道路桥隧工程施工中的混凝土裂缝控制技术研究

摘要：随着我国交通基础设施建设的快速推进，道路桥隧工程规模不断扩大，混凝土作为核心建筑材料，其施工质量直接关乎工程安全与使用寿命。然而，混凝土裂缝问题频发，不仅破坏结构完整性，还可能引发安全隐患。如何有效控制混凝土裂缝，成为道路桥隧工程领域亟待解决的关键问题。本文通过深入分析裂缝成因，系统研究控制技术，旨在为提升工程质量提供科学依据与实践指导。

关键词：道路桥隧工程；混凝土裂缝；控制技术

1 混凝土裂缝成因分析

1.1 温度应力

混凝土在浇筑后，水泥水化过程会释放大量的热量，导致混凝土内部温度迅速升高。由于混凝土表面散热较快，内部与表面之间形成较大的温度差，产生温度应力。当温度应力超过混凝土的抗拉强度时，就会引发裂缝。在大体积混凝土浇筑过程中，这种温度裂缝尤为常见。例如，在桥梁墩台等大体积混凝土结构施工时，内部温度可达60～70℃，而表面温度受环境影响较低，温差可能超过25℃，极易产生裂缝。

1.2 收缩变形

塑性收缩发生在混凝土浇筑后的早期，此时混凝土尚处于塑性状态，由于表面水分蒸发速度过快，导致混凝土表面失水收缩，而内部混凝土仍处于塑性状态，不能对表面收缩进行有效约束，从而产生裂缝。干燥收缩则是在混凝土硬化后，随着水分的不断蒸发，混凝土体积逐渐缩小，当受到外部约束或内部约束时，就会产生收缩裂缝。化学收缩是由于水泥水化反应后，生成的水化产物体积小于反应物的体积，导致混凝土体积减小而产生的裂缝。

1.3 原材料因素

不同品种的水泥水化热不同，低热水泥的水化热相对较低，使用低热水泥可有效降低混凝土内部温度升高幅度，减少温度裂缝的产生。而一些高水化热水泥在大体积混凝土施工中，若使用不当，易引发温度裂缝。此外，骨料的级配、含泥量等也会影响混凝土的收缩性能。骨料级配不良，会导致混凝土空隙率增大，需水量增加，从而增大混凝土的收缩；骨料含泥量过高，会降低骨料与水泥石之间的粘结力，增加混凝土的收缩，进而引发裂缝。

2 混凝土裂缝控制技术

2.1 合理选择原材料

（1）水泥：根据工程特点和施工条件，优先选择低热、低收缩的水泥品种。在大体积混凝土施工中，可选用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等低热水泥，降低水泥水化热。同时，严格控制水泥的质量指标，确保水泥的安定性、强度等符合设计要求。

（2）骨料：选择级配良好、含泥量低的骨料。粗骨料宜选用连续级配，细骨料宜选用中砂，以减少混凝土的空隙率和用水量。严格控制骨料的含泥量，粗骨料含泥量不超过1%，细骨料含泥量不超过3%，避免因骨料含泥量过高影响混凝土的收缩性能。

（3）掺合料与外加剂：合理使用掺合料和外加剂可有效改善混凝土的性能。在混凝土中掺入适量的粉煤灰、矿渣粉等掺合料，不仅可以降低水泥用量，减少水化热，还能改善混凝土的和易性和耐久性。同时，使用减水剂、缓凝剂等外加剂，可减少混凝土的用水量，延缓水泥水化速度，降低混凝土的早期收缩，提高混凝土的抗裂性能。

2.2 优化施工工艺

（1）混凝土浇筑：合理控制混凝土的浇筑速度和高度，避免混凝土浇筑过快或过高导致内部压力过大。采用分层浇筑的方法，每层浇筑厚度不宜超过500mm，以利于混凝土的散热和振捣密实。在振捣过程中，应采用合适的振捣方式和时间，避免振捣不密实或过度振捣。振捣棒应快插慢拔，振捣时间以混凝土表面不再显著下沉、不再出现气泡、表面泛浆为宜。

（2）模板工程：确保模板具有足够的刚度、强度和稳定性。在模板安装前，应检查模板的平整度和尺寸精度，模板拼接应严密，防止漏浆。模板支撑系统应牢固可靠，支撑间距应根据模板的受力情况合理确定。在混凝土浇筑过程中，应加强对模板的监测，及时发现并处理模板变形等问题。

