市政橋梁施工混凝土裂縫問題與防治策略探討

張彩菊

山西省公路局晉城分局 山西晉城 048000

橋梁工程質量直接決定其使用壽命，混凝土橋梁質量關系著車輛通行和人員安全。應高度重視混凝土橋梁建設質量，為橋梁安全通行提供堅實基礎。在實際使用過程中，混凝土橋梁經常會出現裂縫，影響橋梁美觀和使用年限，甚至會影響橋梁結構，對其安全性造成影響。日常養護過程中，應科學分析混凝土橋梁裂縫形成原因，運用科學方法防控橋梁裂縫，對其安全性和耐久性進行重點評估，及時排除施工安全隱患，保證施工作業質量，提升橋梁安全性，有效緩解交通壓力，營造舒適安全的通行環境。

1 混凝土裂縫及其防治實施的必要性

混凝土是一種非均質脆性材料，由砂石骨料、水泥、水及其他輔助材料按照一定比例混合、攪拌而成，廣泛應用于工程建設之中。它的本質是一種非均勻的多孔材料，在硬化成型的過程中容易受到某些因素影響，導致其出現細微裂縫，隨著工程使用時間的延長，混凝土微裂縫會逐漸加大，會形成威脅工程質量的裂縫問題。從以往混凝土材料使用情況來看，外部承載作用、化學作用、變形作用及保護不當均會造成混凝土裂縫。城市化進程不斷加快的今天，城市居民數量不斷攀升，相應的居民出行需求增加，這使得市政橋梁建設變得越來越重要。總結以往市政橋梁工程建設經驗，即市政橋梁工程建設之中需要運用到大量混凝土材料，而混凝土施工容易受到自然環境、施工工藝、原材料、施工設計等諸多原因的影響，致使混凝土施工質量不佳，會出現裂縫現象。針對這一情況，加強混凝土裂縫防治是非常必要的，一方面是及時解決和處理混凝土裂縫，可以保證市政橋梁工程的安全性，以便城市居民可以放心地使用橋梁工程；另一方面是及時且有效地處理混凝土裂縫，可以延長橋梁工程的使用壽命，節約工程建設資金。所以，正確認識混凝土裂縫的危害性，采取行之有效措施加強市政橋梁工程混凝土裂縫防治是非常必要的[1]。

2 混凝土橋梁產生裂縫的原因

2.1 溫度變化

橋梁需面對各種天氣變化，因此會受到溫度影響。大體積混凝土橋梁出現裂縫，主要是由于熱脹冷縮對橋體結構產生影響，這種變形會產生結構應力，如果超出橋梁的承受強度，很容易產生裂縫，對混凝土結構造成影響，威脅橋梁結構安全。裂縫產生的原因是溫度變化，強烈的溫差會造成橋梁位移，如果橋梁長時間出現位移變化，就會造成縱向位移，很容易產生溫度裂縫。特別是北方地區溫度變化較大，雨雪天氣會直接引起橋梁的溫度變化，對混凝土結構造成嚴重影響，其內外部溫度變化較大，從而引發橋面裂縫。混凝土橋梁的日常養護工作十分重要，采用蒸汽養護方式容易使混凝土驟冷或驟熱，導致混凝土內外溫度不均勻，形成裂縫。如果在冬季施工，保暖措施不到位也容易造成混凝土開裂[2]。

