市政设施混凝土结构裂缝产生原因分析

孙凯

江苏兴华基础建设工程有限公司  223003

摘要：市政设施混凝土结构裂缝产生是一个普遍存在的问题，它不仅影响到结构的美观和使用寿命，还可能导致结构的安全隐患。市政设施混凝土结构裂缝产生的原因非常复杂，可能与混凝土的性能、设计施工过程、材料质量等多个因素有关。因此，对市政设施混凝土结构裂缝产生原因进行深入分析和研究，对于提高结构的质量和延长使用寿命有重要的意义。

关键词：市政设施；混凝土结构；裂缝；原因分析

引言：市政设施是城市基础设施的重要组成部分，而混凝土结构在市政设施中广泛应用。然而，在施工过程中，常常会遇到混凝土结构出现裂缝的情况，这不仅影响了市政设施的正常功能和外观，还可能对结构的安全性和耐久性产生不利影响。因此，了解混凝土结构裂缝产生的原因是非常重要的，这有助于施工人员采取相应的预防和修复措施。

一、市政设施混凝土结构裂缝产生原因

1.荷载引起的裂缝

在城市道路工程中，由于荷载变化而产生的混凝土裂缝，这是建筑物混凝土开裂的常见现象。载荷是指施加在建筑物上的外力，可分为静态和动态两种。由于设计不当、施工不当、荷载过载等原因，混凝土结构在荷载作用下会产生过大的荷载，并由此产生裂缝。在荷载作用下产生开裂的一个共同原因就是设计与建造不当，在设计时，若不能对其进行合理的承载力及荷载分配，则会导致结构因承受不住较大的荷载而产生裂缝。施工过程中，若存在施工失误、养护不当或施工质量控制不当，都可能造成结构荷载承载力降低，从而引起开裂。荷载过大也是导致混凝土开裂的重要因素，当结构受到超出设计或材料允许的载荷时，将产生变形，产生应力集中，产生裂纹。比如，在桥梁建设中，当超重型汽车通过时，会超出设计荷载，使其承受的荷载过大，进而产生开裂。另外，动载荷还会导致混凝土产生开裂。动载荷主要包括车辆振动，地震和风荷载，在这种动荷载的激励下，结构内部会发生自振、受力等因素的影响，并在其自振频率附近发生谐振，从而导致混凝土结构发生损伤甚至开裂。

2.温度变化引起的裂缝

市政工程中出现的裂缝有多种原因，而温度变化导致的裂缝就是最普遍的一种。城市建筑工程施工过程中，不可避免地会出现温度变化，混凝土膨胀、收缩与温度的关系也会随之改变，这就造成了混凝土内部的应力集中，并最终引起开裂。由温度作用而产生的裂纹可以划分为收缩裂缝和热裂缝，收缩开裂主要是由于混凝土在干缩时水分不断流失，通常发生在混凝土浇筑后的较早阶段。热裂纹产生于高温环境下的混凝土体积膨胀，通常发生在后期或后期。由于城市建筑的不同，气温的变化对建筑物的影响也各不相同。比如，在公路、桥梁等工程中，由于温度、光照等因素的作用，夏天温度比较高，这就导致了混凝土结构的热膨胀效应，出现了开裂现象；而在冬天，由于温度较低，混凝土会出现收缩，从而引起开裂。在地下管线、隧道等工程中，虽然处于相对稳定的状态，但是温度的变化仍然会对其产生较大的影响，而内应力的累积也是导致其开裂的主要原因。

3.收缩引起的裂缝

混凝土结构裂缝的产生原因之一是收缩引起的裂缝，混凝土在硬化及服役期间会产生收缩，其产生的收缩对市政工程的混凝土结构有很大的影响，混凝土浇筑完毕后，因水的挥发与干燥而产生的干缩。在混凝土中，由于混凝土中存在着较大的拉应力，因此，在混凝土中存在着较大的拉应力。由于混凝土中含有微小的孔隙水，在干燥时会被蒸发，导致了混凝土的收缩。尤其是在干燥过程中，由于孔隙水的蒸发，会引起混凝土体积的急剧膨胀，从而引起开裂。湿度的改变同样会导致混凝土的收缩，在湿度较大的条件下，混凝土会产生吸湿膨胀；但在干湿条件下，混凝土会发生脱水收缩，在混凝土中，由于水分收缩的存在，会在混凝土中引起内应力，从而引起开裂。温差是造成混凝土收缩的一个主要因素，在温差作用下，混凝土与钢筋因热胀冷缩系数的差异而产生收缩，从而产生裂缝。当混凝土浇筑时，由于振捣或压实，将会出现一些收缩应力。如果混凝土的抗拉强度大于混凝土的抗拉强度，就会产生裂纹。

