橋梁大體積混凝土裂縫施工控制探究

1、橋梁大體積混凝土裂縫施工控制探究【摘要】隨著國(guó)家加大了對(duì)公路工程的投入，大體積混凝 土在公路橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用越來越廣泛，與此同時(shí)橋梁大體 積混凝土的裂縫問題也日益突出。本文主要分析了橋梁大體 積混凝土裂縫的基本類型及形成原因，并在此基礎(chǔ)上對(duì)橋梁 大體積混凝土裂縫施工控制措施進(jìn)行了相應(yīng)的探討?！娟P(guān)鍵詞】橋梁;大體積混凝土;裂縫;施工控制大體積混凝土主要指混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體的最小尺寸不 小于lm的混凝土。公路橋梁中大體積混凝土承臺(tái)、橋墩臺(tái) 等下部基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在澆筑后極易出現(xiàn)裂縫等病害，一旦這些混 凝土結(jié)構(gòu)物產(chǎn)生裂縫，事必會(huì)使整個(gè)公路橋梁工程質(zhì)量受到 極大的影響，因此，有效地控制橋梁大體積混凝土裂縫施工

2、對(duì)于確保公路橋梁結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量有著十分重要的意義。1 .大體積混凝土裂縫的基本類型及形成原因1. 1塑性收縮裂縫塑性收縮裂縫多出現(xiàn)在夏季干熱或大風(fēng)天氣的情況下， 裂縫之間形狀不一，長(zhǎng)短不一，一般中間寬，兩端長(zhǎng)，較長(zhǎng) 的裂縫長(zhǎng)可達(dá)23m,較短的裂縫通常長(zhǎng)為2030cm。大體 積混凝土在凝結(jié)前，由于表面水分散失較快會(huì)產(chǎn)生一定的收 縮，這時(shí)大體積混凝土的泌水現(xiàn)象便會(huì)相對(duì)減小，倘若無法 及時(shí)補(bǔ)充混凝土表面蒸發(fā)損失的水分，那么這時(shí)的混凝土將 會(huì)處于一種塑性狀態(tài)，在拉力的作用下，混凝土表面就會(huì)有 分布不均勻的裂縫產(chǎn)生，當(dāng)混凝土溫度較高，水泥活性大或 水灰比較低時(shí)，大體積混凝土表面的裂縫便會(huì)發(fā)生開裂。1.2

3、溫度裂縫溫度裂縫主要指因水化熱引起的內(nèi)外溫差而產(chǎn)生的裂 縫。大體積混凝土在連續(xù)澆筑和硬化過程中，會(huì)發(fā)生水泥水 化反應(yīng)，從而產(chǎn)生大量的水化熱，由于混凝土有著較大的熱 阻力，使得聚集在內(nèi)部的熱量不易散發(fā)，而表面的熱量卻散 發(fā)快，從而使得混凝土內(nèi)外溫差過大，而大體積混凝土內(nèi)外 溫差會(huì)隨著環(huán)境溫度的變化而發(fā)生變化，這樣易形成不均勻 的溫度變形和溫度應(yīng)力，一旦大體積混凝土的溫度應(yīng)力和收 縮應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度便會(huì)使混凝土內(nèi)部或表面出 現(xiàn)裂縫。此外，在拆模前后，由于混凝土表面溫度降低較快, 易出現(xiàn)溫度陡降情況，也易引起裂縫。當(dāng)大體積混凝土內(nèi)部 溫度達(dá)到最高時(shí)，熱量會(huì)逐漸散發(fā)，從而達(dá)到環(huán)境溫度，環(huán) 境溫

