道路桥梁设计与施工中裂缝成因分析

辛德鹏

(中交一公局第二工程有限公司，江苏 苏州 215000)

混凝土材料是我国在进行道路桥梁建设工程中最常采用的基础结构材料，而这种材料常常容易被环境因素和外界因素所影响，在工程施工的过程中产生裂缝，形成对施工过程和桥梁工程的安全风险和质量隐患。在实际的路桥工程建设施工过程中，当裂缝出现后，如果施工人员没有加以重视，相关管理人员不负责任，没有及时针对裂缝进行有效的处理和应对，将导致混凝土结构的质量和性能下降。因此，要结合具体情况分析出混凝土裂缝产生的根本原因，并针对裂缝病害进行有效的应对，保证道路桥梁工程的施工质量。

1 裂缝的危害

我国建筑行业在随着科技的进步不断发展，社会的进步发展也对我国道路桥梁的建设和交通运输提出了更高的要求，道路桥梁的设计和施工在社会的发展进程中也扮演者越来越重要的角色，干系着经济的发展和进步。基于此，建筑企业之间也存在着越来越激烈的竞争，为了拥有更多的市场份额，就要有更好的施工质量、口碑和企业形象，就意味着施工过程中要尽量避免问题的出现，保证较高的工程质量。然而在道路桥梁的设计和施工建设过程中，施工管理问题常常会导致混凝土裂缝的出现，这一病害不仅会严重影响施工质量，还会对施工单位的声誉造成负面影响。裂缝的出现会降低路桥工程的安全性和稳定性，这是由于裂缝使混凝土的主体结构发生破损和改变，并且表面的混凝土裂缝常常会因为渗透作用而向混凝土的内部进一步深化和发展，对道路桥梁整体施工工程质量造成严重的负面影响。裂缝出现后，混凝土结构内部的钢筋将会暴露出来，与空气充分接触，仅仅是天气原因就会造成钢筋的生锈和腐蚀，造成强度的降低和工程稳定性的降低，影响工程的使用寿命。如果道路桥梁工程的质量较差，过往车辆和行人的安全将无法得到保证，该路段上的交通运输情况也将因为交通堵塞和交通事故的出现受到较大程度的影响。

2 裂缝形成的原因

2.1 温度问题

混凝土具有热胀冷缩的特质，会因为温度的骤然变化发生形状和结构的改变，当出现较大的温差和温度的骤变，混凝土极易因热胀冷缩发生变形，进而导致了裂痕的产生。在对道路桥梁工程进行设计和施工之前，应该对施工场地和区域做好全面的勘查工作，不仅要考察施工地形，更要考虑到施工场地周围的温度，对温度的变化加以明确。如果在施工过程中产生较大温差，混凝土将极易发生变形，并且这种热胀冷缩的变形会受到一定程度上的约束和限制。当这种约束力达到一定数值时，应力将会产生并存在混凝土的结构中，这种应力会导致道路桥梁工程中混凝土内部结构的变化，混凝土在对这种应力做出平衡的过程中就会导致裂缝的产生。道路桥梁工程的施工建设单位常常会让施工人员提前做好防护措施以防混凝土裂缝的产生，但是在实际的施工过程中，工作人员常常难以对温度进行有力地把握和控制，很容易在原本裂缝的基础上因温度的变化使裂痕病害更加严重，影响到施工的效果。

2.2 荷载问题

荷载问题也是产生混凝土裂缝的一大主要原因，荷载问题的产生主要与道路桥梁工程的路基结构建造有关。在混凝土路基的建造过程中需要使用多种不同的设备进行施工。部分路基结构的强度不高，当大型设备对其进行施工碾压时，会造成十分严重的裂缝问题，导致路基的质量大打折扣。此外，当道路桥梁工程施工完成后，过往通行的车辆荷载也会对桥梁路面的结构造成影响，当压力过大超出路面的承载能力时，就会导致路面结构受损产生裂缝[1]。对道路桥梁工程进行设计和施工时，应该对混凝土的受力进行全面的分析，充分考虑到混凝土因应力作用而产生的受力差距，一定程度上规避混凝土裂缝的产生。

2.3 收缩问题

收缩裂缝是由于混凝土具有收缩性能而产生的一种裂缝类型，且在道路桥梁工程中较为常见。在施工的过程中，需要考虑到混凝土的收缩性并对这一性能加以重视，收缩裂缝的产生不仅会对施工质量造成影响，更会影响到施工工程中的其他结构。混凝土的收缩性会导致混凝土在受到环境因素后发生形状变化，产生裂缝病害。施工人员在对道路桥梁工程中的混凝土进行浇筑后需要进行一段时间的等待才能继续后续施工。在完成混凝土浇筑后的一段时间内，混凝土结构中的水泥将会产生水化热反应，这种反应会快速蒸发掉混凝土结构中的水分，导致混凝土结构的收缩。当这种情况发生时，塑性收缩问题也会发生在未硬化的混凝土中。当混凝土发生硬化，混凝土的水分蒸发，导致表面湿度降低，不能达到工程施工的标准和要求，而后混凝土将会收缩，体积变小，产生较为严重的龟裂和裂缝病害。

