市政桥梁施工混凝土裂缝产生的原因及预防

市政桥梁施工混凝土裂缝产生的原因及预防

陈佳

（昆明市政工程设计研究院（集团）有限公司，云南昆明 650000）

摘要：市政桥梁混凝土裂缝不仅影响桥梁的美观和使用寿命，还可能导致桥梁的结构性能下降，甚至引发事故。基于此，本文探讨了市政桥梁施工过程中可能出现的混凝土裂缝的类型及原因，总结混凝土裂缝的预防措施，旨在为市政桥梁施工提供参考，提高市政桥梁的施工质量，保障桥梁的安全运营。

关键词：市政桥梁；桥梁施工；混凝土裂缝；裂缝预防

引言

市政桥梁是城市交通的重要组成部分，其结构安全和耐久性直接影响着城市的发展和居民的出行。然而，在市政桥梁的施工过程中，混凝土裂缝是一个普遍存在的问题，不仅影响桥梁美观，还可能导致桥梁结构性能下降[1]。因此，探究市政桥梁施工混凝土裂缝的产生机理和防治措施，对于提高市政桥梁的施工质量和保障桥梁的安全运营具有重要的意义。本文分析了市政桥梁施工混凝土裂缝的类型和原因，总结了混凝土裂缝的预防和处理方法，旨在为市政桥梁施工提供参考。

1 市政桥梁施工混凝土裂缝类型及原因

根据混凝土裂缝的形成时期、位置和形态，可将混凝土裂缝分为以下几种类型:

1.1 干缩裂缝

水分蒸发不均匀导致混凝土体积收缩[2]。混凝土硬化后，表层水分损失快，内部水分损失慢，造成表面收缩变形大，内部收缩变形小。表面收缩变形受到内部混凝土的约束，表面混凝土承受拉力，当拉力超过混凝土的抗拉强度时，表面混凝土就会产生裂缝。干缩裂缝多出现在混凝土表面，呈深窄网状或龟裂状，可能导致钢筋锈蚀、混凝土碳化。

1.2 温度裂缝

混凝土因温度变化而热胀冷缩，内部产生温度应力，超过混凝土的抗拉强度时，会导致温度裂缝。温度裂缝的产生与混凝土的温度变化率、温度梯度、热膨胀系数、热导率、热容量、体积、形状、约束条件等因素有关。温度裂缝的特征是随温度变化而扩张或合拢，一般呈斜向或横向分布，宽度较大，深度较深[3]。

1.3 荷载裂缝

外部荷载或内部预应力作用于混凝土结构，使混凝土产生应力，当应力超过混凝土的抗拉强度时即产生荷载裂缝。荷载裂缝的产生与混凝土的强度、韧性、刚度，以及结构的形式、尺寸、受力性质等因素有关。荷载裂缝的特征是多出现在受拉区、受剪区或振动严重部位，一般呈竖向或斜向分布，宽度和深度不一，对结构性能的影响较大。该桥梁工程的箱梁施工中，施工人员未按照规范操作，部分混凝土浇筑后未及时进行预应力张拉，造成荷载裂缝。

1.4 变形裂缝

基础竖向不均匀沉降使结构中产生附加应力，超出混凝土结构的抗拉能力，导致结构开裂。地基变形裂缝的产生与基础的类型、承载力、沉降量、沉降差、沉降速度以及结构的刚度、形式、受力性质等因素有关。地基变形裂缝多出现在结构的转角处、变截面处、开口处等应力集中的部位，一般呈水平或斜向分布，宽度和深度不一，对结构性能的影响较大。

1.5 钢筋锈蚀裂缝

混凝土的质量不合格或者保护层太薄，导致二氧化碳渗入钢筋表面，混凝土炭化，碱度下降；钢筋周围氯离子含量过高，钢筋防护氧化膜被破坏，导致钢筋与混凝土中的氧气、水分反应形成氢氧化铁，体积膨胀带来的应力导致混凝土开裂[4]。

2 市政桥梁施工混凝土裂缝预防措施

为有效减少市政桥梁施工中混凝土裂缝的产生，应针对不同类型的裂缝采取相应的预防措施。

2.1 干缩裂缝预防措施

干缩裂缝是由于混凝土结硬后表层水分蒸发而产生的，因此，应从材料和养护两方面进行控制。材料方面，应优化混凝土配合比，控制水灰比和水泥用量，增加骨料含量和级配，使用外加剂和矿物掺合料，提高混凝土的抗裂性。养护方面，应加强混凝土的早期和后期养护，及时覆盖和喷水，保持混凝土的湿度和温度，防止混凝土的干缩和冻胀，设置预留缝和伸缩缝等。

