淺論現代混凝土在市政橋梁工程施工中的裂縫成因及防治措施

文/范增財

1 前言

在橋梁施工過程中出現的結構裂縫現象會對整個工程的運行和使用埋下較大的安全隱患。根據實際的建設工藝可知，橋梁工程在施工過程中出現結構裂縫的主要成因并不僅僅出現在施工環節，還受到人、機、料、法、環等因素的影響[1]。其中，混凝土施工極易受到施工工藝、材料性能以及外部環境的影響，需要從全過程控制的角度處理橋梁結構裂縫問題，才能更好地為社會發展提供更加穩固的基礎設施。

2 橋梁工程中混凝土裂縫的危害性

2．1 橋梁工程中混凝土裂縫將會直接對市政工程主體結構的穩定性產生影響，同時混凝土裂縫的出現將加大鋼筋裸露、滲水的概率，使鋼筋出現腐蝕現象，長期的材料變質會縮短橋梁的使用壽命[2]。

2．2 混凝土初期裂縫將在后期車輛載重碾壓的過程中不斷擴大，使橋面出現坑洼現象，甚至導致裂縫周邊的混凝土塌陷，對行車安全造成不良影響。

2．3 出現裂縫的橋梁使工程建設后期維護的成本不斷加大，期間橋面裂縫導致的塌陷現象需要投入更多的時間和精力進行修補。橋梁的壽命縮短實際上也加快了新一輪市政工程維護建設的速度，由此也將加市政工程建設的整體成本。

3 橋梁工程施工中的混凝土裂縫成因

3.1 荷載影響

橋梁承受的荷載將會直接影響混凝土的穩定性，所以在橋梁使用的過程中高強度的荷載會使橋梁承受力達到極限，導致混凝土結構裂縫現象的出現。混凝土裂縫主要由設計及施工方面因素造成，在設計的過程中未將橋梁的承受力與車流量結合起來，在出現交通擁堵的情況下將超出橋梁所能承受的荷載，極易出現橋梁裂縫現象；其次，未將機械設備的重量與橋梁主體結構所能承受的重量結合起來，在施工現場放置大量的大型機械設備以及材料，從而加大了橋梁的承重壓力，致使裂縫的出現[3]。

3.2 材料質量不合格

原材料質量不合格是橋梁施工中出現裂縫的重要成因。混凝土主要是由不同的骨料、摻合料、水泥以及外加劑組合而成，混凝土作為橋梁施工的重要材料，其自身的質量直接關系到橋梁施工的最終質量，如果質量不合格，就會導致橋梁后期的防水性能和承載力大幅度下降，出現一系列質量問題，使其最終使用壽命達不到初始預期效果。在橋梁工程建設的過程中都需要使用質量優良的混凝土材料，但許多企業為了降低成本會采購質量不合格的混凝土原材料。眾所周知，不同價格的混凝土在成分組成以及性能上存在一定的差異，由此質量不合格的混凝土材料在后期運用的過程中將極易出現裂縫的現象；另外，還有部分施工單位為了節約生產成本，不僅采購質量不達標的混凝土材料，還加入了硅粉等材料提高混凝土的自縮值，導致建設后期由于混凝土材料變質，使整個橋梁的穩定性難以得到保證；再者，混凝土中的骨料含量存在一定的差異性，導致混凝土在攪拌運用的過程中出現收縮現象，增大了混凝土裂縫現象出現概率。

3.3 溫度變化引起混凝土裂縫

溫差變化也是導致橋梁出現裂縫的主要原因之一，其通過熱脹冷縮后體積產生變化，使混凝土施工時產生裂縫等現象。溫差較大會導致混凝土中水分縮減而出現彎曲變形；其次，混凝土構件的整體建設質量也是影響混凝土變形的重要原因，其因泥砂破裂而影響混凝土的穩定性，使預應力構件難以發揮支撐作用，導致裂縫現象的出現；此外，在橋梁工程的后期養護中出現的水泥干縮現象，也極易導致橋梁出現裂縫。水泥的干縮現象表明在實際的施工過程中，橋梁中的水泥泥漿水分大幅度減少會使橋面出現裂痕，從而影響橋梁工程的穩定性以及后續使用的安全可靠性[4]。

