天橋特大橋主墩承臺施工裂縫的控制要點(diǎn)

袁 楊

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司)

天橋特大橋主墩承臺施工裂縫的控制要點(diǎn)

袁 楊

(貴州省公路工程集團(tuán)有限公司)

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，橋梁建設(shè)規(guī)模不斷的擴(kuò)大。在橋梁主墩承臺施工中，經(jīng)常會遇到橋梁主墩承臺產(chǎn)生裂縫的情況，嚴(yán)重影響著橋梁工程的質(zhì)量以及橋梁的使用壽命，并且對橋梁的安全產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅。因此在施工中控制大體積混凝土施工裂縫顯得尤為重要，以天橋特大橋?yàn)槔郎\談一下大體積混凝土施工過程中的要點(diǎn)控制。

天橋特大橋;大體積混凝土;裂縫;養(yǎng)護(hù)

1 工程概況

天橋特大橋左幅全長為881.640 m，右幅為901.640 m。橋型布置左幅為1～20 m預(yù)應(yīng)力空心板+7×40 m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁+106+200+106 m預(yù)應(yīng)力混凝土箱形梁連續(xù)剛構(gòu)+4×40 m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁，右幅為8×40 m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁+106+200+106 m預(yù)應(yīng)力混凝土箱形梁連續(xù)剛構(gòu)+4×40 m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁。主墩為左9#、左10#和右9#、右10#，主墩下部構(gòu)造為等截面空心薄壁墩與變截面空心薄壁墩，基礎(chǔ)為16根Ф2.5 m的群樁上接承臺，承臺為23.6 m ×20.6 m ×6 m，單個(gè)承臺的混凝土方量為2916.96 m3，混凝土標(biāo)號為C30混凝土。

2 大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的主要原因

2.1 水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力和溫度變形

水泥在進(jìn)行水化的過程中會產(chǎn)生非常多的熱量，一般發(fā)生的時(shí)間為混凝土澆筑7 d之后，使得混凝土內(nèi)部的溫度持續(xù)不斷的上升，只要外部溫度產(chǎn)生大量的熱，通常集中的時(shí)間為混凝土澆筑之后的7 d左右，隨著混凝土內(nèi)部溫度的不斷升高，如果其內(nèi)部和外部兩者之間的溫度差異比較大，那么混凝土塊就會產(chǎn)生一定程度的變形，與此同時(shí)溫度應(yīng)力就此產(chǎn)生，一旦溫度應(yīng)力比混凝土內(nèi)外的約束力高，那么裂縫就會因此產(chǎn)生。這種因?yàn)樗嗨療嵋鸬臏囟葢?yīng)力和溫度變形而導(dǎo)致的裂縫現(xiàn)象非常嚴(yán)重。

2.2 混凝土收縮產(chǎn)生裂縫

在混凝土澆筑之后發(fā)生硬化的一段時(shí)間中，混凝土中的水分會不斷的產(chǎn)生水分蒸發(fā)，因此會出現(xiàn)干燥并且收縮的現(xiàn)象，但是如果混凝土表面發(fā)生的收縮的速度較快，并且超過了其內(nèi)部收縮的速度，那么在混凝土的表面就會形成拉應(yīng)力，因而裂縫就會因?yàn)檫@個(gè)原因而產(chǎn)生裂縫。

2.3 施工地環(huán)境的影響

施工地環(huán)境也會對混凝土裂縫的產(chǎn)生一定的影響。如果處于大風(fēng)天氣，那么混凝土表面沒有進(jìn)行及時(shí)的養(yǎng)護(hù)，混凝土表面的水分就會蒸發(fā)的比較快，那么混凝土很有可能會發(fā)生干縮的現(xiàn)象，因而可能會導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。而如果施工地點(diǎn)晝夜溫差比較大，外界溫度產(chǎn)生降低，尤其是溫度突然的下降，那么混凝土表面與內(nèi)部的溫度差就會大大的增加，因而產(chǎn)生溫度應(yīng)力，如果產(chǎn)生的溫度應(yīng)力大于混凝土自身的抗拉性能，那么就會產(chǎn)生裂縫。

2.4 其他因素的影響

除上述原因之外，還有很多的原因也會導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生，比如地基產(chǎn)生不均勻的沉降、混凝土的配合比沒有設(shè)計(jì)好等等。