2.2 材料質量方面

水泥是決定和影響混凝土強度的主要材料，在橋梁工程施工過程中不能只注重水泥標號，而忽略水泥材料其他方面的性能，要充分重視水泥體積的安定性。影響水泥材料體積安定性的因素主要是熟料中包含過多的游離氧化鈣、游離氧化鎂或摻入過多石膏等，導致水泥材料表現出不均勻體積變化和結構膨脹性裂縫，降低混凝土結構質量，甚至引發質量事故。所以，必須加強水泥材料質量性能控制和管理，在加強標號選擇的基礎上充分重視水泥材料體積的安定性及其他方面的性能。砂材料因包含黏土、云母、淤泥、粉砂等有害物質而清潔性不良，上述有害物質黏附于砂表面后會妨礙砂與水泥材料的有效粘結，并影響和降低混凝土的強度；還會導致混凝土用水量增加，加速混凝土收縮，降低其抗滲性。在施工混合料拌和過程中，還應考慮砂的粒徑和顆粒級配，若砂粒徑過大，混合料和易性控制難度增大，不容易振搗成型；若砂粒徑過小，會增加水泥用量，降低混合料強度。所以，對于粒徑較大的砂，應適當摻加中砂和細砂對其空隙進行填充，降低其孔隙率和總表面積，以降低水泥漿用量，提升混凝土結構強度和密實性。碎石級配也是影響水泥用量和混凝土結構質量的主要方面。一方面，若針片狀顆粒過多，混凝土強度必然會降低，混凝土構件遭受荷載后產生裂縫的可能性也較大，所以必須選擇強度高、棱角多、表面粗糙的碎石，以使其與水泥材料較好粘結；另一方面，在進行梁板構件澆筑時，粒徑與碎石級配也屬于被忽略方面，本工程碎石級配選擇較為隨意，導致混凝土和易性較差。

2.3 荷載造成的混凝土裂縫

市政橋梁工程是城市的基礎交通設施，這一工程的有效建設，能夠保障人們的正常生產生活。而對于市政工程而言，其自身在投入運行的過程中，需要承擔非常大的荷載量，若是超出橋梁本身能夠承受的荷載范圍，就有較大可能會造成混凝土裂縫問題。在市政橋梁工程的施工建設過程中，混凝土是其中非常常見的施工材料，而且這種材料的應用也比較普遍，具有較強的耐久性，但是混凝土自身承受作用的能力還是有限的，并且會受到外力的不良影響，以至于出現裂縫問題[3]?；炷恋氖芰Y構主要分為直接應力與次應力這兩種，在這兩種作用力的影響下，混凝土很容易出現變形問題，若是混凝土能夠承受的作用力值小于其所承受的荷載，就會產生裂縫，其中的裂縫也包括彎曲裂縫、剪切裂縫與局部應力裂縫等多種。

3 市政橋梁施工混凝土裂縫防治的有效措施

3.1 嚴格進行公路橋梁設計方案的優化

為實現公路橋梁施工中混凝土裂縫的有效控制，首先必須從設計環節入手，避免因設計方案不合理而形成更為嚴重的威脅，確保其能夠為后續施工建設帶來更為理想的指導和約束效果[4]。在設計方案的優化過程中，必須重點分析常見的問題和缺陷，尤其要注意對各種影響因素的分析，應保證方案具備較高的可行性。還需要全面考慮施工現場要求與設計方案的一致性，結合現場勘查結果的數據進行相關參數的設計，防止設計方案因隨意處理形成明顯的錯誤，從而產生質量隱患。另外，應確保設計方案數據參數的準確性，尤其要注意相關力學的數據計算，仔細對各項參數進行核對后方可進行設計優化，要重視整個公路橋梁工程項目的結構是否穩定，對于可能出現的傾斜或塌陷或結構應力等多方面的優化和完善。

3.2 重視對施工溫度的管理

要嚴格按照施工工期作業，保證各項工作在施工計劃內完成。如遇到極端天氣，需要調整工期，應保質保量完成各項工作，避免出現人員中暑或凍傷問題。應重視對骨料的科學配比，使用中熱硅酸鹽水泥或低熱礦渣硅酸鹽水泥，加入塑化劑提高混凝土強度，降低水泥水化熱和溫差[5]。夏季高溫天氣，應對每層混凝土的厚度進行控制，盡量減少澆筑層面，這樣才能更好地散熱。在寒冷冬季進行作業時，應注意保暖，避免長時間暴露。通過埋設水管的方式可以達到冷水降溫的方式，控制施工溫度，這樣也能夠避免由于溫差過大而產生的裂縫問題。在拆除模具時，也應該根據嚴格的施工規定對溫度驟降產生的負面影響進行及時修補。比如在冬天施工時要積極采用覆蓋措施，在運輸混凝土時，可以借助一定的防曬措施避免發生水分流失現象[6]。此外，控制水泥入機溫度也是緩解裂縫產生的重要舉措。一般來說，溫度控制在60℃以內最佳；而入模溫度則一般控制在30℃以內，這樣能夠有效緩解溫度對混凝土裂縫產生的催化作用。

