道路桥梁设计与施工中裂缝成因分析

道路桥梁设计与施工中裂缝成因分析

向康

（武汉建策工程咨询有限公司，湖北武汉， 430000 ）

摘要：混凝土工程质量是影响道路桥梁工程的重要组成部分。然而，由于自身特性、施工工艺、荷载作用以及外部条件等多种原因，会使路面结构出现裂纹，从而危及道路桥梁的安全。因此，在道路桥梁工程中，应采用相应的防治和避免混凝土开裂的方法。

关键词：混凝土施工；收缩裂缝；干缩裂缝

首先对混凝土工程中出现的收缩裂缝、温度裂缝、沉降裂缝进行了详细的剖析，并对其原因进行了研究。在此基础上，从工程质量管理的角度，对如何防止和减小混凝土开裂进行了探讨。经过分析认为，只要采取适当的控制手段，就可以确保道路桥梁的工程建设。

1. 道路桥梁施工中混凝土裂缝成因

（一）温度裂缝成因

由于公路桥面混凝土的某些部位直接暴露在日光下，使得该区域的混凝土比其他地方的温度要高，从而造成了混凝土的内表面热分布呈非线性，局部张应力增加，容易出现温度开裂。

在工程建设过程中，由于突发的低温天气，使絮凝剂的表层气温迅速降低，但由于室内气温的降低较慢，致使内外温差增大，从而形成了温差开裂^[1]。

在低温环境中，若不能及时进行有效的维护和隔热保护，将使室内和室外的温差增大而形成温度开裂；当混凝土浇注后，也就是混凝土的厚度大于2米时，由于水泥水化会产生热量，从而引起温度裂缝。
（二）收缩裂缝成因

在混凝土中，引起混凝土开裂的原因是：水泥的强度和掺入量。如：高收缩率的低热水泥、低收率的火山灰质硅酸盐水；随着混凝土掺入量的增加，收缩应力和收缩时间延长，收缩裂纹增多。

随着骨料颗粒大小和水分含量的增加，其收缩程度也相应增大；随着水泥含量的增加，水泥的收缩率也相应提高。在振捣过程中，由于振捣时间不够或振捣不匀，容易造成收缩裂缝；随着养护期的缩短，降低的水分速率也会加快，从而导致混凝土的开裂。
（三）沉降裂缝成因

工程前期没有做好现场勘察，对工程的具体情况不了解，容易造成基础不均匀下沉；在工程施工中，由于路基工程施工中存在着多个地质地段，在各种地质情况下，由于各种地质情况的压缩程度差别，容易造成不均衡的沉降。

在道桥建设中，如果相同的组合桥使用的是大跨度的地基，例如混合桩地基和扩展地基，使用不同直径和长度的桩地基，或者在高度相差很大的地基上使用扩展地基，都会引起不均衡的沉降。

在对软土地基进行施工时，采取了以地基为基体的加固措施，以减小地表上的上浮力量，增加基坑的承载能力。但由于路面上的长时间受到雨水的冲刷、滑坡等影响，使原来的地基产生了变形和挤压现象，从而造成了不均衡的沉降。
（四）施工质量裂缝成因

在振捣过程中，由于振动不够致密，导致大量麻面、蜂窝、空洞等问题，造成了混凝土开裂的风险；由于混凝土自身的流动特性，加上浇注速率太高，导致其在加固前和加固后的变形差别很大，容易出现开裂^[2]。

由于输送的长度和时间过长，失去了大量水分，导致了混凝土的塌落程度下降，并且容易引起大面积的混凝土开裂；当混凝土在输送过程中，由于混凝土的可塑性，如果加大用水量，会使混凝土的收缩量增大，产生无规律裂缝。

由于在分层浇注过程中没有掌握好空隙的浇注时机，导致上部混凝土在第一次浇注后立即进行下部混凝土的灌浆，导致了表层混凝土不能完全粘合，产生横向裂缝；由于在混凝土的分层浇注中没有很好地解决新老水泥砂浆界面，导致界面结合强度下降，容易引起裂缝。
二、道路桥梁施工中混凝土裂缝应对措施
（一）控制混凝土质量

