市政桥梁施工混凝土裂缝及其防治措施分析

吴文思

摘要：混凝土是市政桥梁施工中最为常用的材料之一，其具有造价低、持久性好、强度高及抗压性强等优势。然而在施工期间或是市政桥梁工程投入使用一段时间以后，混凝土结构往往会由于各种因素的影响而出现裂缝等问题，这就会大大降低整个市政桥梁工程的质量与使用性能，甚至威胁到人们的人身安全。为此，在实际施工过程中，施工单位必须对混凝土裂缝成因进行深入分析，提出行之有效的防治措施，从而尽最大可能减少裂缝问题的发生。

关键词：市政桥梁；混凝土裂缝；防治措施

近年来，我国市政桥梁工程的建设规模日益扩大，各种施工工艺技术水平也不断提高，同时人们对市政桥梁建设质量也提出了更为严格的要求。市政桥梁施工中混凝土施工技术是目前较为主流的建设方式，在科技高速发展的背景下，我国已经掌握了较为成熟的混凝土施工工艺，也能够很好的控制施工成本，更好的满足市政桥梁工程的多样化建设需求。然而就实际情况来看，由于受到人为不当操作、气候环境等因素的营销，导致市政桥梁混凝土结构在使用期间容易出现裂痕或是缝隙等问题，导致桥梁的稳定性与安全性大大降低。对此，施工单位必须积极探究防治混凝土裂缝的有效措施。

一、市政桥梁施工混凝土裂缝成因

（一）桥梁荷载

当前，我国国民的物质经济水平显著提高，汽车已经成为人们出行的必要工具，加上各种运输需求的不断增多，这就造成市政桥梁工程后期运营过程中需要承受极大的荷载量。但是我国市政桥梁荷载能力的设计必须满足相应的规范和要求，由于城市化建设进程的加快，促使城市人口数量呈现出逐年上升的趋势，造成市政桥梁需要承受更大的荷载，一旦超出桥梁设计的标准区间，将极易发生混凝土裂缝问题。混凝土虽然具有诸多突出的应用优势，如：强度和硬度好、成本低等，但是其韧性较差，要想其优势得到充分发挥，必须将混凝土承受的荷载量控制在标准区间内，倘若混凝土结构在使用过程中承受较强的外力作用，极易产生裂缝，甚至出现断裂现象[1]。另外，市政桥梁混凝土结构通常会受到直接应力与次应力的作用，因为在外部荷载压力下，这两种作用力容易失去平衡，从而导致内部变形，一旦桥梁受到的荷载大于混凝土结构能够承受的作用力值，极可能出现裂缝。

（二）气温变化

很多物质都存在一些物理特性，如：热胀冷缩情况。对于混凝土结构而言，当其所处的环境温度发生变化时，会导致结构内部出现热胀冷缩现象，进而引发混凝土裂缝。一般而言，混凝土结构热胀冷缩主要有以下两种情形：（1）在混凝土浇筑施工期间，由于混凝土中含有一定量的水泥，当该物质与水分混合搅拌后会释放出诸多的热量，这就在很大程度上提高了混凝土材料内部的温度，导致浇筑的混凝土温度高于外部温度，这样的内外温度差很可能造成混凝土结构在释放热量时出现热胀冷缩情况，进而引发裂缝问题[2]；（2）在市政桥梁工程的蒸汽养护期间，如果选择在寒冷的冬季进行养护作业，会由于蒸汽的影响导致混凝土结构的内外温度出现较大的差异，从而出现热胀冷缩现象。另外，市政桥梁工程的混凝土结构的外部都十分干燥，然而其内部空间仍然存在少量的水分，当混凝土结构投入使用后遇到温度低于10摄氏度的天气时，其内部的水分会受到低温的影响而凝固，这就会导致混凝土结构的体积增大，从而出现内部膨胀现象，当膨胀力大于混凝土结构可以承受的区间范围时，就会产生裂缝，且随着气温升高，会蒸发更多的水分，从而进一步加剧混凝土内部裂缝问题。

