道路桥梁混凝土施工及裂缝控制施工工艺

王海燕

山西路桥第五工程有限公司 山西太原 030000

混凝土是道路桥梁工程中至关重要的材料，其中水泥占据较大比重，若类型选择不合理或是用量控制不当，均有可能引发混凝土结构裂缝；而在浇筑、振捣等方法不合理时，混凝土也容易产生裂缝。无论何种原因产生的裂缝，其均会对道路桥梁的正常使用造成影响，甚至诱发安全事故，因此规范化施工、加强控制则显得至关重要。

1 道路桥梁施工中裂缝控制的基本作用

1.1 保证路桥质量

裂缝的出现会对桥梁工程质量造成不同程度的影响，尽管轻微裂缝所带来的不良影响有限，但其有扩展的发展趋势，最终产生影响结构正常使用的裂缝。为此，需要在源头上做好各项工作，规避裂缝。例如，在大体积混凝土浇筑施工时，合理选择水泥材料并控制用量，按照要求浇筑施工，而为了减小混凝土内外部的温差，需合理布设冷却水管，使混凝土各处的温度相对均衡，有效规避裂缝的发生[1]。

1.2 提高道路桥梁的耐久性

通过设计方案的制定与优化、原材料质量的检测与控制、混凝土浇筑方法的合理应用等一系列措施的落实，顺利将大体积混凝土浇筑成型，得到完整且质量可靠的混凝土结构。在良好的施工条件下，成型混凝土结构的质量有所保障，使用期间无裂缝病害，在设计使用年限内始终维持稳定的状态，此时结构的耐久性自然得以提高。进一步分析，得益于混凝土结构高质量的特性，桥梁使用期间的检维修工作量减少，资源投入较少，能够取得更为突出的经济效益。

2 道路桥梁混凝土施工要点

2.1 施工准备

为顺利推进混凝土施工进程，需要做足准备，夯实基础。针对设计方案做全面的审核，判断可行性，若有不足之处则予以优化，并再次判断优化后的方案是否可行，经过循序渐进的调整后，得到一套优质的设计方案，将其作为正式施工的引导。此外，根据混凝土施工要求，准备水泥、砂石、钢筋、模板等原材料以及机械设备，加强质量检查、性能检查，确保材料的各项质量指标均满足要求、机械设备稳定运行。

2.2 混凝土配比的确定

配合比是影响混凝土工程性能的关键因素，需要加强控制。具体而言，立足于道路桥梁的实际施工条件，加强对坍落度、水灰比的控制，以便顺利浇筑，避免泌水问题。此外，考虑到道路桥梁工程对混凝土强度的要求，宜采用硅酸盐水泥，同时其水化热应较低，否则在浇筑施工中将有明显的水化热现象，导致混凝土内外部温度失衡，随之出现裂缝；其它材料也需满足要求，例如骨料选择强度较高的碎石，粒径5～30mm，含泥量不大于1%，减小杂质对混凝土质量的影响。

2.3 钢筋安装

道路桥梁混凝土施工中，钢筋也是重要的材料，通常以气压焊接的方法完成钢筋的焊接操作。实际施工中，应精准控制钢筋网的位置，尽可能提高施工精度，减小误差。在钢筋绑扎时，对外侧扎丝圆钩头做压平处理，扎丝头统一朝内，以免模板等材料与之接触后受损。而在使用钢筋前，需检查其表观质量，判断是否有锈迹、是否有超出设计要求的弯曲变形，若有则采取除锈、调直措施。

2.4 模板施工

模板是混凝土的“外围结构”，模板的平整性和稳定性均会影响混凝土施工质量。在选择模板时，刚度、强度、平整度、洁净程度均要得到充分的考虑，同时其拆卸以及安装均要具有便捷性。材质方面，切实提高模板的耐腐蚀性，以免因腐蚀而受损，此外还需考虑构件形状、规格差异等因素，其均要满足要求。以E形或T形构件为例，为形成可靠的模板体系，模板材料可采用竹胶板。在选定模板材料后，使用前做好准备工作，清理表面的杂物并抛光，使模板具有足够的光洁度，进而使浇筑成型的混凝土表面足够平整（若模板局部有凹凸的情况，拆模后，可见混凝土部分区域存在不平整的问题）。支立模板时，配套模板螺栓等固定件，保证在混凝土浇筑、振捣的扰动作用下模板无偏位、无受损。