4、度與最高溫度之間的差值即為內(nèi)部溫差，這種內(nèi)部溫差 也會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫。1.3干縮裂縫大體積混凝土干縮與混凝土的水灰比、集料性質(zhì)和用 量、外加劑用量、水泥成分和用量密切相關(guān)，因混凝土內(nèi)外 水分蒸發(fā)而導(dǎo)致變形的結(jié)果。大體積混凝土干縮裂縫通常為 表面性的平行線狀或網(wǎng)狀淺細(xì)裂縫，多出現(xiàn)在混凝土澆筑結(jié) 束后的一周左右或在混凝土養(yǎng)護(hù)后的一段時(shí)間?；炷劣不?后，由于受到外部環(huán)境的影響，混凝土內(nèi)部水分會(huì)不斷地向 外散失，表面水分蒸發(fā)損失過快，變形也就較大，內(nèi)部濕度 變化較小時(shí)，變形也就較小。較大的表面干縮變形在受到混 凝土內(nèi)部約束力的作用下會(huì)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，從而導(dǎo)致裂 縫的產(chǎn)生。1.4沉陷裂縫沉陷裂縫通常以

5、進(jìn)深較大或貫穿性裂縫為主，主要由橋 梁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)所處的地基土質(zhì)不均，回填不實(shí)，或基坑長(zhǎng)時(shí)間 浸泡等原因引起的不均勻沉降而造成的。尤其在北方地區(qū)冬 季施工，由于模板長(zhǎng)期支撐在凍土上，一旦凍土消融后極易 產(chǎn)生不均勻沉降，從而使得大體積混凝土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沉陷 裂縫。沉陷裂縫危害性較大，且沉陷情況多與其走向密切相 關(guān)，通常與地面呈30°45°角或與地面垂直。2橋梁大體積混凝土裂縫施工控制措施2. 1合理設(shè)計(jì)大體積混凝土配合比：2. 1. 1原材料的選用(1) 水泥。由于水泥的含量對(duì)混凝土溫升及水化熱的 多少有著直接的聯(lián)系，因而大體積混凝土應(yīng)以水化速度慢、 后期強(qiáng)度高、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)的水泥

6、品種為好，如低熱礦渣硅酸 鹽水泥等，同時(shí)盡量降低水泥用量，其強(qiáng)度設(shè)計(jì)也以達(dá)到標(biāo) 準(zhǔn)要求為宜。(2) 粗、細(xì)骨料。當(dāng)前在橋梁大體積混凝土施工過程 中比較注重骨料強(qiáng)度和含泥量等指標(biāo)，對(duì)骨料粒形和級(jí)配卻 有所忽視，骨料粒形和級(jí)配不當(dāng)，會(huì)使混凝土的膠凝材料和 用水量得以加大，致使混凝土的滲透性在混凝土中的擴(kuò)散系 數(shù)。因此，細(xì)骨料應(yīng)以ii區(qū)中砂為好，由于使用中砂可適當(dāng) 地減少水及水泥用量，因而在使用時(shí)還需注意砂、石級(jí)配， 并對(duì)砂、石中的泥含量進(jìn)行嚴(yán)格控制，石子含泥量不超過1%, 砂含量不超過2%,這樣還能夠促使混凝土抗壓強(qiáng)度得以提 高。(3) 摻合料。由于粉煤灰具有抗裂性好、需水量小等 特點(diǎn)，將其摻入到

7、大體積混凝土中既能夠使混凝土后期強(qiáng)度 得以提高，推移混凝土溫升峰值出現(xiàn)的時(shí)間，又能夠使混凝 土的和易性得以增加，降低水化熱。2. 1.2外加劑的使用在大體積混凝土中摻加適當(dāng)?shù)呐蛎泟?，其?nèi)部產(chǎn)生的膨 脹應(yīng)力可以將混凝土的部分收縮應(yīng)力抵消掉，從而提高混凝 土的抗裂強(qiáng)度。緩凝高效減水劑不僅能大大提高混凝土的抗 拉強(qiáng)度，而且還能減少混凝土單位用水量和膠凝材料用量、 改善新拌混凝土的工作度。2. 2施工現(xiàn)場(chǎng)控制2. 2. 1正確制定大體積混凝土澆筑方案在澆筑大體積混凝土前，應(yīng)對(duì)分層澆筑次序、流向、澆 筑厚度、長(zhǎng)度、寬度以及澆筑的搭接時(shí)間做出合理的安排。 同時(shí)應(yīng)對(duì)大體積混凝土的澆筑速度進(jìn)行嚴(yán)格控制，切忌一

