受到工期紧迫以及其他因素影响，忽视了检测混凝土的潜在质量缺陷。道路桥梁的施工人员应当具备更好的综合业务素质，善于使用专业化的混凝土检测仪器。在养护以及浇筑混凝土时，施工技术人员要准确把控施工步骤的时间与频率，及早查找混凝土的质量缺陷。

混凝土的工程表面需要保证最佳的湿润程度，禁止施工人员过多喷洒水分，但是也不能长期不进行洒水润湿的处理。在外界气候较为干燥的情况下，应当适度增加原有的洒水养护频率，避免温度裂缝的形成。信息化的工程监测仪器设备目前已经被推广用于混凝土工程，工程检测技术人员应当使用专业的仪器，完整采集混凝土裂缝的相关数据信息。

工程技术人员务必全面做好针对混凝土的前期安全保存以及采购监管工作，以便于道路桥梁混凝土能够表现为预期的良好施工处理效果。道路桥梁的工程混凝土材料只有得到了合理与科学的选取，才能切实防范道路桥梁的混凝土产生程度较为明显的泌水或者裂缝缺陷。在工程材料的市场范围内，工程采购人员务必全面核对混凝土的材料合格证明，保证道路桥梁混凝土已经达到了优良的施工安全性能指标。道路桥梁工程采购人员能否对混凝土展开严格的采购审核，关系到混凝土的材料使用性能。施工操作技术人员对混凝土应当进行妥善的保存以及运输，防止由于运输环节的过度颠簸造成混凝土结构缺损。

4 结语

经过分析可见，混凝土裂缝在道路桥梁的结构缺陷中占据较高比例。形成混凝土裂缝的常见原因包括人为的错误操作、外部环境的温度条件改变、道路桥梁的地基沉降等。为了实现必要的整改，道路桥梁的施工负责人员务必严格审核材料品质，切实规范浇筑混凝土、养护混凝土以及振捣配制混凝土等关键性的施工步骤，确保道路桥梁施工的顺利开展。