呂 婷
(四川樂漢高速公路有限責任公司, 四川 樂山 614000)
橋梁建設關系到我國交通是否便利,關系到人們生活出行市是否方便,關系到交通網絡是否安全,是我國交通和居民生活必不可少的一部分,施工質量必須要重視。現代橋梁多用鋼鐵和混凝土完成,橋梁工程混凝土施工是橋梁工程建設的關鍵,如果施工技術達不到要求,使得混凝土出現裂縫,讓整個橋梁工程建設存在安全隱患,對人們生活有很大影響。預防裂縫產生,完善施工技術,完成高質量橋梁建設是我們必須解決的問題。安全高效的橋梁不僅可以給廣大的人們群眾帶來生活的方便,而且還可以推動我國經濟發展,有效的推動社會主義和諧社會構建進程。
本文實際項目背景是江門—廣州的高速路段中,水域之間高架橋混凝土施工項目進行分析,對混凝土裂縫產生原因進行分析。
首先,水泥在水化時會產生大量的熱量,在橋梁工程混凝土施工時,由于是混凝土施工,在水泥水化時產生的大量熱量不容易發散,熱量產生積累,使得混凝土內部產生過高的溫度,導致結構裂縫產生。
在進行橋梁工程建設之時,其中混凝土澆筑一般與地基接觸,在溫度發生變化時,在下部地基的約束下,就會產生相當大的外部約束力。在混凝土剛剛澆筑時,其彈性模量較小,此時的混凝土徐變度和應力松弛度卻很大,這時的壓應力相對而言也比較小。一旦出現溫度降低現象,其拉應力會隨著溫度下降而變大,當混凝土的抗拉應力小于這種拉應力時,混凝土就會產生裂縫。
環境氣溫變化是自然現象,而且混凝土在澆筑時,外界氣溫變化對其影響很大,混凝土的溫度會隨著外界溫度變化而變化,當混凝土內外溫度差距增加到一定程度時,這時混凝土就會產生裂縫。
混凝土剛澆筑時,其含水量較大,隨著時間增加,水分產生蒸發,使得混凝土水分含量降低,當水分含量降低到一定程度時,混凝土就會產生干燥收縮現象。而且表面水分蒸發快,內部水分難以蒸發,內外部含水量差距變大,混凝土表面就會由于混凝土收縮而產生裂縫。
為了有效的減少溫縮裂縫,施工技術非常重要。混凝土配比是施工技術關鍵之一,以有效減少水化熱,通常使用低熱的礦渣硅酸鹽水泥,以減低水化熱。粗骨料配置,對含泥量進行控制,一般低于1%。細骨料可以使用天然砂,含泥量相對要進行有效控制。混凝土攪拌時可以適當加入粉煤灰等延緩水化熱峰值的材料,混凝土配比在滿足強度同時,對水泥使用量進行控制。
橋梁施工一般采用分層澆筑進行澆筑,要嚴格按照設計施工。各層澆筑時間的銜接要嚴格控制,保證澆筑深入上一層至少 5公分,振搗作業之中每一點的振搗時間應當維持在20~30s范圍內,直至混凝土表面下沉不明顯,無氣泡冒出。
澆筑完成后,其表面溫度和濕度要進行監控,混凝土養護要有計劃實施。一般澆筑完成12個小時后進行養護作業,相關情況在下文第四章進行說明。持續時間根據現實情況確定,一般大于7天。
施工時,高性能混凝土必不可少,對于高性能混凝土需要拌合性能好的攪拌設備。要嚴格控制混凝土材料比例,砂石含水量要有檢測,添加砂石后攪拌要注意,其稠度發生變化時,要及時調整。澆筑后立即進行溫養護,以防止塑性收縮裂縫產生,由于其膠凝材料影響,容易出現溫度裂縫,保溫措施要及時進行。
溫度控制原則:溫度控制的方法和制度要通過內外因素來確定,對施工時采用的混凝土配合比例、混凝土結構尺寸、約束情況等因素要進行考慮。原則如下,一是在澆筑時的溫度進行控制;二是對混凝土內部最高溫度出現時間要進行有效控制;三是對混凝土降溫速率要進行控制;四是內外溫差、新老混凝土之間的溫差進行有效控制。具體數據比如:混凝土澆筑溫度要小于等于三十攝氏度;內部溫度一般要大于七十攝氏度;溫差要小于二十五攝氏度;冷凝水管進出水溫差要保持在十五攝氏度以內;降溫速率一般保持二攝氏度以內。
