道路桥梁施工大体积混凝土裂缝成因及防治对策研究

梁磊

【摘要】近年来国内道路桥梁工程规模持续增大，施工技术也越来越先进、越来越复杂。项目管理工作是道路桥梁工程项目建设工作得以顺利、高质完成的基本保障。项目施工必须要按照设计要求的施工质量目标组织具体的施工工作。在当前道路桥梁行业飞速发展的今天，大体积混凝土裂缝防治管控能力是整个道路桥梁工程项目监管水平的直接体现，在项目建设的时候，施工企业将这方面的管控工作做好了，对于美化企业市场形象、提高企业的综合管理能力而言，都是十分有利的。

【关键词】道路桥梁施工;大体积混凝土;裂缝成因;防治对策

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.19.153

1、引言

最近几年，我国的综合经济实力提升显著，社会经济发展也非常迅速，在道路桥梁领域，有充裕的资源、资金投入，投入总量非常大且模式也很新颖，建造了一大批功能多样的道路桥梁工程。它们在为我们的生活带来很大便利的同时，也极大地推动了社会经济的增长，有不少道路桥梁工程已经成为了城市地标建筑，彰显城市形象、传递城市文化。我们知道，建设企业在具体的建设实践中，做好建设成本管控、建设工程质量管控、工程工期规划等这些工作是整个建设过程的重中之重，这三项工作互相影响，并且共同决定着整个工程的建设效果。目前，在上述相关项目管理的绝大部分工作中，相关研究比较丰富，有很多可行方法，而且在具体的施工实践中，都已经证明了这些方法是正确的，可行性是很高的，但与大体积混凝土裂缝成因及其防治对策的研究还不够完善，主要的原因是大体积混凝土裂缝防治很难控制，再就是有很多突发状况极大地影响着大体积混凝土的施工质量。笔者结合贵阳市黔春大道道路工程-（K4+100至K5+250段）桥梁工程中刚构桥主墩承台大体积混凝土的施工实践，浅析了道路桥梁施工大体积混凝土裂缝的类型和成因，然后在这一基础上，总结了相关裂缝防治的可行性方法，希望这些方法可以对同行们有所帮助。

2、道路桥梁施工大体积混凝土裂缝类型

2.1 结构性裂缝

当道路桥梁长期处于载荷状态下就可能出现结构性裂缝。钢筋、混凝土是建设道路桥梁的主要原材料，道路桥梁投入使用之后，必然长期处于载荷状态，甚至出现超载荷的情况，道路桥梁就会不断产生抵抗力，一旦抵抗力达到极限，就会诱发结构性裂缝。一般情况下，道路桥梁的极限值与其设计强度以及实际使用中的承载力有关。当外部载荷超过了道路桥梁自身的抵抗力，承载能力已经达到极限，那么在钢筋、混凝土的结构内部就会产生受力失衡现象，最后内部结构被破坏，出现结构性裂缝。结构性裂缝多为突然发生，同时表明道路桥梁内部结构破坏严重。

2.2 非结构性裂缝

如果裂缝产生原因不是由于遭遇内部结构破坏，那么统一称作非结构性裂缝。道路桥梁使用中很多原因都可能造成非结构性裂缝的产生，最先多为很小的裂缝，不断受力作用下持续变大，发生明显的裂缝并且可能影响整个道路桥梁的强度。还有一些裂缝比如沉降裂缝，就是在长期外部作用力之下而产生。一般非结构性裂缝形成的初期还比较小，或者位置隐蔽，不易发现;如果持续性受到外部作用力影响，裂缝越来越大，就会酿成安全隐患。

3、道路桥梁施工大体积混凝土裂缝成因

3.1 设计问题导致裂缝

通过以上分析结构性裂缝与非结构性裂缝的形成原因可知，这些裂缝除了与使用情况有关以外，也会受到前期设计或施工工艺的影响。在道路桥梁工程项目施工之前，需要反复测量与科学规划图纸，假如最初图纸设计就不合理，那么必然影响整个施工过程以及最终施工质量。如果因为设计问题造成道路桥梁使用中出现裂缝，常见原因主要有：第一，桥梁设计的内部结构以及外部受压能力不合理，如果桥梁结构的受力不均，内部容易被破坏，就会出现裂缝;第二，在确定设计图纸之前没有做好施工现场实地勘察，不了解地理位置的特殊性以及周边环境，施工中可能反复涉及变更，无法完全按照设计要求操作，留下后患。

3.2 外界环境导致裂缝

在实际的施工中，环境变化也是导致道路桥梁出现裂缝的重要原因。在环境方面主要有以下两个方面的影响因素：1.外界温度变化情况，会导致道路桥梁出现裂缝，如混凝土会由于外部温度不断变化，在内部出现不同结构上的变形，变形后就会产生约束力，而混凝土内部是存在一定应力的，如果承受力小于约束力，那么就会由于挤压出现裂缝。2.天气阴晴不定，也会对施工造成一定影响，如在遇到特殊天气时，会对整个施工过程产生一定影响，导致混凝土结构不稳定，进而导致裂缝出现。