3 大體積混凝土裂縫控制要點(diǎn)

3.1 澆筑施工中混凝土裂縫的控制手段

為了降低在混凝土澆筑過程中發(fā)生裂縫的可能性，可以采用分層澆筑的方法，必須控制澆筑的每一層的混凝土的厚度在300 mm。在澆筑過程中還應(yīng)該保證每一層澆筑的混凝土的厚度是均勻的，所以可以在大橋主墩承臺的臺面設(shè)置16個(gè)下料口，為了避免混凝土離析現(xiàn)象的產(chǎn)生，應(yīng)該在進(jìn)行澆筑時(shí)可以使用竄筒，等到澆筑的混凝土達(dá)到4 m高時(shí)再將下料口進(jìn)行封閉，接著將竄筒撤除，然后繼續(xù)澆筑混凝土。

3.2 大體積混凝土養(yǎng)護(hù)措施

大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)是控制裂縫出現(xiàn)的關(guān)鍵工序，因而在混凝土澆筑施工完成之后必須對混凝土進(jìn)行及時(shí)有效的養(yǎng)護(hù)工作。主要做法如下:首先利用符合要求的塑料薄膜覆蓋在混凝土表面上，保證混凝土的濕度符合要求，預(yù)防干縮現(xiàn)象。第二步是在上面再鋪一層4.5 cm左右厚度的草，以此來對混凝土表面溫度進(jìn)行控制，保證混凝土內(nèi)外溫度一致。此外，還應(yīng)該安排專門的養(yǎng)護(hù)人員對混凝土的內(nèi)外溫度進(jìn)行監(jiān)測和記錄，同時(shí)對養(yǎng)護(hù)措施進(jìn)行改變和調(diào)整。

3.3 溫度梯度的控制措施

大體積混凝土由于水化熱的作用會導(dǎo)致混凝土的溫度不斷的上升，混凝土通過一些保溫材料與環(huán)境大氣產(chǎn)生熱量交換，在混凝土的內(nèi)部形成一個(gè)不穩(wěn)定。不均勻的溫度環(huán)境。一旦溫度梯度過大，混凝土就會產(chǎn)生非常大的溫度應(yīng)力，因?yàn)榛炷亮芽p由此產(chǎn)生。

為了對混凝土的溫度梯度進(jìn)行減小，在混凝土沒有發(fā)生凝固之前對混凝土表面進(jìn)行第二次抹壓，接著再重復(fù)混凝土的養(yǎng)護(hù)工作，為了保證混凝土的濕潤狀態(tài)，必須每天派專人進(jìn)行混凝土表面的灑水工作。灑水具體工作如下將熱水開通，然后通過出水管變成溫水，再灌入到混凝土表面，灌入的水量應(yīng)該有30 cm厚。使用溫水的主要原因是為了防止混凝土與外界環(huán)境的溫差造成的裂縫。

3.4 承臺表面養(yǎng)生控制措施

在對承臺表面進(jìn)行養(yǎng)生時(shí)，首先要做到的就是對養(yǎng)身的時(shí)間進(jìn)行控制，養(yǎng)身的時(shí)間應(yīng)該是澆筑后的混凝土已經(jīng)出現(xiàn)缺水的狀態(tài)并且已經(jīng)開始灑少量的水時(shí)，養(yǎng)生的結(jié)束時(shí)間應(yīng)該是在混凝土澆筑結(jié)束之后的1～2 d后，采用的主要的養(yǎng)生方法為讓溫水覆蓋在承臺的表面3～5 d，覆蓋的厚度為5～10 cm;所使用的溫水是經(jīng)過冷卻管灌入的，因而必須保證冷卻管的質(zhì)量，要求冷卻管的質(zhì)量具有良好的熱導(dǎo)性能，還需要有一定的強(qiáng)度。冷卻水管的入口應(yīng)該與自來水管相通，每一個(gè)這樣的系統(tǒng)都需要設(shè)置閥門控制。在進(jìn)行混凝土的澆筑之前，需要對冷卻水管進(jìn)行一定的試驗(yàn)檢測工作，保證水管的通水性能，嚴(yán)禁漏水的現(xiàn)象產(chǎn)生。冷卻管在進(jìn)行混凝土澆筑施工時(shí)就要通入通水，為了防止水的溫服與混凝土表面的溫度差異過大，所以必須保證水文溫在25℃左右。通冷卻水的時(shí)間應(yīng)該在混凝土澆筑結(jié)束之后的第二天，冷水卻灌入的停止時(shí)間應(yīng)該是當(dāng)混凝土降溫趨于平緩，入水溫度和出水溫度接近時(shí)。冷卻管使用完畢后及時(shí)灌漿封孔，并將伸出基礎(chǔ)頂面部分截除。

