道路桥梁施工中混凝土裂缝成因及控制措施

郑来平

【摘要】在我国经济的高速发展中，建筑业也得到了持续发展，因此道路桥梁工程的项目越来越多。在建设道路桥梁的过程中，最容易出现质量问题的为混凝土裂缝。混凝土裂缝不仅会减少道路桥梁的使用年限，还会直接影响道路桥梁的最终施工效果。所以施工人员必须寻找桥梁施工中产生混凝土裂缝的原因，并制定相应的控制措施。本文将会对道路桥梁施工中混凝土裂缝成因及控制措施进行分析。

【关键词】道路桥梁施工;混凝土裂缝;成因;控制

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.09.060

引言：

在道路桥梁的实际施工过程中，容易因为施工质量和外界因素的影响，降低混凝土的耐久性和强度，从而造成其出现裂缝。若不及时对裂缝进行相应的修补，则会影响道路桥梁的使用效果，当裂缝出现在道路桥梁的关键部位，将会严重影响道路桥梁的整体结构，从而造成混凝土出现严重的碳化钢筋保护层掉落，诱发道路桥梁塌陷等严重的交通事故。所以，为了杜绝此类现象的出现，施工人员必须对混凝土裂缝采取针对性的控制手段。

1、混凝土裂缝简述

混凝土是建设道路桥梁的主要材料，其具有较强的耐火性、稳固性以及弹性，同时还可以抗震、抗辐射。但在混凝土的固化过程中，所使用原材料的质量以及温度等其他因素容易影响混凝土的质量，由于混凝土的拉伸应力以及初始应力等容易影响自身的黏结表面，从而造成混凝土出现裂缝，一旦裂缝逐渐开始变大，将会直接影响道路桥梁的整体施工质量。所以在道路桥梁的施工过程中，工作人员应加强力度来管理混凝土裂缝，尽量杜绝裂缝的出现，其中提升项目的管理质量，可有效降低混凝土裂缝的数量。

2、道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析

2.1因道路桥梁设计不合适造成混凝土裂缝

通过分析以往出现过的道路桥梁裂缝情况可得知，造成混凝土出现裂缝的原因与最初的设计图纸有关。在设计图纸过程中造成混凝土裂缝的行为，为在设计道路桥梁时，外部压力和内部结构的设计不够合理，造成道路和桥梁中的结构应力不均衡，不均匀的力容易破坏内部结构造成混凝土裂缝;另外，有部分设计人员在构思和设计道路桥梁图纸时没有充分地进行现场调查，对道路和桥梁工程的地理位置和周边环境了解并不全面，所以造成在设计时没有过多真实可靠的数据做支撑，从而导致设计图纸的可实用性不高，引起混凝土出现裂缝;因为设计工作人员所设计施工图纸可操作过低，所以在实际的施工过程中，施工人员为了更加便捷地操作会私自调整方案，这样也容易造成在施工过程中出现混凝土裂缝。

2.2因载荷的影响而造成混凝土裂缝

因为载荷而造成的混凝土裂纹主要，为二次应力开裂与直接应力开裂两种。二次应力裂纹主要是外部荷载所造成的二次应力所产生的裂纹。根据相关资料显示，当受力构建中被挖出一个孔后，该孔周围会出现较大的应力集中，从而造成混凝土开裂;直接应力开裂的主要原因为道路桥梁设计阶段没有正確的计算结构，造成试验力和实际力的数值不符合，从而造成道路桥梁的安全系数较低。另外，在实际的施工过程中，没有严格根据设计施工图开展施工、没有限制在施工过程中的材料运输、装卸、安装等环节，也会导致混凝土开裂。

2.3因温度不同而造成混凝土裂缝

混凝土自身带有冷收缩和热膨胀等特点，若混凝土结构的内部温度以及外部环境出现过大的温度变化，容易出现变形等现象。当变形遭到限制时，结构会生成应力，这时混凝土会因为温度而开裂。和其他裂缝以及裂纹作对比后，可以发现温度裂纹的主要表现为其会根据温度的变化而发生闭合或膨胀。在施工期间造成温度变化的主要原因，为维护措施和水化热。在具体施工阶段，大体积的混凝土进行浇筑之后，水泥会出现水化热而造成内部温度升高，当内外部温度差异过大时，混凝土表面就会开裂。如果借助电加热把预应力部件进行拉伸，预应力刚的温度可高达350摄氏度，严重时可造成混凝土部件出现开裂现象。

2.4因材料质量不合格而造成混凝土裂缝

混凝土的原材料主要为骨料、水泥、砂、水以及添加剂等构成，若是砾石粒径梯度较差，孔隙率比较大时将会提升水和水泥的用量，这样容易影响混凝土自身的强度，同时提升混凝土的收缩率，若是违反规定选择超细砂石，将会造成更加严重的后果。含量高的砾石和沙会降低骨料和水泥之间的结合力，并削弱混凝土的强度。砾石和沙之间的硫化物可以和水泥中的铝酸三钙产生化学反应，使其体积膨胀到二点五倍。