3.3 施工材料导致裂缝

道路桥梁施工的主要原材料为混凝土，混凝土中含有大量的石灰与硅化物，两种物质的特性决定其遇水之后将有大量的热量被释放出来，所以道路桥梁的混凝土内部不断积累热量，有时表层温度看似不高，实际内部温度已经高达70℃左右，如此显著的内外温差形成强大的拉力效应，一旦超过混凝土本身的抗拉承受力，就会导致裂缝。

4、道路桥梁施工大体积混凝土裂缝防治对策

4.1 完善道路桥梁大体积混凝土相关施工设计

合理的施工设计也是避免发生裂缝的重要一环。认真研究施工设计，提前发现设计缺陷，找出可能诱发裂缝的原因，就能规避风险，保证道路桥梁项目的施工质量。加强对施工设计阶段的质量管控，一般要做好以下工作：首先，工程设计阶段要做好现场调研，所有參与设计的工作人员都要前往工程现场了解情况，包括工地的周边环境、土壤性质、现场施工要求等等，确保出具的施工方案符合实情，各项技术措施能够落实到位;其次，设计方案的过程应是不断调整、不断优化的，设计人员要经常反思，从设计中寻找问题与不足，总结以往工程项目的施工经验，汲取教训，完善图纸的内容，并且方案要尽量详尽，可操作;例如，整合多个设计方案进行对比分析，从每个方案中列出优势与不足，彼此取长补短，规避设计缺陷，确定最科学、最易操作的方案，提高工程项目的施工效率与施工质量;最后，道路桥梁施工本是一项复杂的工程，而且涉及的范围广、任务重，专业性较强。尤其一些大型施工项目中，道路桥梁的体积大、跨度大，那么设计人员必须反复计算与核对项目结构的应力大小、荷载量程度以及温度变化范围等，根据各项数据指标进行合理的构件设计，确保工程项目的整体性能达标，合理规避可能诱发裂缝的隐患。

4.2 强化道路桥梁大体积混凝土施工材料管控

在对材料进行管控的过程中，主要可以从以下几个方面开展相关工作：1.需要建立起科学合理的材料采购相关程序，保证整个采购过程的工作质量。如为了保证材料质量符合工程要求，同时减少徇私舞弊的情况出现，需要至少选择三方人员参与到材料采购工作中，其中包括工程设计人员、工程施工部门以及工程建设方。2.需要重视各种材料的质量检验相关工作，对于工程中需要使用到的各种粗细集料、外加剂、水泥等原材料进行质量方面的检验，按照相关要求严格进行试验和检验，保证原材料的质量符合工程标准，进而真正满足工程建设的实际需求。3.需要对施工人员的相关职责进行明确和规范，保证施工人员能够按照相关的要求应用材料，明确材料质量控制的相关职责。

4.3 提升道路桥梁大体积混凝土浇筑施工质量

在混凝土浇筑环节，也要注意控制每个施工步骤的质量水平。确保原材料符合标准、工序合理、工艺到位，提升浇筑质量，这是预防裂缝的重要保障。根据工程经验，浇筑施工中的质量控制主要做到以下三点：第一，正式浇筑混凝土之前需要考虑现场的实际情况，明确项目的施工目的与施工要求，合理规划施工方案，包括确定浇筑的起点、控制浇筑的厚度等，为后续工作做好准备。另外，浇筑之前还需要认真确认钢筋保护层的垫块位置，核对保护垫的数量，检查结构是否紧固、可靠等等;第二，混凝土入模之前，为了确保浇筑效果，还要再次做好测量工作，包括确定合理的温度、符合要求的坍塌度以及合格的含气量，确保综合性能符合预期标准;各项指标核对无误之后，方可正式施工操作。对于浇筑混凝土过程中实际的自由落体高度控制，以不超过2米为宜，否则就需要用到漏斗、串筒、滑槽等辅助性浇筑工具;第三，振捣混凝土环节的质量控制，要确保混凝土振捣到位，并且达到一定的密实程度，这样才能避免发生裂缝。在混凝土振捣过程中会使用表面为平板的振捣器、插入式的高频率振动棒等工具，需要由专业人员按照“快插慢拔”的方法操作，注意把控用力程度，每一次都要振捣到位，避免发生漏振的情况。另外，还要重视模板工程的施工质量，加强检查力度，确保模板具有稳固且可靠的支撑结构，尤其在接缝位置要保证密实、不漏浆，这样才能强化振捣的质量，保证混凝土浇筑施工的整体质量，投入使用之后也能减少裂缝现象。

