橋梁工程大體積混凝土裂縫控制

摘要：大體積混凝土開(kāi)裂后，其性能與原狀混凝土性能會(huì)有很大差距，特別是對(duì)耐久性（滲透性）的影響更大，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的安全和耐久性能。目前，在橋梁工程的施工中，大體積混凝土被廣泛應(yīng)用其中，本文分析了大體積混凝土裂縫可能產(chǎn)生的原因，并提出預(yù)防裂縫的一些措施。

關(guān)鍵詞：橋梁工程；大體積混凝土；裂縫問(wèn)題；防治措施

引言

交通工程建設(shè)的進(jìn)一步擴(kuò)大使橋梁施工技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。在橋梁施工中大體積混凝土被廣泛的應(yīng)用，但相應(yīng)的一些問(wèn)題也充分的暴露出來(lái)，其中大體積混凝土施工裂縫最為突出?；炷亮芽p問(wèn)題一直是建筑橋梁施工的重要問(wèn)題，困擾著工程施工技術(shù)人員。因此采取有效措施能夠?qū)⒋篌w積混凝土裂縫問(wèn)題控制在一定的范圍之內(nèi)。工程施工人員要對(duì)混凝土橋梁裂縫問(wèn)題進(jìn)行深刻的認(rèn)識(shí)，這樣能夠有效避免工程施工過(guò)程中出現(xiàn)更大的裂縫。

一、橋梁混凝土施工中的常見(jiàn)問(wèn)題

1、水泥的水化熱導(dǎo)致的溫度裂縫

水泥在水化時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，如果混凝土的體積較大，熱量很難散發(fā)出去，混凝土內(nèi)部的溫度就會(huì)快速升高?；炷猎跐仓?～5天后溫度會(huì)達(dá)到高溫峰 值，當(dāng)混凝土內(nèi)部溫度與表面溫度差距過(guò)大時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力和溫度變形。當(dāng)這種溫度應(yīng)力大于混凝土內(nèi)外的約束力時(shí)，就會(huì)形成混凝土溫度裂縫。

2、混凝土自身的收縮裂縫

混凝土拌制過(guò)程中使用了大量的水，其中極少部分水分是水泥水化所必須的，大部分水分在之后都要蒸發(fā)掉，混凝土中多余水分的蒸發(fā)是引起混凝土體積收縮的主要原因之一。這種收縮變形不受約束條件的影響，若存在約束，就會(huì)產(chǎn)生收縮應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫。

3、約束條件產(chǎn)生的裂縫

在橋梁工程中大體積混凝土通常與地基澆筑在一起，當(dāng)溫度變化時(shí)，在下部地基的約束下，會(huì)產(chǎn)生外部的約束力。混凝土早期的彈性模量較小，混凝土的徐變 度和應(yīng)力松弛度卻很大，因此，壓應(yīng)力也較小。但當(dāng)溫度下降時(shí)，拉應(yīng)力會(huì)隨之上升，混凝土的抗拉應(yīng)力小于這種拉應(yīng)力時(shí)，裂縫便會(huì)產(chǎn)生。

4、干縮裂縫

混凝土的配制比、用料構(gòu)成、添加劑等方面也會(huì)影響混凝土裂縫的出現(xiàn)，混凝土的干縮現(xiàn)象主要是混凝土內(nèi)外水分蒸發(fā)過(guò)程導(dǎo)致不同形態(tài)的變化?；炷?xí)?到外部條件變化的影響導(dǎo)致表面水分蒸發(fā)過(guò)快，變形較大。同時(shí)內(nèi)部濕度變化較小，產(chǎn)生的變形也較小?；炷粮煽s變形主要是受到混凝土內(nèi)部條件的制約，產(chǎn)生的 拉應(yīng)力較大時(shí)更容易出現(xiàn)混凝土裂縫。

5、荷載導(dǎo)致的混凝土裂縫

混凝土橋梁在荷載力的影響下會(huì)出現(xiàn)不同程度的裂縫，這種裂縫主要是應(yīng)力裂縫或者是次力裂縫。大體積混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算不合理，建造的模型不符合建設(shè) 要求，針對(duì)混凝土的受力情況計(jì)算結(jié)果與受力不相符合。同時(shí)配筋數(shù)量與內(nèi)力有著明顯的錯(cuò)誤，造成結(jié)構(gòu)安全系數(shù)較低，施工面臨安全隱患的影響。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)沒(méi)有可 行性，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剛度不夠?；炷潦┕がF(xiàn)場(chǎng)要控制施工工具的擺放，將材料有規(guī)則地進(jìn)行放置。施工人員不了解混凝土結(jié)構(gòu)受力情況，不按照施工要求進(jìn)行施工，忽 視施工設(shè)計(jì)的作用，施工隨意性較大，并且會(huì)擅自更改施工工序，將混凝土結(jié)構(gòu)受力模式改變，沒(méi)有對(duì)混凝土承受力強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。

6、水泥水化熱引起的裂縫

大體積混凝土中產(chǎn)生的裂縫主要是有水泥水化熱所引起的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，水泥在水化熱的過(guò)程中釋放出大量熱，這使大體積混凝土在澆筑過(guò)程中環(huán)境溫度和水化熱 溫度出現(xiàn)差別，就會(huì)形成兩個(gè)獨(dú)立的溫度環(huán)境，在應(yīng)力和溫度的變化中就形成了混凝土裂縫。另外水化熱裂縫另一個(gè)形成原因和水泥用量有著直接的關(guān)系，混凝土水 泥含量越高，其收縮性就越大，這中收縮性當(dāng)超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)就出現(xiàn)了裂縫。