2.5 混凝土的浇筑和振捣

浇筑和振捣是混凝土施工中极为关键的工序，同时也是工程施工质量的主要影响因素。在道路桥梁混凝土施工中，现场工作人员与拌和站生产人员频繁沟通，协调好混凝土的送料时间，做到随拌随用。逐车检测混凝土的坍落度，若不满足要求则不予以使用。浇筑时控制好卸料高度，避免过大，否则混凝土将离析，随之影响施工效果。考虑到道路桥梁混凝土施工工作量较大的特点，宜采取分层的方法，在各层浇筑时加强振捣，提高混凝土的密实度。振捣设备的类型丰富，其中平板振捣器颇具代表性，应由专员操作，准确控制振捣位置、振捣间距以及振捣时间，避免过振、漏振，亦不可损伤模板以及钢筋材料。混凝土分层施工时，在本层振捣的同时适当将设备向下层伸入，连同两层共同振捣，构成完整的结构体。对于局部作业空间有限的情况，转为人工振捣的方法，以精细化的方式将振捣工作落实到位[2]。

3 道路桥梁混凝土施工裂缝的成因分析

3.1 水泥水化热过于剧烈

道路桥梁普遍具有大跨度、规模化的特点，因此常涉及到大体积混凝土施工，此时有可能会由于控制不当而产生温差裂缝。究其原因，与水泥水化热有关，水泥在发生此反应时产生大量的热量，大体积混凝土表层的温度降低速度较快，而内部因空间的封闭作用而难以快速下降，内外部温差偏大，影响到混凝土的正常成型状态，混凝土内部降温收缩的约束较强，产生较大的拉应力，随着该值的增加，待其超过混凝土具备的最大抗拉强度时，便会显现出温差裂缝。就水泥水化热而言，此现象的出现主要与水泥材料的类型、使用量有关，而在混凝土龄期延长时，因水泥水化热而产生的温差更为明显，通常在10d～12d接近最终绝热升温。

3.2 施工工艺不合理

在道路桥梁工程中，混凝土浇筑、预制构件的制作以及运输等环节的操作若缺乏规范性或是未加强对质量的控制，均容易引发混凝土结构裂缝。以梁板钢筋混凝土施工为例，在施工工艺不合理的情况下，支座处负筋有下陷的可能，固定支座的使用状态发生改变，转为塑性铰支座，受力条件变差，可见板上部沿梁支座部位形成裂缝；未在正式浇筑施工前检查模板的质量、支架的受力性能（刚度、承载力等）时，可能会由于某处存在问题而影响到最终的混凝土浇筑施工效果；混凝土浇筑后，未控制好拆模时间，提前拆模或是过早对混凝土结构施加荷载，此时结构出现弹性变形，缺乏足够的早期强度，在受弯、受压的受力条件下，易断裂；设置在梁两侧的翼板也是重要的结构，该部分不均匀沉降时，会迫使支座产生负弯矩，进而在力的作用下出现横向裂缝。

3.3 混凝土养护方法不合理

混凝土的弹性模量较大但抗拉强度偏低，尽管只存在微小的收缩变形，也会形成明显的拉应力，该值大于混凝土自身具备的极限抗拉强度时，结构将开裂。因此，除了做好前述提及的材料质量控制以及混凝土浇筑施工外，还需加强养护。若浇筑面的覆盖不及时或是未有效洒水，均会加速表面水分的蒸发，显现出收缩裂缝，并且此现象在气温高、相对湿度低的区域更为明显。部分道路桥梁工程的覆盖养护不及时，时间通常安排在最后一遍抹光完成后，更有甚者全程未采取覆盖措施，此时混凝土结构难以避免地形成裂缝，而在夏季高温环境中，该裂缝的发生概率更高，裂缝的规模也更大。