2.4 材料质量问题

材料的质量是进行工程施工过程中最为重要的基础，如果建筑中使用的材料不符合相关标准和存在质量问题，将会导致混凝土的质量难以保证，整体道路桥梁工程的结构稳定性和安全性也会受到影响。混凝土的制造原材料主要有水泥和其他骨料等，除此之外，还需要通过掺和剂等额外的添加剂提高混凝土的性能。在进行工程施工前，需要严格检查混凝土制造过程中需要使用的各种原材料，杜绝因贪图短时效益而降低材料要求，使用廉价但粗制滥造的材料。在进行混凝土的制造时，还要注意到水分的影响，如果水分过大，也容易产生结构的裂缝。相关技术人员应该考虑到材料间的相互作用问题，注意添加剂的合理使用，否则部分材料间的化学反应也会造成裂缝病害。

3 道路桥梁施工中混凝土裂缝问题的应对措施

3.1 合理布局

在进行道路桥梁工程建设施工前，应该勘测和了解实际的施工场地情况，然后要对施工工程进行整体设计，需要结合实际场地情况对施工工程进行合理布局。施工人员需要结合工程设计充分考虑具体的施工情况，科学、合理地对钢筋、混凝土等施工结构材料进行安排，使工程的荷载力和稳定性符合施工要求和标准，防止在施工中出现裂缝[2]。在对布局问题进行设计和探讨时，应该充分考虑到道路桥梁在施工结束后付诸使用的过程中的交通运输情况，具体路段具体分析，不能一概而论，要尤其注意交通繁忙的路段的最大荷载。此外，还要充分考虑到施工过程中可能出现的环境变化和天气变化等影响，并对此做好解决预案，防止施工过程中裂缝的产生。

3.2 控制原材料质量

在施工开始前，管理人员应该对施工将使用的各种原材料及其配比进行严格的审查，不仅要保证种类充分，还要保证规格规范和质量达标。在道路桥梁施工过程中混凝土的制造环节里，要严格把控各种材料的配比，要注意材料配比对于混凝土质量和强度的影响。如果不对材料配比加以重视，很有可能导致水泥的等级不够，进而混凝土的稳定性也难以符合工程要求。水泥决定着混凝土的整体性能，如果水泥出现较为严重的质量问题，将导致混凝土易出现裂缝。对于在进行材料混合的过程中需要使用的添加剂也要进行谨慎选择，达到外加剂应该达到的效用，使混凝土的稳定性提升，较少出现裂缝问题。

3.3 控制施工温度

温度的变化是混凝土出现裂缝较为常见的原因之一，因此在进行道路桥梁施工的过程中应该对温度严加控制，防止混凝土结构因温度的变化而发生形状变化，导致裂痕的产生。在实际的施工过程中，工作人员应该在施工前对现场温度进行测量，并对天气的变化进行预测和明确。在这样的基础上，要对施工的工艺和技术进行优化，当天气炎热时，要注意控制混凝土浇筑时混凝土的厚度，防止其内部产生的水化热长时间难以消散，还要控制好混凝土浇筑的速度。在施工过程中，可以在需要的地方布置一些测温装置，时刻对现场施工温度加以显示，方便施工人员对温度进行控制。在温度得到测量之后，应该及时地加以记录，如果温度过高，应该及时进行控制，尽量保持在25摄氏度以内。混凝土的养护工作同样不可缺少，合理、有效的养护可以避免混凝土产生裂缝。

3.4 优化结构设计

通过对过往施工工程的总结可以对现有的施工过程和结构进行优化。优化的目的是使工程的施工过程更加合理，一定程度上提高工程的施工质量，并保证工程结构的稳定和安全，防止结构问题的产生。施工人员要在混凝土表面加一层保护膜，防止混凝土发生腐蚀问题。除此之外，工作人员还应该注意到钢筋在结构中的重要性，可以通过缩小间距和使用小直径钢筋的方式来使混凝土结构更加稳固，降低产生裂缝的可能性。在进行道路桥梁的施工设计时，还要检查好施工模板，对其刚度和稳固性做出检测，保证其满足施工的标准和要求[3]。在各个施工环节的实施和进行过程中，也要注意养护工作的重要性，使工程的使用寿命得以延长。

3.5 加强裂缝修补

如果在施工过程中产生裂缝，施工人员要对裂缝及时进行处理，减少裂缝对与整体工程带来的不利影响，对裂缝进行修补。常用的裂缝修补方式有灌浆法和表面修补法等。在进行灌浆法修补裂缝时，需要先将裂缝清理，然后注入特殊的材料进行修补。常用的修补材料是环氧聚合物或水泥浆，如果裂缝较为严重，还需要使用甲基丙烯酸酯等材料。如果采用表面修补法，主要是将水泥浆涂抹在裂缝表面，实现修补的效果。这种方式是最常使用的修补方式，可以一定程度上减轻裂缝对混凝土造成的不利影响。除此之外，还可以采用嵌缝法。这种方法下，需要对裂缝进行开槽和材料的填充，这种方式进行的修补结果较为整洁，不会对工程外观造成较大影响。还可以通过对工程结构的加固来实现混凝土横截面积的增加，达成修补裂缝的目的。

4 结 语

裂缝是道路桥梁建设过程中极易产生的病害，不仅会对工程外观造成影响，更会影响工程的质量问题，形成安全隐患。导致裂缝出现的较为常见的原因有温度的变化、收缩问题、原材料问题等。因此需要注意导致裂缝产生的种种原因，并针对具体情况采取合适措施进行补救，注意对温度的控制、施工设计和结构的调整并对裂缝及时加以修复和养护，保证工程的施工质量和安全稳定性。