桥梁施工过程中裂缝的形成原因及控制措施

孟凡林

摘要：对桥梁施工中裂缝的形成原因进行了总结，并提出了相应的控制措施，从而更好的减少桥梁施工中裂缝的产生，提高桥梁工程的施工质量，延长使用寿命。

关键词：桥梁工程;施工;裂缝;原因;措施

一、 裂缝对桥梁工程的影响

桥梁工程都是使用周期较长的工程，在完成工程建设以后，需要对工程进行定期检修和维护，从而使工程的使用寿命延长，满足使用年限要求。但随着桥梁工程被使用的时间逐渐增加，工程本身的结构会受到外界因素影响发生变化，裂缝也会随之产生。事实上，大部分桥梁工程所产生的裂缝问题都是在工程设计阶段或施工阶段就埋藏下的隐患。因为设计不合理或者是施工不到位，导致工程本身无法达到质量标准，经受外界环境干扰后，产生裂缝问题。桥梁工程当中的裂缝会对工程的使用性能产生影响，尤其是在阴雨天气，过量的雨水会直接渗入到桥梁的主体结构当中，从而对桥梁材料产生腐蚀，扩大裂缝范围。除此之外，桥梁出现裂缝以后，受到季节变换干扰，温度发生强烈反差也会进一步扩展裂缝长度或宽度，对桥梁主体造成更加严重的破坏。长期处于该种情况，桥梁的稳定性受到影响，其使用寿命缩短，能够承受的载荷重量也会下降。

二、桥梁大体积混凝土裂缝出现的原因

（一）水泥水化热的影响

大体积混凝土浇筑完毕后，由于水泥水化热作用所放出的热量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，从而由中心向外形成温度梯度，内外温差变形不同，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。

（二）荷载作用产生的裂缝

裂缝主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指荷载引起的直接应力下产生的裂缝，主要是由于大体积混凝土结构设计计算不合理、结构实际受力与设计假设不符、施工过程中擅自更改结构的施工顺序、施工荷载超出预期等所引起。次应力裂缝是指由外荷载引起的次生应力下所产生的裂缝，由于桥梁结构中经常需要开洞、凿槽等，设计计算难以用准确的图示进行模拟计算，设计外荷载与实际外荷载有差异，从而导致次应力裂缝的出现。

（三）其他因素的影响

温度降低在0℃以下时，混凝土饱和之后会出现冰冻现象，将混凝土中流离的水分凝结成冰，混凝土中膨胀力加大，在构件表面出现沿主筋和箍筋方向宽窄不同的裂缝。沉降裂缝主要是由于地基产生不均匀沉降导致模板支撑不稳，模板支撑底部松动，混凝土浇筑振捣过程中，块状材料下沉，泥浆类材料上浮等所引起。

三、桥梁施工中混凝土裂缝预防措施

（一）加强材料控制

加强桥梁施工过程中材料质量的控制，是控制我国桥梁施工混凝土裂缝形成的合理措施之一。混凝土主体工程施工中要慎用早强水泥，大量建筑工程施工实践经验分析表明，混凝土主体结构早期施工强度越来越高，影响混凝土的长期使用性能，且在施工早期容易产生较大裂缝。建筑施工中不能采用的过期水泥必须严格进行质量控制，禁止施工使用已经过期或者已经潮湿的水泥，避免因其导致建筑工程质量不达标。因此在进行磨砂和石骨料选择时，应尽量选择骨料级别匹配良好的优质砂石复合材料，从而有效减少骨料孔隙率，有效实现对钢筋混凝土膨胀收缩的自动控制，进一步提高钢筋混凝土在正常使用期间的整体抗裂力和性能。针对钢筋施工处理过程中经常采用的钢筋外加剂和其他拌筋混合水，要对其中氯化物等各种化学杂质的含量进行严格控制，若钢筋外加剂和钢筋拌合水中同时存在大量氯化物或者杂质等，则会导致部分钢筋在使用期间遭受严重的酸腐蚀。

（二）加强载荷控制

由于载荷作用也会产生裂缝，施工人员应加强防护手段的应用力度，在整个施工环节加强控制载荷，从根本上防止裂缝的产生。在施工时应严格按照载荷的具体参数进行工序安排，保证混凝土的载荷强度符合相关标准。此外施工时还应避免桥梁承受的载荷量过大，妥善放置过重的材料和工具，减轻桥梁承受的压力，从而减少裂缝的产生。

（三）加强温度控制

水泥温差产生的主要原因是水泥水化热效应，应尽量降低水泥水化热来减小水泥温差。减少使用早期生产水化热低的水泥;避免选用水化后含热低、凝结作用时间长的复合水泥、低热量的矿渣硅酸盐复合水泥、粉煤灰矿渣硅酸盐复合水泥或其他低粘度标号的水泥等;尽量不选用粒径大的粗细骨料和干净的中粗水泥砂。掺加适量的粉煤灰等水泥外加剂也有利于降低水泥水化热，但由于水泥粉煤灰的振捣比重小于大型水泥，混凝土在振捣时使用比重小的水泥粉煤灰容易悬浮于大型混凝土的基层表面，从而产生塑性和收缩性裂缝;通过掺合适量的水泥减水剂可以改善大型混凝土的振捣效果，降低混泥水灰比，提高大型混凝土放热强度，同时减少大型水泥的使用量;通过掺入适量的水泥缓凝剂，可以有效延缓大型混凝土两种放热量和峰值共同出现的最长时间。

温度是影响裂缝形成的重要因素，在施工时采用有效的措施对温度进行控制，可适当调节混凝土内外的温差，避免由于温度原因产生裂缝。桥梁工程的实施过程应尽量选择在春秋季节，此时段雨水天气较少，因此可有效降低混凝土的外部温度，防止裂缝出现。在温度较高的季节施工，则需在浇筑混凝土后，对桥梁表面定期洒水或覆盖防晒膜，从而达到降低表面温度的目的。若选择在温度较低的时段施工，则应使用一定的保温手段，具体可应用塑料膜或者草垫将混凝土表面覆盖住，从而降低混凝土自身的内外温差，防止混凝土产生裂缝。

（四）加强施工措施

科学配比和良好的原料质量是保证混凝土质量及强度指标的重要因素。在制作混凝土混合物质时，需对水泥、砂石等原料按照科学的比例进行混合配置，精确控制各类原料的使用量。施工人员还应在质量方面加强管控力度，购买环节严格审核原料质量，同时科学安排原料的摆放位置，避免由于放置方法不当而影响混凝土的强度指标。此外还需进一步规范施工流程，尽量缩短材料的放置和运输时间，防止混合料出现离析现象，导致材料分布不均，同时在运输后期还需加强养护，避免水分快速流失。在实施规模较大的工程项目时，为了提高散热效率，需结合设计要求对混凝土进行分层浇筑。无法一次完成浇筑的构件需控制好两次浇筑的间隙，通常在第一次混凝土浇筑完毕后、初凝前实施二次浇筑，以此保证两次浇筑的连续性。

三、总结

综上所述，针对桥梁混凝土的施工裂缝控制是保证桥梁基础施工质量的关键，也是工程质量控制当中非常重要的问题。从整个桥梁混凝土裂缝形成的原因来看，不同的工程项目原因可能不尽相同，但是从目前的裂缝控制技术来看，桥梁混凝土裂缝的控制主要可以從三个方面着手，分别是温度控制、混凝土浇筑时间控制、材料质量控制等，在施工的过程中借助于合理方法有效降低桥梁混凝土内外温差，减小混凝土裂缝的产生。

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