市政桥梁施工混凝土裂缝成因及处理措施

谭维安

（兰州市政建设集团有限责任公司，甘肃 兰州 730000）

混凝土桥梁具有施工成本低、可满足不同需求的优势，已成为当前市政桥梁工程中最常见的形式之一。随着市政桥梁建设规模的不断扩大，人们对市政桥梁施工质量的重视度直线增长。混凝土施工很容易受到外界因素影响，如环境因素、人为因素、技术因素等，使其性能发生变化，进而出现裂缝问题，不仅影响市政桥梁工程质量，埋下安全隐患，还会影响市政桥梁的美观度。但因混凝土自身价格低廉，且稳定性和硬度高，仍是市政桥梁工程常用的材料。为了避免混凝土出现裂缝问题，需要深入分析诱发混凝土裂缝的成因，进而提出预防措施，在市政桥梁建设中充分发挥混凝土的优势。

1 混凝土裂缝的危害及防治意义

1.1 混凝土裂缝的危害

混凝土裂缝是市政桥梁工程施工与使用中最常见的质量问题，导致这种情况的因素较多，如材料质量、施工技术、管理不到位等，严重影响市政桥梁的稳定性与安全性。混凝土裂缝的危害主要体现在3 个方面：一是降低结构的安全性与承载力。尽管受弯构件允许存在一定宽度的裂缝，但裂缝是影响混凝土结构承载力的重要因素，尤其是在使用过程中会增加荷载。二是降低防水性。裂缝不仅会影响混凝土结构的安全性，在裂缝作用下还会出现严重的渗漏水问题，尤其是未做防水部分最为明显。三是加速混凝土碳化。当混凝土产生裂缝后，遇到潮湿环境，裂缝中的二氧化碳会与混凝土中的钙化物反应，降低混凝土碱性，同时，破坏钢筋的纯化膜，导致钢筋锈蚀，进而破坏混凝土结构。

1.2 混凝土裂缝防治的意义

混凝土裂缝防治的意义主要体现在3 个方面：保证工程安全性、降低后续养护成本和确保工程顺利开展。首先，保证工程的安全性。保证桥梁安全性是市政桥梁施工的基础，一旦产生裂缝，市政桥梁的施工质量就可能不达标，其结构承载力不足，那么桥梁整体的安全性与稳定性就大打折扣，进而埋下安全隐患。因此，施工单位在施工过程中应采取有效手段与预防措施，减少混凝土裂缝，提升混凝土结构的承载力，保证市政桥梁工程的安全性与稳定性。其次，降低后续养护成本。在市政桥梁施工过程中预防各种裂缝，不仅可以保证市政桥梁的施工质量，延长市政桥梁的使用寿命，还可以减少后期养护成本。最后，确保施工顺利开展。市政桥梁施工中若混凝土出现裂缝，不仅影响桥梁的美观性，还会影响后续施工的开展。因此，要重视混凝土裂缝问题，并采用积极的预防手段与措施，以保证后续施工顺利开展。

2 混凝土裂缝成因

混凝土是市政桥梁施工的主要材料，虽然其成本低廉，但很容易受到外界因素影响，如温度、施工技术、材料质量等，导致混凝土出现裂缝，进而影响市政桥梁施工质量与安全性。以下对市政桥梁裂缝的成因进行分析总结。

2.1 荷载原因

因市政桥梁使用需求不同，其荷载要求也不同。如果市政桥梁施工不能达到设计要求的荷载，那么市政桥梁很容易出现结构性裂缝。出现这种情况很大一部分原因是施工单位并未全面分析施工现场环境及桥梁的结构受力情况，加上大量机械设备的应用，不断增加市政桥梁的外部荷载，最终导致市政桥梁出现结构性裂缝。

2.2 温度原因

从物理角度而言，任何物质都存在热胀冷缩的现象，混凝土也不例外，这也是导致混凝土产生裂缝的重要原因。混凝土在温度变化的影响下，很容易出现结构变形，一旦温度应力大于混凝土自身的抗压力，就会出现裂缝，如图1 所示。温度对混凝土的影响主要体现在两个方面：一是混凝土浇筑过程中水泥发生水热化现象，混凝土内部的温度急剧上升，在内、外温差的作用下，势必会出现裂缝。二是市政道路蒸汽养护时容易出现裂缝。市政桥梁冬季施工时，一般需要蒸汽养护，会导致混凝土内部温度与外部温度不一致，在温差的作用下，出现裂缝。温度裂缝可根据程度分为表面裂缝、深层裂缝、贯穿裂缝3 种。

2.3 材料质量原因

施工材料的质量与市政桥梁混凝土结构的质量息息相关，若材料质量达不到施工要求，势必会影响市政桥梁混凝土施工质量，最常见的质量问题是混凝土裂缝问题。混凝土由水泥、砂石、水等多种材料混合搅拌而成，这些材料的质量是影响混凝土质量的关键因素，尤其是砂石。高质量的砂石可有效提升混凝土的强度；质量较差的砂石会增加混凝的空隙。空隙越大，对水泥和水的需求量就越大，而增加水泥含量会降低混凝土的强度。另外，砂石、水泥等存在问题对混凝土内部的钢筋会产生影响，如腐蚀钢筋，混凝土结构承载力也随之降低，进而影响市政桥梁整体结构的稳定性与安全性。

3 混凝土裂缝的处理措施

混凝土裂缝作为严重影响市政桥梁施工质量的重要因素，逐渐引起人们的关注。若想在施工中充分发挥混凝土结构的优势，需要做好混凝土裂缝的预防工作，以保证市政桥梁施工顺利、安全。

