桥梁工程中混凝土裂缝成因及控制措施

张国贤　李根

摘 要： 在我国快速发展，市场经济在迅猛发展，社会在不断进步，我国的公路网在不断地加密，交通设施建设不断增加。我国地缘广阔，地质环境复杂多变，在进行交通设施建设时，不可避免的要用到桥梁，而混凝土作为桥梁建设的主要材料也相应地被运用于桥梁建设之中，但是在桥梁工程中混凝土经常会出现裂缝，这将极大的影响桥梁的质量，严重时甚至会导致桥梁的坍塌，造成不必要的经济损失和人员伤亡。因此，本文对桥梁施工中混凝土出现裂缝的原因以及相应的控制技术进行分析研究，以供参考。

关键词： 桥梁施工;混凝土裂缝;成因;控制

【中图分类号】U445.57 【文献标识码】A 【文章编号】1674-3733（2020）20-0063-02

引言：混凝土桥梁出现裂缝不仅影响桥梁的耐久性和外观，更重要的是会影响桥梁的结构安全，结合常见的桥梁裂缝类型，文章重点研究了混凝土桥梁裂缝形成的原因，提出了相关控制措施，如优化结构设计、控制温差、合理选用施工材料、优化施工工艺等，为工程实践提供思路。

1 混凝土裂缝成因

1.1 收缩原因

产生收缩的原因是混凝土硬化过程中化学反应产生的凝结引缩和由于水分蒸发引起体积出现收缩。在混凝土开始凝固和硬化之前，在此期间出现表层水分快速流失，则很可能导致收缩，此阶段下的混凝土具有较强的塑性，由于拉应力等多方面因素的共同作用，产生大量细密的裂缝，而且因为混凝土的温度偏高，其水灰比相对较低，此情况下很容易加重开裂的情况，如果未能及时处理和修复已经出现的裂缝，由于水分蒸发等相关因素的共同影响，会导致裂缝的深度和数量都不断增加，影响更为严重。

1.2 水泥水化热的影响

大体积混凝土浇筑完毕后，水泥水化热作用所放出的热量会使混凝土内部温度逐渐升高，可达70℃左右。由于混凝土内部和表面散热条件不同，大体积混凝土内部温度不易散出，导致混凝土由内部中心向外形成温度梯度。内外温差变形不同会产生温度应力，使混凝土表面产生拉应力，内部产生压应力。一旦拉应力超过混凝土极限抗拉强度，混凝土表面就会产生裂缝。

1.3 材料质量

对于混凝土而言，主要是由原材料混合所制作而成原材料，原材料包括水泥、砂石以及水等各种材料，如果材料配比存在不同，必然会对混凝土内部结构带来影响，所以为提高混凝土整体质量和减少裂缝问题，必须对配合比引起足够重视。此外，为了提升混凝土结构整体强度，需要适当加入一些外加剂，但是如果外加剂加入不合理，也会对混凝土质量带来影响。为了提高混凝土整体质量，需要对混合料配比引起足够重视，保证混凝土材料质量，从而降低裂缝出现概率。

1.4 温度

在混凝土施工中，造成变化的因素有三个，自然温度、水化热、养护。当混凝土浇筑完成之后，需要一个硬化的过程，此阶段，水泥会释放出大量的水化热，致使混凝土内部温度快速升高。但混凝土外部外部温度比较低，就会形成内外温度差，引发拉应力，当拉应力超过混凝土自身强度时，就会发生裂缝。

2 混凝土裂缝控制技术

2.1 严格制定设计方案

在桥梁施工过程之中，要想避免出现混凝土裂缝，就要从源头抓起，避免因为设计方案的不合理导致施工过程之中混凝土裂缝的产生。因此，不仅需要严格制定设计方案，进行设计方案的优化，要全面考虑到各种常见问题，并且确保其可执行性，还应该对桥梁施工现场进行全面的考察，避免因为施工现场对施工过程的影响。此外，还要合理设计结构参数，对设计方案之中的各个参数进行核对，提升整体设计方案的应用效果，最终防止混凝土裂缝的产生。