3.3 合理控制橋梁的荷載

對于市場橋梁工程的建設過程而言，設計階段占據著非常重要的位置，而且也會對橋梁工程的整體質量產生較大的影響。在對市政橋梁工程進行設計時，相關工作人員需要立足于整體，對橋梁工程的布局進行仔細地觀察與研究，然后再結合實際情況對橋梁工程的施工建設進行科學規劃，尤其要加強對橋梁內部鋼筋布局的重視，確保鋼筋能夠得到合理的規劃與應用，這樣才能夠提高橋梁荷載的安全系數，保證設計方案的有效性，避免橋梁在運行過程中出現超載的情況，使得市政橋梁工程能夠保持良好的運行狀態[7]。相關技術人員若想對橋梁的荷載進行有效控制，就需要結合位置的變化情況，采用合適的防控措施，以此獲得良好的控制效果。另外，在對市政橋梁工程荷載進行設計時，相關設計人員還要對混凝土結構能夠承受的荷載數值進行科學的計算，結合相關數據信息構建出合理的混凝土結構數學模型，然后再根據這一模型對混凝土所能承受的最大荷載值予以明確。此外，在對市政橋梁工程進行施工建設時，也需要注意避免裂縫的產生，施工人員應該加強對施工機械設備的重視，以免其對混凝土結構產生比較大的荷載，致使混凝土結構受到較大的壓力，產生裂縫。而且在具體的混凝土施工中，相關施工單位需要結合實際情況，采用合理的措施，減少橋梁工程的負擔，比如，要規定限重，不允許載重超標的車輛通過等，借助這些管控措施，實現對橋梁工程荷載的科學控制，防止橋梁工程混凝土結構因承受過大的荷載而出現裂縫問題[8]。

3.4 做好養護

開展覆蓋養護作業時，需要尤其關注對面層的保護，防止混凝土面層出現損傷。針對裸露面積相對較大的情況，需要在收漿后選擇土工布實施覆蓋或灑水，借助于這樣的方式來促進其抗裂性能的提升，防止早期裂縫的出現。混凝土養護過程中為保證養護作業質量需要做好以下幾點質量管控工作：若環境溫度低于5℃，需要選擇覆蓋保溫的方式，避免選擇灑水養護辦法；混凝土養護所用水源要盡量和拌和水保持一致，如此可以有效增強養護效果，灑水養護的時間保持在7d左右，灑水次數根據天氣狀況予以確定，確?；炷帘砻婺軌蚓S持濕潤；可選擇土工布對其實施覆蓋養護，這一過程中要確保覆蓋的嚴密性，為避免非受力裂縫的產生，養護過程中應當嚴格落實保溫工作[9]。

（1）養護工作是控制混凝土裂縫的核心手段，也是目前最主要的方法，因此，必須有針對性地采取灑水養護、輔助養護等養護措施。

（2）澆注養護主要是解決混凝土開裂的基本物理原因，可以有效緩解高溫對其的不利影響。一般公路橋梁工程灑水養護的間隔時間不得超過3h，且灑水應做到均勻細致，保證混凝土構件充分浸潤。若現場溫度較高，則應控制噴霧間隔1-2h，反復噴霧，以防開裂。

（3）如果已經出現裂縫，可以采取緊急措施，如灌漿、充填等，避免重復建設，浪費人力物力。灌漿工藝是指通過灌漿使構件保持完整，一般采用環氧樹脂作為主要材料，樹脂可以灌注到0.05mm的裂縫中，還可以防止混凝土遭受的大部分化學腐蝕，效果更好。

（4）注意混凝土構件的干凝前保護，如施工現場交通壓力大時，應在附近設置警示牌，并安排專人看管，防止人為破壞[10]。

4 結語

混凝土橋梁產生裂縫的原因多種多樣，很可能造成嚴重后果。應對其進行深入研究，采取有效措施加以防范，避免裂縫對橋梁安全構成威脅。應加強對混凝土橋梁裂縫成因分析，提高防范意識，將裂縫問題控制在合理范圍內，保證橋梁安全使用。施工單位應在施工前深入分析影響橋梁安全的主要因素，采用科學合理的施工工藝，做好充足的施工準備，落實安全施工措施，避免出現施工誤差，確保橋梁使用安全。