3.5 混凝土內(nèi)部溫度控制措施

混凝土內(nèi)部的溫度與其自身儲存的熱能有著直接的關(guān)系。在通常情況下，混凝土澆筑之后的溫度與外界溫度是不同的，澆筑初的混凝土?xí)c其周圍的環(huán)境產(chǎn)生一定的熱能交換。根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)規(guī)范要求，可以采取以下幾種有效的溫度控制措施:

(1)承臺的合理分層澆筑。要對大體積混凝土澆筑的厚度進(jìn)行合理的控制以及劃分，對澆筑塊的層面進(jìn)行利用以此來進(jìn)行混凝土的散熱，對混凝土的內(nèi)部溫度進(jìn)行有效的降低。

(2)選擇合理的原材料進(jìn)行合理的配合比設(shè)計(jì)?；炷翜囟犬a(chǎn)生上升的主要原因是水泥水化熱，因此要想控制混凝土的溫度上升，那么必須對水泥的用量進(jìn)行嚴(yán)格的控制。所選擇的使用的水泥應(yīng)該是低水化熱的普硅水泥，并且根據(jù)相關(guān)要求以及規(guī)范要在水泥中加入一定數(shù)量的粉煤灰(粉煤灰的取代率為30%)，以此來對水泥的發(fā)熱量進(jìn)行降低，此外還能夠?qū)炷恋暮鸵仔院涂杀眯赃M(jìn)行有效的改善。

(3)要控制裂縫的產(chǎn)生，還應(yīng)該有效的將混凝土的密實(shí)性以及抗裂性進(jìn)行提高，可以采用兩次振搗以及兩次抹面的技術(shù)°

(4)布設(shè)冷卻水管。在混凝土內(nèi)預(yù)埋水管，并通以循環(huán)冷卻水，冷卻水管布置見設(shè)計(jì)圖。

(5)混凝土的入模溫度。必須要對原材料的溫度進(jìn)行有效的控制，對混凝土的澆筑以及攪拌的溫度進(jìn)行合理的選擇，并且對混凝土的入模溫度進(jìn)行有效的降低。

(6)混凝土澆筑后養(yǎng)生時(shí)的溫度控制方法。對混凝土進(jìn)行養(yǎng)生時(shí)必須對溫度進(jìn)行有效的控制，所采取的的方法應(yīng)該是內(nèi)降外保。所謂內(nèi)降指的是在對混凝土進(jìn)行澆筑以及結(jié)束成形之后，利用水進(jìn)行降溫的方法。所謂外保指的是在混凝土成型之后，在混凝土最終凝固之前，在混凝土的表面利用一些草之類的東西進(jìn)行覆蓋，以此來對混凝土表面的溫度進(jìn)行提高，對溫度進(jìn)行減少，控制裂縫的產(chǎn)生。

(7)對拆模的時(shí)間進(jìn)行控制。對混凝土進(jìn)行拆模時(shí)應(yīng)該對氣候以及環(huán)境等情況進(jìn)行綜合的考慮，對混凝土的裂縫進(jìn)行有效的預(yù)防。

4 結(jié)語

在橋梁工程建設(shè)中，橋梁主墩承臺裂縫產(chǎn)生的因素非常多，必須要對裂縫產(chǎn)生的原因加以分析和總結(jié)，并找出最為合適的控制手法，才能從根本上對橋梁主墩承臺的裂縫進(jìn)行控制。通過上述幾種控制措施的分析，能夠?qū)蛄褐鞫粘信_的裂縫進(jìn)行有效的控制，保證橋梁主墩承臺的質(zhì)量。

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U445.1

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1008-3383(2014)03-0109-02

2013-10-16

袁楊(1982-)，貴州甕安人，本科，主要從事公路橋梁施工管理研究。