浅论现代混凝土在市政桥梁工程施工中的裂缝成因及防治措施

文/范增财

1 前言

在桥梁施工过程中出现的结构裂缝现象会对整个工程的运行和使用埋下较大的安全隐患。根据实际的建设工艺可知，桥梁工程在施工过程中出现结构裂缝的主要成因并不仅仅出现在施工环节，还受到人、机、料、法、环等因素的影响[1]。其中，混凝土施工极易受到施工工艺、材料性能以及外部环境的影响，需要从全过程控制的角度处理桥梁结构裂缝问题，才能更好地为社会发展提供更加稳固的基础设施。

2 桥梁工程中混凝土裂缝的危害性

2．1 桥梁工程中混凝土裂缝将会直接对市政工程主体结构的稳定性产生影响，同时混凝土裂缝的出现将加大钢筋裸露、渗水的概率，使钢筋出现腐蚀现象，长期的材料变质会缩短桥梁的使用寿命[2]。

2．2 混凝土初期裂缝将在后期车辆载重碾压的过程中不断扩大，使桥面出现坑洼现象，甚至导致裂缝周边的混凝土塌陷，对行车安全造成不良影响。

2．3 出现裂缝的桥梁使工程建设后期维护的成本不断加大，期间桥面裂缝导致的塌陷现象需要投入更多的时间和精力进行修补。桥梁的寿命缩短实际上也加快了新一轮市政工程维护建设的速度，由此也将加市政工程建设的整体成本。

3 桥梁工程施工中的混凝土裂缝成因

3.1 荷载影响

桥梁承受的荷载将会直接影响混凝土的稳定性，所以在桥梁使用的过程中高强度的荷载会使桥梁承受力达到极限，导致混凝土结构裂缝现象的出现。混凝土裂缝主要由设计及施工方面因素造成，在设计的过程中未将桥梁的承受力与车流量结合起来，在出现交通拥堵的情况下将超出桥梁所能承受的荷载，极易出现桥梁裂缝现象；其次，未将机械设备的重量与桥梁主体结构所能承受的重量结合起来，在施工现场放置大量的大型机械设备以及材料，从而加大了桥梁的承重压力，致使裂缝的出现[3]。

3.2 材料质量不合格

原材料质量不合格是桥梁施工中出现裂缝的重要成因。混凝土主要是由不同的骨料、掺合料、水泥以及外加剂组合而成，混凝土作为桥梁施工的重要材料，其自身的质量直接关系到桥梁施工的最终质量，如果质量不合格，就会导致桥梁后期的防水性能和承载力大幅度下降，出现一系列质量问题，使其最终使用寿命达不到初始预期效果。在桥梁工程建设的过程中都需要使用质量优良的混凝土材料，但许多企业为了降低成本会采购质量不合格的混凝土原材料。众所周知，不同价格的混凝土在成分组成以及性能上存在一定的差异，由此质量不合格的混凝土材料在后期运用的过程中将极易出现裂缝的现象；另外，还有部分施工单位为了节约生产成本，不仅采购质量不达标的混凝土材料，还加入了硅粉等材料提高混凝土的自缩值，导致建设后期由于混凝土材料变质，使整个桥梁的稳定性难以得到保证；再者，混凝土中的骨料含量存在一定的差异性，导致混凝土在搅拌运用的过程中出现收缩现象，增大了混凝土裂缝现象出现概率。

3.3 温度变化引起混凝土裂缝

温差变化也是导致桥梁出现裂缝的主要原因之一，其通过热胀冷缩后体积产生变化，使混凝土施工时产生裂缝等现象。温差较大会导致混凝土中水分缩减而出现弯曲变形；其次，混凝土构件的整体建设质量也是影响混凝土变形的重要原因，其因泥砂破裂而影响混凝土的稳定性，使预应力构件难以发挥支撑作用，导致裂缝现象的出现；此外，在桥梁工程的后期养护中出现的水泥干缩现象，也极易导致桥梁出现裂缝。水泥的干缩现象表明在实际的施工过程中，桥梁中的水泥泥浆水分大幅度减少会使桥面出现裂痕，从而影响桥梁工程的稳定性以及后续使用的安全可靠性[4]。