（3）钢筋工程：严格按照设计要求进行钢筋的加工和安装，确保钢筋的位置、间距、锚固长度等符合规范要求。钢筋的连接方式应合理选择，保证钢筋连接的质量。钢筋保护层厚度应满足设计要求，可采用合适的垫块或塑料卡来控制钢筋保护层厚度，避免因钢筋锈蚀而引发混凝土裂缝。

2.3 加强温度控制

（1）降低混凝土浇筑温度：在高温季节施工时，可采取对骨料进行降温、使用低温水搅拌混凝土等措施，降低混凝土的浇筑温度。例如，可对骨料进行遮阳、喷水降温，将水温控制在较低水平，使混凝土的浇筑温度控制在25℃以下。

（2）控制混凝土内部温度上升：在大体积混凝土施工中，可采用预埋冷却水管的方法，通过循环冷却水带走混凝土内部的热量，降低混凝土内部温度。冷却水管应根据混凝土结构的尺寸和形状合理布置，水管间距一般为1～1.5m，通水时间应根据混凝土内部温度变化情况确定，一般在混凝土浇筑后1～2天开始通水，持续通水7～10天。

（3）减小混凝土内外温差：在混凝土浇筑后，应及时进行保温养护，可采用覆盖保温材料（如棉被、草帘等）的方法，减少混凝土表面的热量散失，使混凝土内部与表面之间的温差控制在20℃以内。同时，根据环境温度变化情况，合理调整保温措施，确保混凝土在适宜的温度环境下硬化。

2.4 完善养护管理

混凝土浇筑后，应及时进行养护。在混凝土初凝后，应立即进行洒水养护，保持混凝土表面湿润。养护时间应根据混凝土的强度等级、水泥品种和环境条件等确定，一般不少于7天。对于抗渗混凝土、大体积混凝土等，养护时间应不少于14天。在养护过程中，应注意控制养护用水的温度，避免因水温过低或过高对混凝土产生不利影响。此外，还可采用喷涂养护剂的方法进行养护，养护剂可在混凝土表面形成一层保护膜，减少水分蒸发，达到养护的目的。

3 工程案例分析

3.1 案例概况

某高速公路桥梁工程，主桥为大跨度预应力混凝土连续刚构桥，桥梁全长800m，主墩为薄壁空心墩，墩高50m，墩身混凝土方量较大。在施工过程中，曾出现混凝土表面裂缝问题，影响了工程质量和进度。

3.2 裂缝控制措施

针对该工程出现的混凝土裂缝问题，采取了以下控制措施：在原材料选择方面，选用低热矿渣硅酸盐水泥，降低水泥水化热；骨料采用级配良好的碎石和中砂，严格控制含泥量；同时掺入适量的粉煤灰和高效减水剂，改善混凝土的性能。在施工工艺上，优化混凝土浇筑方案，采用分层分段浇筑，每层浇筑厚度控制在400mm左右，合理控制振捣时间和方式；加强模板支撑系统的稳定性，确保模板在混凝土浇筑过程中不变形。在温度控制方面，对混凝土原材料进行降温处理，降低浇筑温度；在墩身混凝土内部预埋冷却水管，循环通水降低内部温度；并及时对混凝土表面进行保温养护，覆盖棉被和塑料薄膜，减小内外温差。在养护管理上，墩身混凝土养护时间不少于14天，每天定时洒水，保持表面湿润。

3.3 实施效果

通过采取上述裂缝控制措施，该工程后续施工中混凝土裂缝问题得到有效控制，混凝土表面平整，无明显裂缝出现，工程质量符合设计要求，顺利通过验收，为类似工程提供了宝贵的经验。

4 结束语

本研究全面剖析了道路桥隧工程混凝土裂缝成因，提出涵盖原材料、施工工艺、温度控制与养护管理的系统控制技术，经工程实践验证有效。但随着工程复杂度提升与环境变化，裂缝控制面临新挑战。未来需持续关注新材料、新技术发展，加强多学科交叉研究，完善裂缝控制理论与技术体系，为道路桥隧工程建设高质量发展筑牢技术根基。

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