3.1.1 工程施工階段進行技術控制
在進行橋梁工程混凝土施工中,對混凝土的塌落度要嚴格進行控制,可以通過調整混凝土之中水泥和砂的比率以及摻用減水劑的方法,來避免混凝土塌落度問題。在施工前,對其使用的材料、技術以及設備進行嚴格檢查,混凝土分層澆筑時,要預防泌水層的產生,最好是等上層混凝土表面溫度與外界溫度差不多時進行接下來的混凝土澆筑,每澆筑一層混凝土,對該層混凝土溫度以及強度進行檢查,達標后繼續施工。
3.1.2 冷卻水管的埋設及控制
對于內部降溫,可以使用冷凝水管,防止出現內外溫度差加大而導致混凝土裂縫,冷凝水管進出水溫差要保持在十五攝氏度以內。冷凝水管降溫對水管有要求,要求其導熱性能好,強度較大,可以使用鋼管。可以使用深層江水做冷卻水,冷卻水管使用前要進行壓水試驗。完成降溫后,排出水管內部的水,并使冷凝水管干燥,之后向冷凝水管內注水泥漿,來保證混凝土整體結構穩定。
3.1.3 混凝土出機溫度控制
施工中,影響混凝土出機溫度主要有三方面,一是粗集料和水的溫度,該方面影響最大,一般是通過降低粗集料溫度來完成;二是砂的溫度,對溫度影響一般,應該盡量減少對沙子的光照,使得石子溫度不會太高;三是水泥的溫度,這方面影響最小。通過對混凝土材料進行覆蓋,或進行灑水降溫來降低溫度。
3.1.4 對混凝土內外溫差進行控制
水泥水化熱現象不可避免,混凝土內外溫差是產生裂縫的關鍵因素。這施工時加強對混凝土內部散熱必不可少,根據溫度實際情況對冷凝水管的通水流量以及通水溫度進行控制等方法。同時混凝土表面要進行保溫措施,減小降溫速率,防止混凝土內外溫差過大,可以通過透水模板布保溫保濕,以及覆蓋塑料薄膜并加蓋帆布或草袋對混凝土外部進行保溫。
3.2.1 原材料選用
水化熱雖不可避免,但可以降低,原材料選用是降低水化熱的有效措施。該方面和水泥用量關系較大,在保證強度情況下減少水泥使用量,工程中低熱礦渣硅酸鹽水泥便是良好的材料,控制水泥的用量。使用適量的摻和料,可以控制粉煤灰用量,不僅可以顯著減少水泥需求量,混凝土的后期強度可以有保證,而且混凝土溫升峰值時間有較大延后。
3.2.2 混凝土結構
混凝土結構主要對緩解應力集中現象,通過結構對應力進行分析,采取相應措施,緩解該現象。
上文主要對怎樣避免裂縫產生進行分析,在實際施工過程之中,混凝土依然不可避免地出現一些裂縫,影響使用,所以相關措施必須要有,對于這些裂縫處理措施如下。
3.3.1 精選灌漿法
主要有純壓式和循環式。純壓式操作方面和對設備的要求方面相對于循環式要求低,較為快捷方便,但是漿液流動性會受到影響,容易形成沉淀;循環式則可以避免沉淀現象。
3.3.2 表面修補法
該方法可以用于表面裂縫處理,具體以涂覆法為宜,通過均勻涂抹環氧膠泥的方式可以起到面層優化作用。對于大裂縫而言,還需要進行一道水泥砂漿施工。
為了更好的使我國社會經濟不斷向前發展,提高我國經濟實力,上文之中對橋梁工程混凝土施工技術進行介紹說明,分析了施工過程之中的施工技術,對橋梁工程混凝土施工過程中具體技術措施進行說明,并提出預防策略,提高橋梁施工質量,加快我國經濟發展。