2.5因凝土砌块之间产生收缩而造成混凝土裂缝

在如今新型的道路桥梁建设过程中，经常会使用混凝土砌块以及凝土砌块，这是两种含有水分的硅酸盐制品，其会在使用过程中减少自身水分。另外，这两种不同的砖块内都需要进行带水养护，当含水量从一个较高的标准变成为含水量平衡时，其容易因为水分减少而出现收缩现象。除此之外，水化硅酸盐属于极其不稳定的热力学物质，容易和空气中的二氧化碳产生碳化反应，在反应过程中释放的水也会造成砖块收缩。所以道路桥梁在使用这两种砖块时，十分容易出现桥梁收缩造成在内部产生硬拉力，从而导致中间桥梁的混凝土出现裂缝，若桥梁和桥柱之间的连接强度低于桥梁材料的抗拉能力时，会造成桥梁边界的混凝土出现裂缝。

2.6因施工不当而导致混凝土裂缝

在进行道路桥梁施工时，若施工方法不合理，也十分容易造成混凝土开裂。譬如当应力集中区没有加强其拉结时，容易造成道路桥梁因撞击振动而出现混凝土裂缝;在砖块的养护期没有到达28天，或者在阴天进行砌墙时，容易出现砌砖因大幅度地收缩变形而出现混凝土开裂;若是顶层砌筑砂浆强度没有达到相关高度时，会为层面热膨胀诱发推力而造成混凝土裂缝。

3、道路桥梁施工中混凝土裂缝控制措施

3.1严格审查道路桥梁的设计图纸

在开展道路桥梁施工前，施工方需要仔细且全面的检查道路桥梁设计图，结合自身的施工经验，寻找容易出现施工裂缝的环节，以此保障图纸的时效性，避免因道路桥梁设计不合理而造成混凝土裂缝以及其他问题。设计道路桥梁图纸是极为复杂的工作，设计与施工存在时间差，现场地形地貌可能与设计时发生改变，所以需设计人员熟悉现场变化，以此确保设计人员能够全面了解道路桥梁的基本情况以及实地现象，进行动态设计。只有这样才可确保设计图纸具有可操作性，能顺利推进后续的施工工作。

3.2全面监管并测试混凝土结构

在道路桥梁建设过程中，需要严格检测混凝土的生产标准以及生产质量，只有这样才可确保各项指标为合格。而且对混凝土进行相应的检测，可以得出变形与收缩数据，有利于施工人员选择消除混凝土裂缝的具体方法。因为混凝土内含有水分，当水分减少时，容易造成混凝土出现收缩，所以检测混凝土结构并分析其收缩数据，有助于降低混凝土砌块因为收缩而造成裂缝的现象。另外，道路桥梁在建设过程中使用最多的材料为钢筋混凝土，所以道路桥梁的最终施工质量和钢筋混凝土的质量有较为密切的联系，只有全面确保钢筋混凝土的质量过关，并使其满足道路桥梁施工的相关要求，才能避免道路桥梁混凝土出现开裂的现象。如果道路桥梁已经出现了混凝土裂缝现象，负责维护的工作人员应立刻寻找容易造成裂缝的相关数据，找到造成混凝土裂缝的真正原因，从而针对性地采取防护措施修补裂缝，尽可能地降低道路桥梁的潜在风险，减少因混凝土裂缝而造成交通事故的现象，保障人民群众的生命财产。

3.3提升对温度变化的控制

当混凝土的温度过高或过低时，都会出现混凝土裂缝，所以为了减少道路桥梁在施工中出现混凝土裂缝则必须提升对温度变化的控制。在制作混凝土时，必须使用搅拌机使其充分均匀搅拌，确保混凝土内没有出现凝结成块等现象，以此增加混凝土的工作性与和易性。为了预防道路桥梁施工中的混凝土出现开裂和变形，确保其工作性和易性，可以有效降低混凝土出现裂缝的可能性。在制作混凝土时，需要将其充分混合并确保其沉降，在进行混合搅拌时，适当添加一些水能有效预防混凝土出现温度过高等其他现象。使用这种一边搅拌一边加水的方法，可以有效地控制混凝土温度，降低道路桥梁施工中混凝土产生裂缝的现象。