4.4 做好道路桥梁大体积混凝土后期养护工作

在刚完成道路桥梁施工之后，此时最容易发生裂缝问题。所以完工之后也不能放松警惕，而是要重视质量防控，做好后续的道路橋梁养护工作，提前预防裂缝的产生。通过采取有效措施，做好合理保养，既能避免发生裂缝，也能提升道路桥梁的整体质量，延长使用寿命。在后期养护环节，应主要做好以下工作：首先，做好保温措施是后期养护的关键一环。保温的目的是避免在大体积混凝土中发生内外温差过大的现象，保护混凝土降低自约束力。因此在开展养护工作时，要通过采取有效措施达到保温目的，减缓混凝土外部温度的降低速度，尽量保持与内部结构的温度均衡，并且借助混凝土自身的抗拉轻度，有效强化混凝土的抗裂性，这样就能成功避免由于内外温差问题而造成的裂缝现象。其次，进行道路桥梁的养护工作时，除了控制混凝土结构本身的温度变化以外，还要注意保持养护环境温度，应根据混凝土的保养需求做适当升温处理，这样做的目的也是控制温差，避免混凝土表面温度快速下降而产生应力。这一做法既能确保增强混凝土的强度，有效抑制应力松弛现象;另一方面也能保护混凝土表面不发生干裂，就不会形成塑性收缩。一般情况下，混凝土养护阶段的表面温度以及中心温度差均以不超过25℃为宜。最后，对现浇板的浇捣工作也要进行养护操作。在大体积混凝土施工项目的后期，养护是最后一个环节，也是必不可少的操作。如果不重视养护工作，整个过程敷衍了事，可能导致混凝土强度达不到预期效果，其快速硬化时产生了大量失水并且没有及时获得补偿，发生裂缝的可能性非常大。尤其在夏季高温环境中施工，养护时更要定期浇水降温，尤其是对刚构桥主墩承台设置冷却管降温，这样做的目的既是为了避免因温度差过大而出现裂缝，也是为了控制由混凝土表面收缩而产生的约束应力，降低发生裂缝的几率。

4.5 健全道路桥梁大体积混凝土施工管理机制

深入健全管理机制，能有效保证道路桥梁项目顺利、高质地完工。健全施工现场管理机制，即可让操作规程明确化，又可切实提高施工现场的管理实效性。例如施工企业在健全施工现场的管理机制时，可主要从两方面进行，一是质量管理制度，二是责任制度。质量管理方面，施工企业要合理分化每个施工环节的具体内容，同时，结合这些内容，明确管理标准，以切实提高相关人员的责任感。开始施工前，要对人员进行培训，明确相关标准，然后参照标准进行管理，进而让相关管理制度得到切实落实。责任制度方面，施工企业要梳理所有施工班组的关系，且将具体的责任划分给这些施工班组。如果在施工时有问题出现，可参照责任制度追根溯源，即可明确事故责任人，还可提高问题解决效率。

结语：

综上所述，最近几年，国内道路桥梁工程施工水平持续提升，各种道路桥梁的建设数量也在不断增加。就目前而言，道路桥梁工程规模持续增大，施工技术也越来越先进、越来越复杂。项目管理工作是道路桥梁工程项目建设工作得以顺利、高质完成的基本保障。项目施工必须要按照设计要求的施工质量目标组织具体的施工工作。在当前道路桥梁行业飞速发展的今天，大体积混凝土裂缝防治管控能力是整个道路桥梁工程项目监管水平的直接体现，在项目建设的时候，施工企业将这方面的管控工作做好了，对于美化企业市场形象、提高企业的综合管理能力而言，都是十分有利的。这就需要施工企业结合施工现场的实际状况，做好合理的项目施工规划工作和施工技术及质量管控工作，保证现场的施工可以按照施工计划顺利落实到位，圆满做好道路桥梁工程施工大体积混凝土裂缝的防治工作。

参考文献：

[1]陆军.道路桥梁施工大体积混凝土裂缝成因及防治对策[J].砖瓦世界，2020（14）：232.

[2]孙振阳，张素峰.道路桥梁施工大体积混凝土裂缝成因及防治对策 [J].建筑工程技术与设计，2018（16）：2282.

[3]熊兴业. 客运专线桥梁梁部大体积混凝土温度裂缝控制[J].交通世界（建养.机械），2010（07）.

[4]混凝土质量专业委员会.高强与高性能混凝土专业委员会.钢筋混凝土结构裂缝控制指南[M].北京：化学工业出版社.2004

[5]潘盛烈.桥梁工程大体积混凝土的温控与防裂对策[J].公路交通科技（应用技术版），2010（06）.

[6]孟磊.遂渝线东阳2号大桥现浇钢筋混凝土预应力箱梁的施工质量控制[J].科技信息，2011（03）.

[7]张旭东.公路桥梁混凝土质量通病预防与治理[J].内蒙古科技与经济，2011（10）.

[8]揣大林，解永杰.道路桥梁施工大体积混凝土裂缝成因及防治对策[J].装饰装修天地，2018（22）：219.