3.4 养护不到位

混凝土养护工作也会造成混凝土裂缝，尤其是在外部温度与混凝土结构内部温度差异较大的情况下，会导致混凝土内部拉应力增大，致使出现混凝土裂缝；其次，桥面一直处于干燥状态也会出现裂缝，使桥梁工程的稳定性降低。

4 桥梁工程施工中的混凝土裂缝防治措施

4.1 合理设计荷载

在桥梁荷载问题上首先要做好工程建设地理位置的考察工作，结合区域的交通流量情况进行桥梁承重力的结构设计，确保桥梁荷载能够与地段交通流量相匹配。此外，在施工现场还需要做好大型设备以及材料的合理放置工作，确保荷载在混凝土可承受的范围之内，防止混凝土裂缝现象出现。对于已经出现的裂缝现象需要及时修补，防止裂缝范围不断扩大，对后期运行使用的稳定性造成影响。

4.2 严格控制材料质量

原材料对桥梁工程的质量产生直接影响。在进行材料筛选时，要结合桥梁工程混凝土性能需求选择材料。试验检测人员应对用于桥梁工程的原材料进行抽样检测，混凝土的配合比确定后也应做相应的试块，并对其抗压能力进行检验，施工人员在操作时必须严格按照要求进行，防止混凝土出现开裂。混凝土材料检测项目如图1 所示：

在地基施工时要合理设置沉降缝，确定合理的混凝土配合比，进一步预防桥梁裂缝；其次，不同地域的桥梁工程对混凝土结构的要求也会有所差异，为了更好地提高混凝土结构的稳定性，需要对混凝土原材料的配合比进行合理配置。其中最重要的是控制水灰比，防止由于水泥过多出现过早硬化或者石灰过多而出现难以硬化等现象。水泥净浆、砂浆、混凝土配合比如表2 所示：

表2 水泥净浆、砂浆、混凝土配合比

4.3 合理控制混凝土的温度

混凝土露天施工过程中的主要工作是对混凝土的温度进行控制，以便更好地降低混凝土变形的概率，严格控制混凝土入模温度，不仅能防止裂缝的出现，同时还能对混凝土施工质量进行监测和控制；其次，还可以根据混凝土的特性调节温度，例如当温度较高时加入冷水混合降低温度，当温度较低时则通过水泥遇水放热的性质调节温度，由此提高混凝土使用的合理性，避免裂缝现象的出现。由于混凝土中含有石灰成分，在进行水与石灰搅拌过程中往往会出现温度升高的现象，而混凝土的稳定性需要在冷却恒定的温度下才能得到更好地体现。在工程施工时，可以通过采用小桶输送的方式控制温度，提升混凝土的散热性能，提高桥梁工程的安全稳定性。

4.4 做好桥梁养护工作

在桥梁工程建设过程中，如果对温度的控制不合理，将会加大混凝土裂缝现象出现的概率，影响桥梁工程的稳定性。因此，施工中应加强对温度的控制和混凝土的养护工作，主要有以下几个措施：第一，对混凝土施工工艺严格控制，确保其结构内部所产生的温度变化保持在可控范围；第二，及时进行混凝土养护工作，防止水泥出现干缩现象。其中洒水养护主要是通过降低混凝土表面温度的方式降低裂缝现象出现概率，在洒水过程中尽量做到均匀洒水，时间间隔控制在3h 左右，当遇到高温情况可以加大洒水频率，以此达到降低混凝土裂缝出现概率的可能性。

5 结语

总而言之，当下经济社会快速发展，私家车辆数量在不断增加，为了更好地缓解和减轻交通压力，需要加快市政桥梁工程建设的步伐。由于在桥梁建设中主要以钢筋及混凝土为原材料，需要注重对桥梁裂缝现象的预防，避免大面积裂缝的出现而缩短桥梁的使用寿命。