混凝土是决定道路桥梁工程整体施工的关键因素，因此在选用施工材料时必须对其进行控制。由于道路桥梁工程的构造特点，其对混凝土的抗压性能和韧度的需求也各有差异，因此，要按道路桥梁结构及承载性能来选用合适的混凝土，防止由于混凝土强度太高或太小而产生裂纹。施工人员应按项目的特殊需求选择合适的材料，以确保其质量与强度达到规范，从而节省成本。此外，质量检验部门应在原料进场时，进行认真的检验，确认产品的质量，而且要确保抽样的产品在出厂前必须具备一定的代表性^[3]。
（二）改进施工方法

由于道路桥梁在很长一段时间内都会承受很大的负荷，所以要求它的构造必须非常稳固，如果不能保证其本身的稳定性，很容易受到破坏，进而危及人们的生命。在道路桥梁的建设中，应综合考虑多种影响因素，对道路桥梁进行应力分析，确定合理的加固措施。为防止混凝土的结构在长时间工作中受到侵蚀，应按工程实际状况加厚保护。此外，还可以在钢筋上加入抗锈蚀涂料，从而达到对混凝土构件进行防护，降低构件的锈蚀性和耐久性^[4]。

（三）优化材料配比

在施工过程中，物料配比比例会直接关系到混凝土的质量，如果比例不对，会导致混凝土开裂。所以必须选择最优的混合比例。粉煤灰是一种常见的建筑工程材料，在掺入适量的粉煤灰后，可以降低掺入的水泥，并具有良好的润滑作用。通过对混凝土开裂进行填筑，可以改善路面的强度，从而改善道路桥梁的整体稳定性能。

（四）控制施工温度

在高温环境中，混凝土很可能出现裂缝。通过对施工的温度进行调控，可以防止产生开裂。在道路桥梁的建设中，必须对工程技术及程序进行严密的监控。要提前了解工地的气温，并及时调整浇注的厚度，确保在下一次浇注之前，将水化热量迅速蒸发。另外还要注意对浇注速率进行调控，以确保混凝土在一定时间内固化，防止开裂。在工程建设中，工地上安装了测温器，对现场进行了实时监控，并尽可能地将气温保持在25摄氏度以内^[5]。
（五）对混凝土进行养护

在浇注完毕后，应严格遵守有关规范，以防止在凝固期间出现品质改变。在一定程度上，由于大气的气温及含水量的变化，导致了混凝土的凝固速度也在不断变化。在此期间，施工人员应按照其特性来进行正确的操作。定期观测水泥凝固状况，发现有收缩、坍塌等现象应立即进行处理。另外，对水泥表层应定期喷洒水分，以保证其表层水分。

（六）对裂缝修复处理

在浇筑完毕后要进行质量检验，一旦出现裂纹，应立即进行补强修补，以保证施工的安全。质量检验者要进行混凝土开裂的监测与评价，并根据其大小及厚度，采取相应的处理措施。常用的修补方式有：加固法、表面法、嵌缝法和灌浆法。采用增强截面面积、支点加固和应力加固等措施，可以提高钢筋混凝土的承载能力，减少开裂对钢筋的破坏。表层修复技术是在混凝土的裂纹上涂上一层胶泥，以防止其受压强度下降。

结束语：

综上所述，道路桥梁对中国的城市化和国民经济的发展起着举足轻重的作用。要高度重视道路桥梁的施工质量，保障人们的出行安全。选用高质量的原料，采用先进的工艺，进行合理的设计与建造，在工程建设中，对混凝土进行温度控制和养护工作，可以有效地防止出现开裂现象。

参考文献：

[1]刘军,吴玲松.道路桥梁设计与施工中裂缝成因分析[J].四川建材,2022,48(01):168-169.

[2]王维琪.道路桥梁设计和施工过程中裂缝成因分析[J].科技视界,2021(30):131-132.

[3]刘德辉.道路桥梁设计与施工中的裂缝成因分析[J].江西建材,2021(08):186+188.

[4]李振栋.市政道路桥梁设计与施工中的裂缝成因[J].居舍,2021(10):88-89.

[5]高世茂.道路桥梁设计问题与施工裂缝成因分析[J].散装水泥,2021(01):81-82+84.

作者简介：向康，（1995.01-）男，湖北京山人，本科，武汉建策工程咨询有限公司助理工程师；研究方向：结构设计和预制