二、市政设施混凝土结构裂缝治理措施

1.对建筑物施工过程进行把控

在建筑设计阶段，设计人员要结合实际的使用需求及周围的环境状况，对结构的尺寸、配筋等参数进行合理地选择，以防止因设计不当而引起的结构应力集中及开裂。施工现场要把好的质量管理好，要严格按照有关的标准和规程来做，保证混凝土的搅拌、浇筑、振捣等工序符合规定，加强对原料的质量、拌和比的控制，防止由于原料的质量问题引起的混凝土强度不够而产生开裂。在施工期间应采用合适的工艺措施，以减少因混凝土收缩而产生的开裂。如合理的混凝土水灰比，合理的配合比，避免过早拆除模具，是降低混凝土开裂的有效措施。在施工过程中，要严格控制温湿度，防止因温差而导致的混凝土收缩，从而导致开裂，夏季可采用遮阴等方法；雨季施工时，应加强通风、排水，以防止因吸收水分而产生开裂。市政工程项目完工后，应对项目进行定期检测与维修，以避免其继续发展，影响其安全。

2.合理设置伸缩缝

合理设置伸缩缝，可以有效地控制结构变形，使结构应力集中于伸缩缝，减少其它部位的应力，阻止裂纹的发展。根据建筑的使用要求，对建筑的伸缩缝位置及长度进行设计。如在桥梁工程中，应根据桥梁跨径、交通荷载等因素，设计合理的伸缩缝，以保证在服役期间不发生因变形、振动而产生的开裂。横截面形式及构造形式对伸缩缝的布置也有一定的影响，在一些狭长的建筑物中，如墙体、管道等，应经常设置伸缩缝，以避免产生裂纹。温差是引起混凝土开裂的一个重要原因，所以在设计中应充分考虑温差引起的温差效应。通常情况下，伸缩缝的设置要充分考虑温差引起的膨胀、收缩等因素，同时要确保在不同的温度范围内，对结构的变形进行合理控制。在工程建设中，选用适当的施工方式及所需的材料，对保证伸缩缝的质量也有很大的影响。如在安装伸缩缝时，可采用橡胶垫、金属带等专用伸缩缝材料，保证伸缩缝能与结构变形相适应。对伸缩缝进行维修与检验，对于保证伸缩缝的功效，同样具有十分重要的意义，对伸缩缝进行定期检查，对伸缩缝进行清洗、修理，才能保证伸缩缝的作用和作用。因此，在市政工程中，适当地设置伸缩缝是一种有效的方法，实现了对混凝土变形、减小内应力的控制，从而达到防止或减小裂纹产生、提高结构服役寿命的目的。但在施工过程中，必须结合实际工程的实际情况，对伸缩缝进行合理的选择，才能保证效果与可行性。

3.运用合适的预应力技术

预应力是一种通过预先确定的预应力作用于混凝土结构中，改变混凝土内部应力分布，达到减小或控制裂纹的目的。预应力技术是通过在混凝土构件内部施加预先设计好的张拉力，使得混凝土构件在承受外载荷时能够更好地抵抗拉应力，从而减少裂缝的产生。预应力技术能够有效地改善混凝土的抗拉性能，提高结构的整体受力性能。在城市建设工程中，可以用预应力混凝土构件代替普通的钢筋混凝土构件，并对其进行加固处理。预应力结构是一种在混凝土结构中嵌入预应力筋，并对其施加预应力的方法，可有效提高其在服役期间的抗裂性及抗震性能。预应力混凝土梁板在市政设施建设中得到了广泛地应用，如桥梁、隧道和地铁站等需要承受较大载荷的建筑物。在梁板中施加预应力，可有效地减小开裂，延长工程项目的使用寿命，增强项目整体稳定性能。预应力技术适应能力强，既可用于新旧混凝土工程，又可用于既有混凝土结构的补强与维修。合理的预应力设计与施工可显著改善混凝土的抗裂能力，降低养护次数，降低养护费用，是一种经济有效的防治方法。

结束语

市政设施混凝土结构裂缝的产生原因涉及多方面因素，这些因素导致混凝土结构内部受力状态异常，从而引发裂缝的产生。针对这些原因，我们需要在设计、施工和维护过程中加强管理，采取相应措施来预防和减少裂缝的产生，保障市政设施的结构安全和稳定性。

参考文献

[1]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.

[2]周至玉,陈放.市政工程中混凝土裂缝的预防探讨[J].建材与装饰,2018,(23):30-31.

[3]张志斌.简析市政施工中混凝土裂缝的预防[J].江西建材,2014,(24):99.