3.4 養護不到位

混凝土養護工作也會造成混凝土裂縫，尤其是在外部溫度與混凝土結構內部溫度差異較大的情況下，會導致混凝土內部拉應力增大，致使出現混凝土裂縫；其次，橋面一直處于干燥狀態也會出現裂縫，使橋梁工程的穩定性降低。

4 橋梁工程施工中的混凝土裂縫防治措施

4.1 合理設計荷載

在橋梁荷載問題上首先要做好工程建設地理位置的考察工作，結合區域的交通流量情況進行橋梁承重力的結構設計，確保橋梁荷載能夠與地段交通流量相匹配。此外，在施工現場還需要做好大型設備以及材料的合理放置工作，確保荷載在混凝土可承受的范圍之內，防止混凝土裂縫現象出現。對于已經出現的裂縫現象需要及時修補，防止裂縫范圍不斷擴大，對后期運行使用的穩定性造成影響。

4.2 嚴格控制材料質量

原材料對橋梁工程的質量產生直接影響。在進行材料篩選時，要結合橋梁工程混凝土性能需求選擇材料。試驗檢測人員應對用于橋梁工程的原材料進行抽樣檢測，混凝土的配合比確定后也應做相應的試塊，并對其抗壓能力進行檢驗，施工人員在操作時必須嚴格按照要求進行，防止混凝土出現開裂。混凝土材料檢測項目如圖1 所示：

在地基施工時要合理設置沉降縫，確定合理的混凝土配合比，進一步預防橋梁裂縫；其次，不同地域的橋梁工程對混凝土結構的要求也會有所差異，為了更好地提高混凝土結構的穩定性，需要對混凝土原材料的配合比進行合理配置。其中最重要的是控制水灰比，防止由于水泥過多出現過早硬化或者石灰過多而出現難以硬化等現象。水泥凈漿、砂漿、混凝土配合比如表2 所示：

表2 水泥凈漿、砂漿、混凝土配合比

4.3 合理控制混凝土的溫度

混凝土露天施工過程中的主要工作是對混凝土的溫度進行控制，以便更好地降低混凝土變形的概率，嚴格控制混凝土入模溫度，不僅能防止裂縫的出現，同時還能對混凝土施工質量進行監測和控制；其次，還可以根據混凝土的特性調節溫度，例如當溫度較高時加入冷水混合降低溫度，當溫度較低時則通過水泥遇水放熱的性質調節溫度，由此提高混凝土使用的合理性，避免裂縫現象的出現。由于混凝土中含有石灰成分，在進行水與石灰攪拌過程中往往會出現溫度升高的現象，而混凝土的穩定性需要在冷卻恒定的溫度下才能得到更好地體現。在工程施工時，可以通過采用小桶輸送的方式控制溫度，提升混凝土的散熱性能，提高橋梁工程的安全穩定性。

4.4 做好橋梁養護工作

在橋梁工程建設過程中，如果對溫度的控制不合理，將會加大混凝土裂縫現象出現的概率，影響橋梁工程的穩定性。因此，施工中應加強對溫度的控制和混凝土的養護工作，主要有以下幾個措施：第一，對混凝土施工工藝嚴格控制，確保其結構內部所產生的溫度變化保持在可控范圍；第二，及時進行混凝土養護工作，防止水泥出現干縮現象。其中灑水養護主要是通過降低混凝土表面溫度的方式降低裂縫現象出現概率，在灑水過程中盡量做到均勻灑水，時間間隔控制在3h 左右，當遇到高溫情況可以加大灑水頻率，以此達到降低混凝土裂縫出現概率的可能性。

5 結語

總而言之，當下經濟社會快速發展，私家車輛數量在不斷增加，為了更好地緩解和減輕交通壓力，需要加快市政橋梁工程建設的步伐。由于在橋梁建設中主要以鋼筋及混凝土為原材料，需要注重對橋梁裂縫現象的預防，避免大面積裂縫的出現而縮短橋梁的使用壽命。