4 混凝土施工裂缝的控制措施

4.1 水泥水化热的控制

加强对水泥水化热的控制，调节混凝土的绝热升温，并实现抗压强度、极限抗拉伸变形能力等方面的优化。优质的原材料以及科学可行的配合比是控制水化热的关键途径。材料方面，以低水化热的水泥为宜，从源头上削弱水泥水化热反应，减少该阶段产生的热量，进而避免大体积混凝土结构温度异常升高的现象；发挥出混凝土中后期强度的优势，在不影响整体性能的前提下适度减少水泥用量；采取主动降温措施，即在混凝土中埋设冷却水管，向其中注水以达到降低混凝土温度的效果；混凝土生产阶段，向集料内加入冰块，降低原材料的温度，也可掺入外加剂，用于改善配合比，控制水化热；有效协调混凝土浇筑时间，以一天的低温时段为宜；混凝土浇筑施工前获取未来几天的天气预报信息，根据气温情况规划后续的施工，加强对出料温度、浇筑温度的控制。

4.2 施工工艺的控制

立足于现场施工条件，合理应用施工工艺，依托于科学的方法，控制混凝土裂缝。具体做如下分析：

4.2.1准备工作

施工前做好交底，引导参建人员掌握工程的整体情况，例如施工条件、质量目标、具体施工工艺应用要点；水泥以及砂等各类原材料的质量检查、拌和设备以及计量仪器的校准、模板以及支架结构体系力学特性的检查（刚度、承载力等）均具有必要性；按照规范组织配合比试验，确定具有可行性的配合比，将其用于大体积混凝土的正式生产中，必要时掺入适量外加剂，利用此类材料改善混凝土的综合性能，抑制水化热作用[3]。

4.2.2混凝土的生产、运输及施工

以提前确定的配合比为准，精准称量水泥、砂石等原材料，予以充分的搅拌，得到均匀性较好的混合料。生产期间，加强对和易性、坍落度等指标的检测与控制。

混凝土出厂后，用混凝土罐车运输至现场，期间按照特定的速度转动罐筒，避免混凝土离析。车辆尽可能匀速行驶，避免忽然提速或急刹车。

浇筑时，根据结构的尺寸选择分段或分层的方法，施工人员规范化作业，适度振捣，减小混凝土内部的空隙，提升混凝土的密实性和匀质性，最终顺利完成混凝土浇捣工作。

4.2.3混凝土质量检验

为准确判断混凝土的施工质量，检验标养28d的试件，根据实测强度判断其是否满足要求。检验时，参与人员秉承客观、公正的原则，保证检验数据以及最终结果的真实性。

4.3 混凝土养护

养护效果会在很大程度上决定混凝土结构的裂缝发生情况，因此技术人员必须予以高度重视，根据现场施工情况及时安排养护。早期养护至关重要，营造良好的温湿度条件，使水泥有效凝固，产生具有足够强度的结构体。密切关注混凝土施工进程，待其浇筑完成后，尽快收浆、覆盖、洒水。若道路桥梁工程施工中采用的是干硬性混凝土，浇筑后宜及时架设棚罩，起到防护的作用；混凝土收浆后，开始覆盖养护，减小混合料水分的蒸发量，以免因水分不足而导致表面干缩。若应用的是塑料薄膜覆盖养护的方法，需在浇筑后随即覆盖，使膜内有足量的凝结水，营造相对湿润的混凝土成型环境；若应用的是涂刷薄膜养护剂养护的方法，则要提前组织试验，选择适用性较好的养护剂，并按照规范操作。现场气温在5℃以内时，潜在混凝土冻伤隐患，因此采取保温措施，减小混凝土内外部的温差，此时切记不可洒水养护，否则会产生明显的温度应力，迫使混凝土结构冷缩，影响凝固成型的效果。

养护时间也必须得当，不同类型材料的养护时间不尽相同，需做针对性的分析。若混凝土生产中采用的是普通硅酸盐水泥及矿渣硅酸盐水泥，养护时间至少为7d；混凝土生产阶段掺入缓凝剂等外加剂时，延长养护时间，至少达到14d。除了根据施工所用材料的性质控制养护时间外，还需考虑混凝土的成型情况以及现场的气温条件，对养护时间做合理的调整，必要时适当延长，充分保证混凝土的成型效果。条件允许时，选用真空吸水的混凝土，原因在于其能够兼顾混凝土成型质量和缩短养护时间的双重要求。

5 结语

综上所述，混凝土施工是道路桥梁工程中的重点环节，其工程量较大，对全桥整体质量有明显的影响。针对混凝土结构易开裂的情况，需要从原材料质量控制、混凝土浇筑及振捣工艺的优化、养护方法的合理应用等方面切入，在“多管齐下”的模式下，有效规避混凝土裂缝，保证施工质量。