3.1 科学控制荷载

预防混凝土裂缝是保证市政桥梁工程施工质量的前提。为了减少混凝土裂缝，要从设计阶段着手。市政桥梁建设前，设计人员要立足整体，全面考察施工现场，结合实际情况科学规划市政桥梁的施工方案，尤其要重视桥梁内部钢筋的布局，以保证桥梁荷载的安全系数，进而提高设计方案的科学性与合理性。为保证市政桥梁始终处于良好的运营状态，要减少车辆超载问题。相关人员应根据位置变化情况，采取相应的防控措施，从而达到最佳的桥梁荷载控制效果。另外，在设计市政桥梁工程荷载时，相关人员必须科学计算混凝土结构所能承受的荷载数值，然后结合信息化技术构建混凝土结构模型，并在模型中标明混凝土可承受的最大荷载值。在施工过程中，要采取相应措施，避免混凝土产生裂缝。具体而言，施工人员要做好施工机械设备管理工作，如不允许载重超标的机械设备通过，避免因荷载过大导致混凝土结构出现裂缝。总而言之，应通过多方共同努力，科学控制桥梁工程荷载，进而避免市政桥梁因荷载过大导致混凝土结构出现裂缝问题。

3.2 控制温度

温度是导致混凝土出现裂缝的主要成因，因此，在施工过程中，施工人员必须重视温度控制工作，以达到预防混凝土裂缝的目的。若想有效控制温度，可以从控制混凝土浇筑温度与混凝土表面温度入手。首先，控制混凝土浇筑温度。混凝土浇筑温度主要是指混凝土出搅拌机后，经过平仓振捣，再次覆盖混凝土前，测量混凝土面以下10cm 处的温度。根据相关规范要求，混凝土入模时温度要控制在5℃～35℃之间。若夏季气温35℃以上，施工人员必须采取有效措施将混凝土入模温度降到35℃以内；若冬季连续5d 气温在5℃以下，就要采取保温措施，保证混凝土入模前温度在5℃以上。另外，混凝土进入施工现场前，温度必须控制在50℃以内，否则，要采取相应措施，如生产厂家在混凝土出厂前将其放置一段时间或多次倒运等方式。其次，选择合适的施工工艺。众所周知，混凝土表面相当脆弱。混凝土浇筑完成后，若不能采取合适的施工工艺进行处理，那么混凝土的表面非常容易产生裂缝。例如，混凝土振捣施工工艺是影响混凝土强度的重要因素。混凝土振捣时间与坍落度关系密切，因此，施工人员振捣混凝土时要结合实际情况，避免振捣时间过长、过短或漏振等情况，以减少裂缝出现。此外，大面积混凝土浇筑时，可能出现表面不平整的情况。若表面高度相差较大，会引发裂缝，同时要避免长期暴晒混凝土侧面，以提高混凝土的抗裂能力。

3.3 严格控制混凝土材料质量

混凝土主要由水泥、砂石、水、掺合料等构成，这些材料的质量是影响混凝土质量的直接因素。因此，施工单位必须严格控制混凝土材料质量，具体可以从以下4 个方面入手：首先，水泥质量管控。水泥遇水后会发生水化热现象，而水化热产生的大量热量是导致混凝土裂缝的主要成因。因此，施工单位选择水泥时，应在保证其满足施工需求的基础上，尽量选择水热反应小的水泥。其次，砂石质量控制。砂石在混凝土中主要起到骨架的作用，也是影响混凝土质量的重要因素。砂石主要由碎石和砂砾组成，其中，碎石就是我们常说的粗骨料，砂砾则是细骨料。在选择粗、细骨料时应注意以下3 点：一是细骨料必须质地坚硬，人工砂的细度模数应在2.4～2.8 之间，天然砂的细度模数则控制在2.2～3.0 之间。二是粗骨料的细度模数控制在2.5～3.5 之间，且级配符合国家规定标准。三是砂石保持干净，不得含有影响混凝土性能的成分。再次，保证掺合料质量。为了保证混凝土密度，在搅拌混凝土时会添加适量的粉煤灰，其不仅可以提升混凝土的强度与抗渗能力，还会减少水泥的使用量，避免因水化热反应导致混凝土内、外温差过大，引发裂缝问题。最后，水质量控制。通常情况下，水都是就近取材，可以选用地下水。但在使用前需进行检测，避免水中含有影响混凝土性能的物质。

3.4 做好冬季施工管理工作

冬季施工时，混凝土一般会出现冻胀现象，导致混凝土出现裂缝问题。为了避免这一问题，施工人员必须做好冬季施工管理工作，科学预防。与夏季施工管理相比，冬季气温较低，尤其是北方气温长时间处于0℃以下。在这种寒冷的气候下，混凝土很容易出现冻胀现象，这种现象并不会在当下引发混凝土裂缝，而是随着气温的升高，逐渐显现出来。因此，施工人员要采取多种措施预防出现冻胀现象，如包裹养护、蒸汽养护等。

4 结语

市政桥梁是城市重要的基础设施之一，其施工质量与安全性是保证城市经济发展的基础。混凝土作为市政桥梁施工的重要材料，在施工过程中容易受多方面因素影响，导致混凝土裂缝问题。混凝土裂缝会降低桥梁的强度和稳定性，进而产生安全隐患。针对混凝土裂缝问题，需要采取有效措施进行预防，以保证桥梁的安全和质量，使市政道路正常运营。