二、大體積混凝土裂縫的防治措施

1、設(shè)計(jì)工程中的措施

（1）精心設(shè)計(jì)混凝土配合比。在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應(yīng)盡可能地降低混凝土的單位用水量，采用“三低（低坍落度、低砂率、低水膠比）二 摻（摻高效減水劑和高性能引氣劑）一高（高粉煤灰摻量）”的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，生產(chǎn)出高韌性、高強(qiáng)、中彈、低熱和高極拉值的抗裂混凝土。

（2）避免結(jié)構(gòu)突變產(chǎn)生應(yīng)力集中，在易產(chǎn)生應(yīng)力集中的薄弱環(huán)節(jié)采取加強(qiáng)措施。

（3）增配構(gòu)造筋提高抗裂性能。配筋應(yīng)采用小間距、小直徑。全截面的配筋率應(yīng)在0.3%～0.5%之間。

（4）在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮施工時(shí)的氣候特征，合理設(shè)置后澆縫，保留時(shí)間一般不小于60d。如不能預(yù)測(cè)施工時(shí)的具體條件，也可臨時(shí)根據(jù)具體情況作設(shè)計(jì)變更。

（5）在易裂的邊緣部位設(shè)置暗梁，提高該部位的配筋率，提高混凝土的極限拉伸。

2、在施工過(guò)程中的控制措施

（1）大體積混凝土的溫度控制宜按照“內(nèi)降外?！钡脑瓌t，對(duì)混凝土內(nèi)部采取設(shè)置冷卻水管通循環(huán)水冷卻，對(duì)混凝土外部采取覆蓋蓄熱或蓄水保溫等措施進(jìn)行，保證溫度可以緩慢下降，盡可能的降低裂縫。

（2）在進(jìn)行澆筑時(shí)，要合理清理模板內(nèi)部，并且進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃疂?rùn)，使混凝土在入模后的溫度可以合理控制。

（3）在施工過(guò)程中要合理控制澆筑厚度，并且做到均勻澆筑，減少混凝土在流動(dòng)中的高差，使其在初凝前完成澆筑。

（4）為了提高混凝土的密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度，減少收縮，施工時(shí)設(shè)置專人加強(qiáng)混凝土的振搗工作，嚴(yán)格控制振搗時(shí)間和插入深度，振搗間距不得大于40厘米，并且在振搗過(guò)程中注意對(duì)模板的保護(hù)。

（5）合理控制混凝土的塌落度，因?yàn)楝F(xiàn)階段混凝土澆筑大部分都使用泵送，要合理配置混凝土的集料，并且控制好水量，在拌和劑的摻拌中要以保證混凝土流動(dòng)性為標(biāo)準(zhǔn)。

3、大體積混凝土后期的養(yǎng)護(hù)措施

養(yǎng)護(hù)的目的是為混凝土硬化創(chuàng)造必要的濕度、溫度等條件。為了確保新澆筑的混凝土有適宜的硬化條件，防止在早期因干縮而產(chǎn)生裂縫，大體積混凝土澆筑完 畢后，應(yīng)在12h內(nèi)加以覆蓋和澆水，澆水次數(shù)應(yīng)能保持大體積混凝土處于濕潤(rùn)狀態(tài)，混凝土養(yǎng)護(hù)用水應(yīng)與拌制用水相同。當(dāng)日平均氣溫低于5℃時(shí)，不得澆水，應(yīng) 用塑料布覆蓋養(yǎng)護(hù)混凝土，其敞露的表面應(yīng)覆蓋嚴(yán)密，并應(yīng)保持塑料布內(nèi)有凝結(jié)水。硅酸鹽水泥澆筑的混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于14d，其他水泥拌制的混凝土養(yǎng)護(hù) 時(shí)間不得少于21d，混凝土的保溫措施常常也有保濕的效果。從理論上分析，新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求，然而因?yàn)檎舭l(fā)等原因常引起水 分損失，從而推遲或妨礙水泥的水化，表面的混凝土最容易而且直接受到這種不利影響，所以混凝土澆筑后的最初幾天是養(yǎng)護(hù)的關(guān)鍵時(shí)期，在施工中應(yīng)特別重視。

結(jié)束語(yǔ)

雖然大體積混凝土很容易產(chǎn)生裂縫，但是大量的科學(xué)研究以及成功的工程實(shí)例都表明：只要我們?cè)谠O(shè)計(jì)、施工工藝以及后期的養(yǎng)護(hù)過(guò)程中可以充分考慮的各種因素的影響，還是能夠避免危害結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。大體積混凝土施工技術(shù)分析探究隨著社會(huì)的發(fā)展逐漸成為了我國(guó)的重點(diǎn)研究課題，近年來(lái)關(guān)于橋梁大體積混凝土施工技術(shù)分析有了很大的進(jìn)展，相信通過(guò)工作人員 以及研究人員的努力，我國(guó)的橋梁大體積混凝土施工技術(shù)分析探究會(huì)得到進(jìn)一步的發(fā)展，進(jìn)入一個(gè)全新的領(lǐng)域。

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