2.2 加大对混凝土桥梁施工温度的控制

（1）在制定施工组织计划时，要合理安排工期，尽量避免经历酷暑和严寒。（2）改善骨料的级配。选择中热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，并在掺混过程中加入适当比例的塑化剂或引气剂以减少混凝土的水泥剂量。通过减少和控制水泥用量以降低水泥水化热和内外温差。如果强度允许，甚至可以通过添加粉煤灰来调整。（3）在炎热天气浇筑混凝土时，减少每层浇筑混凝土的厚度，利用浇筑的层面尽可能多地散发热量。浇筑大体积钢筋混凝土可以通过在混凝土中埋设冷却管注入冷水的方式来降低混凝土的温度，从而防治混凝土在浇筑和凝固过程中由于内外温差而导致的裂缝。（4）如果在严寒季节或气温骤降时施工，或者对长期暴露在外的混凝土，在寒冷的季节来临前要采取适当的保温措施。

2.3 荷载裂缝预防对策

在桥梁设计时，要严格遵循相关标准和规范，合理选择计算模型，结合工程勘察报告，对桥梁工程结构进行全面计算和核算，为后期混凝土施工提供必要的参考和指导。此外，在具体设计中，还要尽量避免桥梁结构存在断面突變和结构突变，在突变无法避免时，要通过合理布置圆角的方式进行过渡处理，并通过斜向钢筋对发生突变的位置进行加固处理。为避免钢筋发生裂缝，设计人员要以设计标准为基础，严格控制裂缝宽度和深度，合理设置钢筋保护层。

2.4 做好原材料质量控制

桥梁工程进行建设施工中，要想避免混凝土裂缝问题出现，需要合理选择原材料质量，同时必须根据工程实际需要，严格做好混凝土配合比控制工作，工作人员需要对混凝土原材料进行检测，保证原材料质量满足工程建设需要，同时需要通过工程相关人员提高对施工流程和标准分析水平，准确判断出混凝土材料实际配合比，在满足工程基础上，合理对原材料比例进行分析，保证所配制的混凝土材料和工程施工要求相符合，提高工程建设整体质量。在混凝土配比过程中，外加剂是提高原材料质量的一项重要措施，在桥梁工程建设中，混凝土材料施工需要适当地增加外加剂，这样可以提高混凝土结构的整体强度，并且施工中为了保证混凝土结构整体的强度以及稳定性，可以适当降低用水量，提高混凝土材料自身的绝热性能，通过合理利用减水剂，降低混凝土用水量，减少混凝土施工中裂缝出现。

2.5 收缩裂缝的应对措施

施工过程中，选择干缩值较小的普通硅酸盐水泥，例如使用标号为P·O42.5的硅酸盐水泥，以满足预防收缩裂缝的要求，达到提升大体积混凝土施工效果的目的。要严格控制水灰比，在对混合料进行搅拌混合的时候，要适当添加高效减水剂，从而提高混合料的坍落度与和易性，在满足相关的配合比设计要求后，对水泥与水的实际用量进行适当调整，切实提高混合料的施工效果。对于所浇筑的大体积混凝土构件，完成浇筑后，要在其表面覆盖潮湿的编织袋或塑料膜，为混凝土表面的湿润度提供有效保障，也可以在浇筑完成之后，立刻在其表面涂刷养护剂，从而可以有效控制收缩导致裂缝出现的概率。如果施工所处时间段温度较高，就必须增设遮阳设施，如果施工所处时间段风速较高，则应采取挡风措施，此外还要进行洒水养护，以避免出现施工问题。

2.6 加强后期养护

当桥梁混凝土建设完成之后，其后期的养护也是十分重要的，充分良好的养护可以有效地避免混凝土裂缝的产生。在气温较高的季节进行施工时，避免在一天之中温度较高时段浇筑，在浇筑完成之后要及时养护，及时给混凝土喷洒水分，避免因温度过高、水分蒸发过快导致混凝土裂缝的产生。此外，还要对混凝土各区域进行测量监控，防止内外温差过大，从而产生温度应力产生裂缝。

2.7 地基裂缝控制措施

（1）施工前对工程位置的地质、水文资料进行复核，如与建设单位提供的地质、水文资料差异较大，及时向建设单位反映，可邀请第三方具有相应勘探资质的地质勘探单位再次进行复勘，根据复勘情况提请设计单位进行有关设计变更。（2）对特殊地基，可采取换填垫层法、强夯法、水泥土搅拌桩等进行处理。

结语：综上所述，造成钢筋混凝土桥梁产生裂缝的原因是多种多样的，不是所有的裂缝都会产生不良后果，但如果产生超出允许范围的裂缝，经过长期演变，必将严重危及桥梁的耐久性和安全性。因此，设计单位在设计之初就要考虑影响桥梁结构安全的各种因素。施工单位在施工过程中要制定合理详细的施工组织计划，从原材料的准备到各种施工工艺，都精心准备。从而避免不合理裂缝的出现，确保桥梁安全可靠。

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