2.2 温度裂缝预防措施

温度裂缝是由于混凝土的热胀冷缩而产生的，因此，应从材料和工艺两方面进行控制。材料方面，应选择低热水泥或大体积混凝土，降低水泥用量和水化热，使用外加剂和矿物掺合料，降低混凝土的热膨胀系数和热导率，提高混凝土的热容量[5]。工艺方面，应合理安排混凝土浇筑时间和速度，避免高温、干燥和刮风天气下的施工，降低混凝土的温度和温差，采用分段浇筑、分段预应力、隔热或隔冷等方法，减少温度应力，设置温度缝和伸缩缝等。

2.3 荷载裂缝预防措施

荷载裂缝是由于外部荷载或内部预应力作用于混凝土结构而产生的，因此，应从结构设计和工艺两方面进行控制。结构设计方面，应合理设计结构的形式、尺寸、受力性质等，控制裂缝宽度，增加钢筋或预应力，设置支点或支撑，提高结构的强度、韧性和刚度。工艺方面，应按规范要求进行预应力张拉和锚固，避免荷载应力，卸荷或控制荷载，采用适当的振捣方法，确保混凝土的密实度、均匀性等。

2.4 地基变形裂缝预防措施

地基变形裂缝预防可以从基础选择和加固两方面进行。基础选择方面，应根据地质条件和结构特点，选择合适的基础类型和承载力，控制基础的沉降量、沉降差和沉降速度，设置沉降缝，改变结构方案，加强整体刚度等

[6]。加固方面，应对基础进行定期检查和监测，及时发现和处理异常情况，采取相应的加固措施，如注浆、垫层、扩基、加桩等。

2.5 钢筋锈蚀裂缝预防措施

钢筋锈蚀裂缝是由于混凝土质量较差或保护层厚度不足，导致钢筋表面发生锈蚀而产生的，因此，应从材料和养护两方面进行控制。材料方面，应提高混凝土的质量，增加保护层厚度，使用防腐钢筋或涂层钢筋，减少氯离子的侵入，防止钢筋锈蚀。养护方面，应按照规范要求设置合适的钢筋保护层厚度，一般不小于25mm，以防止外界环境对钢筋的侵蚀。同时加强混凝土的养护管理，及时覆盖、喷水、保温等，减少混凝土的干缩和温度变化，控制混凝土的裂缝宽度。此外，需定期检查和维修混凝土结构，发现裂缝或露筋时，应及时采取清理、灌浆、封堵、加固等措施，防止钢筋进一步锈蚀。

3结语

本文探讨了市政桥梁工程施工过程中出现的混凝土裂缝的类型和原因，总结了混凝土裂缝的预防措施，主要结论如下：

（1）混凝土裂缝的类型主要有塑性收缩裂缝、干缩裂缝、温度裂缝、荷载裂缝、地基变形裂缝、钢筋锈蚀裂缝等六种，各种类型的裂缝的产生机理和影响因素不同，应针对不同类型的裂缝采取相应的预防和控制措施。

（2）混凝土裂缝的预防措施主要从材料控制、工艺控制、养护控制、监测控制等四个方面进行。混凝土裂缝的处理方法主要有填缝法、注浆法、封闭法、加固法等，根据裂缝的性质、位置、宽度、深度等选择合适的方法，有效防止裂缝的进一步发展。

参考文献

[1] 马怀玉,陈前程. 高速公路混凝土桥面铺装裂缝原因分析及控制研究[J].建筑技术, 2023,54(18):2206-2208.

[2] 高清耀. 市政道路桥梁工程施工质量问题及防治对策[J]. 工程技术研究, 2023,8(23):151-153.

[3] 吴永冲,张钰带. 现浇混凝土裂缝产生的原因及防治[J]. 广东建材, 2023,39(09):135-136+123.

[4] 崔泽英. 市政桥梁施工混凝土裂缝及其防治的策略探讨[J]. 建材发展导向,2023,21(19):135-137.

[5] 邵佳. 市政桥梁施工混凝土裂缝问题与防治策略探讨[J]. 建筑与装饰,2022(14):130-132.

[6] 张涛. 公路桥梁混凝土裂缝防治措施分析[J]. 交通世界, 2023(21):167-169.