（三）混凝土材料质量不达标

混凝土材料质量的好坏直接关系到市政桥梁工程的整体施工质量，如果材料的质量不符合工程建设标准，将极易造成桥梁发生混凝土裂缝现象。导致混凝土材料质量不达标的具体原因在于：（1）施工单位对混凝土材料的采购、运输、存储等环节把控不到位，导致所购入的材料不合格，并在使用期间出现受潮、结块等问题，从而严重影响到市政桥梁混凝土结构的施工质量；（2）在混凝土材料调配过程中，施工人员没有严格按照相关要求对各类材料的比例进行合理调配，造成混凝土的性能下降，存在局部离析、结块、不均匀等情况，从而增加了混凝土裂缝的发生概率[3]。

二、市政桥梁施工混凝土裂缝的有效防治措施

（一）科学管控桥梁的荷栽

设计环节是市政桥梁工程建设活动开展的重要依据，为保证整个市政桥梁工程的建设质量，建设企业必须立足于工程的实际情况，对整个工程项目进行科学的规划设计，即专业设计人员应当加强对市政桥梁工程整体布局的深入研究和分析，再依据工程项目的建设标准、地质环境、气候条件等因素，合理规划设计整个项目，特别是科学布局桥梁内部的钢筋使用数量与安装位置等，从而确保市政桥梁工程的荷载具备更高的安全系数，避免其在后期运营过程中发生超载的问题，最终保证市政桥梁工程处于一个更加安全、稳定的运营状态[4]。同时，专业技术人员应当加强对市政桥梁工程的荷载设计，通过准确计算桥梁混凝土结构可以承受的荷载数值，然后利用先进的信息技术手段，结合计算结果来构建相应的混凝土结构数字模型，利用这一模型来判断混凝土结构可以承受的最大荷载值，最后以此为依据，编制科学、合理的混凝土施工方案和后期运营管理计划，将市政桥梁工程所承受的荷载控制在合理区间之内，如：在施工期间不可使用载重较大的机械设备，或是在某桥梁路段规定限重，不允许载重超过标准值的车辆通过等，从而避免混凝土结构受到较大的荷载而发生裂缝问题。

（二）混凝土施工质量控制

首先，加强对混凝土施工方案的管控。科学的施工方案对防治混凝土裂缝起着决定性作用，所以施工单位在市政桥梁混凝土施工前，必须明确其中的重点工程项目，防止在变化断面出现应力集中现象。针对可能出现应力集中的位置，应采取相应的强化措施。如：对于容易出现裂缝的边缘位置，需要安装适量的钢筋灯，以增强混凝土结构的拉伸应力，并结合施工过程中工程所在区域的气候特点，在完成钢筋灯安装后做好修补工作，从而有效避免裂缝问题的发生。对于混凝土中水和材料的调节，可搅拌适量的塑胶等，并对混凝土的塌陷度进行合理控制。在具体施工过程中，需要采用有效的保护措施来对混凝土的内外温度差加以严格调整，借助科学的施工方案来避免混凝土出现裂缝问题，如：通过在混凝土上填埋管道，或是冷却铸件面的方式，借助冷水来对混凝土入模温度及其内部温度进行科学调节，让混凝土内外部温度处于相对平衡的状态，从而避免出现裂缝问题。

其次，严格控制混凝土浇筑质量。在混凝土浇筑过程中，施工人员应同时开展浇筑与振捣作业，并确保振捣的密实度，以提高整个市政桥梁混凝土结构的密实性。由于混凝土凝固过程中内部会蓄积大量的水化热，施工人员应在施工前期对混凝土材料进行预降温处理，有效遮盖混凝土粗细骨料，让其不受到阳光直射，或是通过添加冷水的方式来对材料进行降温，若混凝土的体积较大，建议对粗细骨料进行预冷处理，并在混凝土材料搅拌期间加入适量的冰水或是冰块，从而尽量减少混凝土结构内部的水化热。在完成浇筑作业后，施工人员需要做好砂浆抹平，再采取有效措施对接缝进行处理，然后严格检查混凝土表面的含泥量、含水量及平整度等各项参数，明确这些参数是否符合施工要求，还应认真检查钢筋的保护层厚度与间距等参数[5]。另外，施工单位应及时开展混凝土养护工作，如果在夏季开展混凝土施工作业，应通过混凝土表面洒水或是冷水管埋设等方式来达到内部降温的目的。如果在冬季施工，应将采用草帘等保温物质来覆盖混凝土结构，防止其内外温度差过大而出现裂缝问题。在冬季开展混凝土施工时，很可能会由于外界温度过低而导致混凝土发生冻胀现象，所以建议尽量避开在冬季开展混凝土施工工作，如果必须在冬季施工，应当根据工程的实际情况，利用包裹养护与蒸汽养护等措施来加强对冻胀现象的防范，提高混凝土施工质量。

