市政橋梁施工混凝土裂縫的成因及防治措施

閻明亮

（太原市政建設(shè)集團(tuán)有限公司， 山西 太原 030000）

1 市政橋梁施工混凝土裂縫成因

1.1 混凝土材料質(zhì)量造成的裂縫

在橋梁混凝土裂縫產(chǎn)生的原因中，混凝土材料質(zhì)量不合格引起的混凝土裂縫占很大一部分。當(dāng)前橋梁建設(shè)中使用的混凝土普遍是用水泥、細(xì)砂、砂石按照一定比例混合攪拌而成的水泥混凝土。在混凝土生產(chǎn)過程中，各種材料的質(zhì)量和比例是非常重要的。拿水泥來說， 水泥在混凝土的制作過程中作為凝膠材料，混凝土生產(chǎn)過程中水泥質(zhì)量不合格，直接導(dǎo)致混凝土質(zhì)量劣化，給橋梁施工帶來較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。

1.2 溫度變化引發(fā)的裂縫

水泥等物質(zhì)在進(jìn)行水化處理的過程中， 同樣會(huì)自內(nèi)而外地釋放出一定量的熱量。如此一來， 必然會(huì)導(dǎo)致混凝土其表面部位與其內(nèi)部之間產(chǎn)生極大的溫度差。一般來說，在橋梁工程建設(shè)項(xiàng)目的施工過程中，為了使橋梁的混凝土結(jié)構(gòu)更加完善，往往選擇整體澆筑法來妥善完成這項(xiàng)工作。在上述條件的共同作用下，混凝土的實(shí)際抗拉強(qiáng)度必然不足。一旦混凝土表面的拉應(yīng)力大于混凝土本身的實(shí)際抗拉強(qiáng)度，混凝土表面必然會(huì)出現(xiàn)一定數(shù)量的裂縫。這種由于混凝土溫度變化而引發(fā)的裂縫， 被稱之為“溫度裂縫”。

1.3 水化熱因素

在混凝土溫度升高引起裂縫之前，主要是水泥水化熱引起的。混凝土在硬化過程中的水化是由混凝土的熱量引起的。因?yàn)榇篌w積混凝土主要是由于截面尺寸大，影響了內(nèi)部結(jié)構(gòu)的散熱效果， 使得混凝土內(nèi)部溫度迅速上升。水泥在一到三天之間會(huì)釋放很多熱量， 當(dāng)在其澆筑后的三到五天內(nèi)， 溫度就會(huì)達(dá)到最高點(diǎn)， 此時(shí)的混凝土出現(xiàn)硬化現(xiàn)象， 混凝土彈性模量非常小， 缺乏拉應(yīng)力， 容易出現(xiàn)裂縫。

2 市政橋梁混凝土裂縫的防治措施

2.1 控制荷載

市政橋梁施工設(shè)計(jì)是橋梁施工的基本環(huán)節(jié)，對(duì)整個(gè)橋梁的質(zhì)量有著非常重要的影響。設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在觀察橋梁施工總體布置的基礎(chǔ)上，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行合理的分析和規(guī)劃。在混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)劃中，應(yīng)注意鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以保證橋梁荷載的安全系數(shù)。在整個(gè)荷載規(guī)劃中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮橋梁的實(shí)際施工位置。在設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)準(zhǔn)確計(jì)算混凝土的荷載系數(shù)，并通過建模確定橋梁內(nèi)混凝土結(jié)構(gòu)的最大荷載系數(shù)，以便對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的控制。

2.2 控制溫度

城市橋梁混凝土內(nèi)外溫度變化是造成混凝土裂縫的主要原因之一，溫度控制是防止混凝土裂縫的有效措施。市政橋梁混凝土溫度控制包括混凝土澆筑過程中的溫度控制和養(yǎng)護(hù)過程中的表面溫度控制。

攪拌混凝土?xí)r，應(yīng)嚴(yán)格控制溫度，避免混凝土澆筑時(shí)內(nèi)外溫差引起裂縫。當(dāng)溫度較高時(shí)，一些材料應(yīng)用水冷卻。夏天的橋梁施工需要放在環(huán)境溫度較低的夜間， 并且在澆筑時(shí)降低厚度， 便于內(nèi)部混凝土散熱， 保持內(nèi)外溫度一致。要防止溫度過低的冷縮反應(yīng)， 在混凝土澆筑后， 在1～2 d 內(nèi)完成拆模，在溫度降低時(shí)要對(duì)其進(jìn)行保溫， 防止溫度驟降導(dǎo)致內(nèi)外溫度差。

混凝土表面養(yǎng)護(hù)溫度控制應(yīng)采用合理的施工工藝。混凝土澆筑后表面較脆弱，對(duì)表面進(jìn)行第二次壓光，以防出現(xiàn)裂縫。另外在大面積進(jìn)行混凝土澆筑的時(shí)候應(yīng)該避免表面的不平整， 如果整塊地的表面高度相差太多也可能造成混凝土的裂縫，混凝土澆筑完畢后，應(yīng)避免陽光照射。采用亞麻布等遮陽材料可以有效提高混凝土的抗裂性能。

2.3 控制施工設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)計(jì)算階段， 結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)要避免出現(xiàn)漏算、計(jì)算模型不合理、結(jié)構(gòu)受力假設(shè)與實(shí)際受力不符、內(nèi)力與配筋計(jì)算錯(cuò)誤、結(jié)構(gòu)安全系數(shù)不夠等錯(cuò)誤。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮施工可能遇到的各種問題， 避免出現(xiàn)設(shè)計(jì)斷面不足、構(gòu)造處理不當(dāng)、設(shè)計(jì)圖紙交代不清等情況。施工階段， 要合理堆放施工機(jī)具、材料， 施工過程不能隨意翻身、起吊、運(yùn)輸、安裝， 更不能不按設(shè)計(jì)圖紙施工， 擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序， 改變結(jié)構(gòu)受力模式。

2.4 加強(qiáng)后期混凝土的養(yǎng)護(hù)

剛剛澆筑完成后的混凝土， 還處于凝固硬化階段， 水泥水化反應(yīng)的速度比較快， 產(chǎn)生的溫度應(yīng)力也就比較多， 在此基礎(chǔ)上要?jiǎng)?chuàng)造良好地方的潮濕環(huán)境， 從而最大限度上避免混凝土表面脫水而產(chǎn)生收縮裂縫。如果不及時(shí)養(yǎng)護(hù)，混凝土中的水分會(huì)迅速蒸發(fā)，導(dǎo)致水泥水化反應(yīng)不完全，水分蒸發(fā)會(huì)增加混凝土的收縮，從而導(dǎo)致混凝土表面開裂、麻面等質(zhì)量問題。

3 結(jié)語

通過以上內(nèi)容，我們可以得出結(jié)論：在市政橋梁施工過程中，通過合理的施工手段和嚴(yán)密的設(shè)計(jì)方法，通過合理的養(yǎng)護(hù)措施，可以防止混凝土裂縫的產(chǎn)生。國家在修繕和防治城市橋梁、水泥混凝土裂縫等一系列施工中可能遇到的問題上取得了顯著成績(jī)，但這是一項(xiàng)長(zhǎng)期的工作，需要全體人民的不懈努力。這是一項(xiàng)需要我們不斷奮斗的工作。