3.4确保材料质量合理控制比例

为了控制道路桥梁施工中出现混凝土裂缝的现象，在施工时应确保材料合格且符合相关要求。在选择制作混凝土的材料时，应根据道路桥梁建筑的地理环境以及地质条件等其他内容，选择适合且高质量、高性价比的材料，同时需要根据材料的质量要求进行严格检验，只有这样才可确保材料的质量能够符合相关规定。譬如在道路桥梁的施工过程中，可选择硅酸盐水泥、低热矿渣水泥以及减小水泥细度，并添加粉灰煤等其他材料，达到降低水化热的目的。在选择混凝土搅拌材料时，选择的粗骨料应首先选择颗粒稍大一些的;在选择细骨料时，则应首先选择顶级材料比如中砂和中粗砂，其中中粗砂需要确保洁净;同时也可以在水泥中适量加入一些添加剂，以此改良混凝土的特征。譬如，增加引气剂可有效提升混凝土的持久度和可泵性;加入减水剂可以提高其强度，并增加混凝土的和易性;而添加适当的混凝剂可以有效延迟混凝土放热峰值的出现时间。另外，混凝土材料的配合比控制不当，也会造成混凝土的抗拉强度降低，从而导致道路桥梁出现混凝土裂缝。混凝土材料的配合比不当，主要为水灰比例过大、骨料种类质量较低、水泥用量过小或过大、含砂率过高以及选择的添加剂不符合实际需求等。根据相关实验材料可得知，当添加的水分不变时，加入10%的水泥量，最终的混凝土收缩会增加5%;加入的水泥用量不变时，增加10%的水分强度则会降低20%，同时钢筋和混凝土之间的粘结力还会下降10%。所以在选择混凝土材料并对其进行配料时应科学且合理的挑选骨料径粒，减少其中的针片状碎石含量，在可以确保其强度的情况下，降低混凝土单方的用水量以及水泥用量;在選择混凝土掺和料以及外加剂时必须得当，只有这样才可以确保混凝土的收缩情况不严重。另外，根据实验情况，应对集料颗粒级配开展优化设计，让级配曲线能够符合相关规定要求;在选择混凝土的等级和品种时，需注意当混凝土的等级和早强越高以及细度越细时，都会影响道路桥梁施工中的混凝土裂缝。随着混凝土的等级逐渐增高，其脆度也会因此提升，这时越容易出现裂缝。所以在选择混凝土材料时，不用过于追求混凝土等级和水泥等级，在能够符合强度等其他设计的相关要求下，应尽量选择低标号的混凝土和水泥。

3.5做好后续维护道路桥梁工作

道路桥梁施工结束之后的时期，被称之为裂缝频率周期。在这一阶段，若是不做好后面的维护工作，则容易造成道路桥梁出现较多的混凝土裂缝。做好道路桥梁的后续维护工作，可有效确保其质量，因此必须严格控制管理后面的维护工作。在道路桥梁开展维护工作时，工作人员应注意其温度以及湿度，预防因为外部湿度和温度发生变化而造成混凝土裂缝，当道路桥梁的温度有所升高时，工作人员应及时进行洒水降温以及覆盖保湿棉布。另外，为了确保道路桥梁不会因荷载而产生混凝土裂缝，需要严格把控过往车辆的重量，确保实际力能够符合试验力。

3.6使用科学正确的施工手段

最后，为了有效减少道路桥梁施工中的混凝土裂缝，应使用科学的施工技术和方法。在具体工作时，应注意以下内容：

第一，在搅拌混凝土时，应科学准确的配备材料，精准地在搅拌过程中添加材料，严格把控初级口的温度;

第二，在浇筑和拆除相应模型时，应严格按照时间浇筑与拆除，保证浇筑的最终质量;

第三，选择科学的方式开展表层隔热保护工作，确保其不会因温度过高而出现混凝土裂缝;

第四，通水和冷却的时间要科学合理化;

第五，在安排道路桥梁的养护时间，适应跟实际情况相结合，确保施工道路桥梁的保养工作为有效保养;

第六，提高道路桥梁的抗裂性能，并增加配构造筋，在选择配筋时应确保其为小间距、小直径的，将全截面的配筋率控制在0.4%左右;

第七，在建造道路桥梁的过程中，应杜绝因为突变而造成的应力集中现象，在容易出现应力集中的地方，增加相应的防护措施;

第八，在施工过程中把容易出现裂纹的部分安装暗梁，提升本部分的配筋率，同时提高此处混凝土的拉伸极限;

第九，在设计图纸时，应将施工时出现的气候因素融入其中，科学设计后浇缝，在一般施工条件作用下，浇缝的间距应保持在25米左右，保留时间应大于65天。如果不能得到施工时的具体气候特征，则需要设计多条变更计划，以此确保在施工过程中，道路桥梁的治疗没有问题。

結语：

总而言之，道路桥梁的建设是一个极其复杂而庞大的工程。在施工过程中任何一个缺陷都容易影响整体的施工进度和过程，也会容易导致混凝土裂缝的产生。所以，为了确保道路桥梁建设的质量，施工人员应在施工前应分析本工程中会产生混凝土裂缝的因素，针对具体现象选择有效地防治措施，以此避免混凝土裂缝的出现。如果在施工过程中发现了已经存在的混凝土裂缝，则必须第一时间寻找产生原因并制定相应的解决方案，严格根据设计图纸和操作流程开展后续工作，确保道路桥梁的整体施工质量。

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