8、次 澆筑的混凝土過高、過厚，否則難以使混凝土溫度的均勻上 升。澆筑完成后，需對(duì)大體積混凝土表面較厚的水泥漿進(jìn)行 有效地處理，以免大體積混凝土表面出現(xiàn)龜裂。2. 2. 2施工溫度控制大體積混凝土施工宜選在春秋季進(jìn)行，若在夏季進(jìn)行施 工，需通過冷水?dāng)嚢杌炷?、降低原材料溫度、?duì)骨料進(jìn)行 覆蓋或設(shè)置遮陽裝置等方式方可進(jìn)行。進(jìn)行混凝土澆筑時(shí)， 盡量不要直接在太陽下曝曬，而應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)，促使模內(nèi)熱量 盡快散發(fā)，以降低混凝土拌合物的入模溫度。2.2.3通水冷卻在大體積混凝土澆筑分層中通過薄壁鋼管設(shè)置冷卻水 管，在使用冷卻水管前應(yīng)做好試水試驗(yàn)，這樣能夠避免管道 漏水、阻塞。同時(shí)，根據(jù)混凝土內(nèi)部溫度監(jiān)測(cè)情況，對(duì)

9、冷卻 水管進(jìn)水流量及溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制。2. 2. 4采用透水模板布采用透水模板布能混凝土透水模板布的保水作用不僅 能很好地養(yǎng)護(hù)混凝土，增加混凝土密實(shí)度、減小內(nèi)部微裂， 而且還能有效地改善混凝土耐久性，提高表面抗拉強(qiáng)度，增 強(qiáng)混凝土耐磨性、抗凍性。2. 2. 5振搗振搗時(shí)應(yīng)按照“同時(shí)澆搗、分層推進(jìn)、一次到位、循序 漸進(jìn)”的工藝要求進(jìn)行操作。應(yīng)注意薄層澆搗均勻上升，對(duì) 混凝土流淌的最近和最遠(yuǎn)點(diǎn)等邊緣部位進(jìn)行重點(diǎn)把握，以免 在振搗時(shí)出現(xiàn)漏振，同時(shí)應(yīng)控制好振搗的時(shí)間及插入深度。 高頻振搗棒盡可能垂直插入，插入點(diǎn)宜交錯(cuò)，均勻。對(duì)上一 層混凝土?xí)r進(jìn)行振搗時(shí)，需深入下一層約5cm,這樣能夠?qū)?層間的接縫加以

10、消除。2. 3大體積混凝土裂縫的處理大體積混凝土裂縫的出現(xiàn)不僅會(huì)使公路橋梁結(jié)構(gòu)的剛 度和整體性受到影響，而且還會(huì)使鋼筋發(fā)生銹蝕，降低混凝 土抗疲勞性、抗?jié)B性及耐久性。因此一旦混凝土出現(xiàn)裂縫， 應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理，處理措施有以下幾種：(1) 表面裂縫的處理?？蓪⑼克⒂推?、瀝青等防腐材 料涂抹在混凝土表面，或在裂縫的表面粘貼玻璃纖維布，將 水泥漿、環(huán)氧膠泥涂抹在裂縫的表面，粘貼玻璃纖維布，以 防止混凝土發(fā)生開裂。(2) 當(dāng)裂縫使橋梁混凝土結(jié)構(gòu)的性能受到影響時(shí)，應(yīng) 通過加固法對(duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理，如將混凝土結(jié)構(gòu) 的截面面積加大，在構(gòu)件的角部外包型鋼、粘貼鋼板加固等。(3) 灌漿法。灌漿法可對(duì)影響橋梁結(jié)構(gòu)整體性或有防 滲要求