路桥工程施工中裂缝成因及处理

时间：2024-07-28

何志强

（四川川交路桥有限责任公司，四川德阳 618000）

路桥工程在施工过程或使用过程中出现裂缝可能由于施工技术不当、外界环境腐蚀、温度控制不当、原材料不合规等多种因素所致[1]。为确保工程施工安全与质量，在施工期间对裂缝的控制需有所针对性，认识到裂缝的危害所在并针对性予以解决，明确裂缝的成因及相应处理方法是保障路桥工程质量的关键之一[2]。本文以路桥工程施工裂缝为切入点，研究了裂缝的成因及相应处理策略。

1 路桥施工中裂缝的危害

1.1 工程寿命问题

若道路桥梁存在裂缝，首先会对该工程的实际使用年限产生明显影响。虽说裂缝的出现造成的影响为钢筋腐蚀或结构损坏之类的间接影响，但从根本上会影响路面结构的一体性以及工程整体的牢固性，继而导致路桥工程无法达到预期使用年限，投入使用后增加维修频率[3]。

1.2 钢筋腐蚀问题

道路桥工程表面出现裂缝时，外界潮湿的环境或雨水会影响到已经暴露于表面的钢筋，久之出现腐蚀现象[4]。钢筋被腐蚀后会直接影响到钢筋强度与持久性，从而影响工程质量。

1.3 工程结构问题

若工程裂缝产生位置处于主体结构上会直接对结构性能产生损坏，继而对整体性能产生影响[5]。当路桥工程结构表面存在较大型裂缝时，裂缝存在的渗透作用会进一步对桥梁内部结构产生影响，导致工程质量下滑。

2 施工中裂缝的成因

2.1 原材料因素

路桥工程的施工原材料中，混凝土属于基础材料，由砂子、骨料、水泥混合而成，需要按照一定比例加以配置。若原材料存在质量隐患，会直接造成混凝土强度无法达到路桥工程的实际要求，在施工过程中出现凝固时间与预期不符、强度无法达标、混凝土过度渗水之类的问题。添加剂方面，部分添加剂与拌合水中含有的氯化物质会造成混凝土强度受到影响，少数情况下甚至会对钢筋产生腐蚀作用，继而减轻路桥工程的实际承载力。在水分作用下，钢筋可能出现锈蚀或腐蚀现象，即便钢筋存在保护膜设计也可能由于保护膜破损而造成工程裂缝。

2.2 环境因素

环境因素主要是外部环境，例如气候、温度等。路桥工程的主体构成混凝土存在热胀冷缩的特征，若温度过低会造成其表面出现裂缝。除此之外，路桥工程的主体结构位置若长期处于阳光暴晒之下，可能影响到水泥的水化反应。当外界气候与温度环境出现变化时，混凝土温度梯度上升，在温度应力作用下混凝土内部结构出现变化造成裂缝。不少路桥工程的裂缝出现于冬季，当温度在 0摄氏度以下时混凝土中的水分凝结成冰且体积增大，导致裂缝的出现。

2.3 化学反应因素

多数路桥工程表面出现裂缝的原因在于混凝土收缩造成体积变化所致，其收缩造成的裂缝可分为干缩性裂缝与塑性收缩两种。当水泥发生化热反应后，其表面会由于产生热量却无法得到均匀散发而导致表面与内部温度不一，造成裂缝的出现。另一方面，由于凝固前水泥剧烈反应后水分快速蒸发，混凝土在失去水分的情况下本身存在收缩力，其表面在拉力作用下出现龟裂形状且不规则的裂缝。

3 裂缝的预防及处理措施

3.1 裂缝的有效修补

1、结构加固

由于裂缝的存在会直接影响道路桥梁工程的外观以及结构性能，继而影响到安全性以及使用寿命。因此可采用混凝土补强加固、预应力加固、截面面积增加等方式实现结构性加固，这是最为稳妥的修补方式。

2、灌浆修补

若在施工过程中发现裂缝的深度较大，可能会对混凝土结构或其性能产生影响，此时需选择灌浆修补法，将灌浆材料加入到裂缝之中让其硬化，从而达到修补作用。目前我国施工使用的灌浆材料大多为水泥浆或环氧聚合物，若裂缝深度较大或宽度较大应选择聚氨酯或甲基丙烯酸酯作为灌浆材料加以修补。

3、表面修补

表面修补方式适用于混凝土的表现裂缝，直接使用水泥浆涂抹在裂缝上即可，操作较为简单，不会对承载力产生影响。

4、嵌缝法

在裂缝所在位置开槽，将封堵材料填入其中。这种方式修补后能保障工程外观整洁性，且修补效果较好。

3.2 严格控制温度

在施工过程中应严格控制混凝土温度，避免温度应力造成裂缝。在夏季施工时浇筑混凝土的过程中可适当降低浇筑厚度，让混凝土能够均匀散热，避免由于热力不均导致裂缝的出现。在搅拌混凝土的过程中将碎石用水冷却来控制混凝土温度，避免其过高。在混凝土入模时严格控制温度，并在混凝土中埋设冷却管，利用冷水实现内部降温。由于路桥工程属于大体积混凝土施工，这类施工操作在凝结硬化期间必须严格控制温度场升降变化规律，了解其内部温度状况，避免混凝土温度应力过大。浇筑混凝土前在模板上预留测温孔，在测温孔内放入圆盘式温度计测线了解其内部温度，浇筑完成后应每隔两小时测量一次内外温度并计算温度差，详细记录后观测温度差变化值。

3.3 严控原材料配比

路桥工程中混凝土的主要成分为水泥，实际施工中必须严格控制水泥配比，避免原材料由于配比量操作不当导致应力变化出现裂缝。施工时应考虑到原材料在结构上的各种变化可能性，结合参考混凝土使用等级选择适合的配合比例。除此之外，需考虑到意外情况或现场施工环境的不确定因素，对配比灵活调整。除了水泥以外，钢筋也是路桥工程的主要原材料之一。为了避免发生负筋由于施加压力无法复位的情况，必须根据负筋实际直径来调节钢筋马镫确切位置以及钢筋接头的位置与排布，通过统一的垫块加以固定。浇筑操作前仔细测试每个钢筋支架，查看其保护层是否符合设计标准。模板与钢筋支架之间的拉伸力度必须达到相应标准，在焊接操作上确保规范性，以免连接位置存在漏浆隐患。

3.4 控制路桥荷载

路桥工程在规划及设计阶段便应展开合理的环境调查，了解其周边环境以及施工环境，在路桥的承载能力指标参数设计以及主体结构设计上具体化，通过多次测算试验达到相应标准。若在施工期间出现不达标情况导致表面由于荷载作用发生裂缝或主体结构内部出现裂缝必须及时修复整改。在浇筑大体积混凝土时，每层混凝土浇筑厚度应控制在30厘米以内，振捣时间则控制在20秒以内，震动棒与模板边缘的距离控制在20厘米以上。除此之外，应加强施工后的混凝土保护，避免内外温差较大导致温度梯度变化出现裂缝。在浇筑完成后，混凝土外露面必须通过塑料薄膜覆盖养护，必要时可利用蒸汽养护。