最后，加强施工验收管理。在完成市政桥梁混凝土施工以后，施工单位需要安排专业人员对混凝土施工质量进行严格检查，如果发现存在裂缝问题，需要结合裂缝大小来选择合适的裂缝处理方法，主要包括：（1）表面处理法，该方法主要适用于尺寸小于0.2毫米的裂缝，先是使用钢丝刷等工具清扫干净混凝土表面的杂物，然后用水进行清洗，等到混凝土表面干燥以后，使用油灰状树脂来填充裂缝，最后进行找平；（2）灌浆法，该方法主要适用于尺寸较大的混凝土裂缝，先是对混凝土表面进行清洁处理，然后取开V型槽，再进行填充处理；（3）结构补强法，该方法需要结合混凝土的裂缝性质，明确裂缝对混凝土结构的影响，然后结合实际的处理情况，选择预应力加固法、粘贴钢板加固法及改变受力体系法等结构补强方式，来实现对混凝土结构的有效修复。

（三）确保混凝土材料的质量达标

混凝土主要由水泥、砂石及其他掺和材料等构成，为保证混凝土材料的质量符合市政桥梁工程混凝土施工的标准，施工单位必须做到以下几点：（1）严格管控水泥的质量。由于水泥本身含有大量的矿物成分，当其矿物含量越高时，在遇水后产生的水化热反应就会更加严重，所以为能够尽量减少水化热反应，施工单位应采购水化热反应较低的水泥材料；（2）严格管控砂石的质量。砂石是组成混凝土的关键材料，其质量在很大程度上影响混凝土施工质量，所以施工单位必须科学控制砂石质量，建议选用中砂，能够大大降低整个混凝土的空隙率。同时，为避免混凝土结构出现变形情况，应当保证砂石中不会含有过多的泥土，从而提高混凝土结构的抗拉能力；（3）严格管控其他掺合料，即通过在混凝土混合料中掺入适量的粉煤灰，以提高混凝土的密实度和后期使用强度，并通过减少水泥的使用量来尽量降低水泥的水化热反应，将混凝土内部的温度控制在相对合理的范围之内，确保混凝土内外部温差保持相对平衡的状态[6]。另外，为能够有效预防和控制市政桥梁工程的混凝土裂缝，施工单位在配制混凝土过程中需要合理使用添加剂，如：通过减水防裂剂的应用，来尽量减少混凝土的用水量，提高混凝土的收缩功能，让水泥浆具备更好的粘稠度，防止混凝土发生沉缩变形问题，还能够增强混凝土的抗拉强度与抗裂性能。

三、结语

综上所述，裂缝是市政桥梁工程施工和后期使用中最为常见的不良现象，该问题会严重影响到工程的施工质量和使用性能，所以施工单位需要深入分析引发混凝土裂缝的主要原因，然后结合工程实际状况，采取有效措施来对桥梁的荷载、混凝土施工过程及混凝土材料进行合理管控，从而有效降低混凝土裂缝的发生率。

参考文献：

[1]赵佳康.市政桥梁施工混凝土裂缝及其防治措施分析[J].绿色环保建材,2021(07):95-96.

[2]周颖.市政桥梁施工混凝土裂缝及其防治措施分析[J].中国建筑金属结构,2021(04):112-113.

[3]孙文博.市政桥梁施工混凝土裂缝分析及其防治技术措施[J].建筑技术开发,2021,48(02):134-135.

[4]李世兵,李海锋,刘航.浅谈市政桥梁施工混凝土裂缝成因及其防治措施[J].城市建设理论研究(电子版),2020(08):49.

[5]付威.市政桥梁施工混凝土裂缝分析及其防治措施论述[J].工程建设与设计,2020(04):93-94.

[6]都春龙,薛玉祯.市政桥梁施工混凝土裂缝分析及其防治措施[J].住宅与房地产,2019(19):185.