對橋梁施工大體積混凝土裂縫成因與防治研究

蔡曉龍

摘要：在我國社會的發(fā)展過程中，公路橋梁規(guī)模建設(shè)得以進一步擴張，在建筑構(gòu)建過程中，需要對大體混凝土澆筑工程進行有效應(yīng)用。在大體積混凝土與以混合構(gòu)件的施工過程中，整體的混凝土綜合體系相對較大，使得混凝土結(jié)構(gòu)在構(gòu)建中的表面積、綜合系數(shù)相對較小導(dǎo)致水化熱無法得到充分釋放，使混凝土構(gòu)件存在的內(nèi)外溫差進一步加大，形成各類裂縫。任何環(huán)節(jié)的操作都會對最終的混凝土施工工藝造成不良影響，也會對整個市政橋梁工程的穩(wěn)定性造成負(fù)面影響。因此，此次論文也從混凝土裂縫問題著手，分析裂縫原因，找到具有針對性的解決措施，旨在為我國的市政橋梁施工人員提供參考建議。

關(guān)鍵詞：橋梁施工;大體積混凝土;裂縫;成因;防治研究

引言

大體系混凝土在具體的澆筑過程中，材料特點以及施工工藝等因素會對整體橋體產(chǎn)生影響，使橋梁出現(xiàn)裂縫問題，對公路橋梁的綜合結(jié)構(gòu)安全性及相應(yīng)的穩(wěn)定性造成風(fēng)險。施工單位需要對各類工程的施工程特點進行詳細結(jié)合，對斷裂類型及相應(yīng)的產(chǎn)生原因進行進一步分析，對施工工藝進行綜合性管控，避免形成整體裂縫，提升公路橋梁工程質(zhì)量。

1橋梁大體積混凝土常見的裂縫及影響

1.1大體積混凝土的溫度裂縫成因分析

橋梁在進行構(gòu)建過程中，其自身的大體混凝土施工會因溫度出現(xiàn)裂縫，且在整體大體積混凝土中，溫度裂縫十分常見。大體混凝土自身所擁有的體積基數(shù)較大，混凝土的外部溫度散失以及其自身內(nèi)部溫度的釋放過程無法構(gòu)成正相關(guān)，無法將混凝土土構(gòu)其自身內(nèi)外溫度差控制在合理的范圍內(nèi)，致使結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度應(yīng)力與混凝土結(jié)構(gòu)自身的抗拉強度無法匹配，導(dǎo)致混凝土裂縫。因此對混凝土模板進行拆除的過程中，混凝土構(gòu)件其自身表現(xiàn)溫度會大幅度降低，是溫度裂縫予以產(chǎn)生的重要原因之一。

1.2大體積混凝土干縮裂縫原因

如果大體積混凝土整體外部環(huán)境的濕潤程度相對較低，構(gòu)建的過程中，混凝土表面的水分由于環(huán)境原因大量散失，結(jié)構(gòu)應(yīng)力發(fā)生改變，導(dǎo)致構(gòu)件在應(yīng)力的作用下產(chǎn)生形變。大體積混凝土在構(gòu)建過程中濕度的變化幅度與其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的差異明顯，混凝土在構(gòu)建過程中會出現(xiàn)自外而向內(nèi)的干縮變形情況，混凝土表面由于在干縮過程中受到內(nèi)部約束限制，拉應(yīng)力升高，使大體積混凝土的干縮裂縫及主要的狀態(tài)為網(wǎng)狀或呈現(xiàn)平行現(xiàn)狀的細微裂縫。

1.3大體積混凝土塑性裂縫原因

大體積混凝土凝結(jié)階段，中和表面的水分會在環(huán)境因素的影響下快速散失，體積收縮，但混凝土具有塑性，混凝土結(jié)構(gòu)在綜合拉力的作用影響下，表面形成具有高度不規(guī)則狀的收縮裂縫。摻和過程中，水灰比不匹配、水泥活性較高，混凝土出現(xiàn)裂縫速度大幅度提升。在夏季干熱條件及大風(fēng)條件下，易出現(xiàn)塑性裂縫，形狀具有不連貫性，裂縫的兩端相對較長，中心的寬度較大。混凝土構(gòu)建過程中的環(huán)境溫度以及水灰比等因素，均會使混凝土在構(gòu)建過程中出現(xiàn)塑性裂縫。

2公路橋梁大體積混凝土施工控制工藝分析

2.1控制施工溫度

通過埋設(shè)水管的方式可以達到冷水降溫的方式，控制施工溫度，這樣也能夠避免由于溫差過大而產(chǎn)生的裂縫問題。在拆除模具時，也應(yīng)該根據(jù)嚴(yán)格的施工規(guī)定對溫度驟降產(chǎn)生的負(fù)面影響進行及時修補。比如在冬天施工時要積極采用覆蓋措施，在運輸混凝土?xí)r，可以借助一定的防曬措施避免發(fā)生水分流失現(xiàn)象。此外，控制水泥入機溫度也是緩解裂縫產(chǎn)生的重要舉措。一般來說，溫度控制在60℃以內(nèi)最佳;而入模溫度則一般控制在30℃以內(nèi)，這樣能夠有效緩解溫度對混凝土裂縫產(chǎn)生的催化作用。

2.2混凝土裂縫的治理

治理混凝土裂縫最常見的方法之一就是充填法，特別是對于部分寬度較高的裂縫，這種方法的效果更是十分顯著。首先，施工人員一定要對現(xiàn)有的裂縫進行開槽，清理雜質(zhì)后可用合適的填充料進行處理。在修復(fù)環(huán)節(jié)完成以后，可以開展對應(yīng)的硬度測試，讓混凝土的表面能夠保持光滑;在利用灌漿操作時，可以利用處理裂縫表面的模式進行處理，但是這種方式僅僅只適用于較窄或較小的裂縫，最常見的填充物為環(huán)氧類樹脂。在正式填充之前，一定要用鋼絲對混凝土的表面進行整理，待完全清洗過后才可涂抹對應(yīng)的環(huán)氧類樹脂。這是一種十分常見的裂縫處理模式，可較好地處理混凝土裂縫，也比較適用于較深的裂縫處理。

2.3控制混凝土澆筑質(zhì)量

（1）在混凝土澆筑時要采用分層澆筑，澆筑后振搗密實，減少塑性裂縫產(chǎn)生;在大體積混凝土施工中結(jié)合工程實際情況，采用薄層連續(xù)澆筑的施工工藝，提高混凝土內(nèi)部散熱速度，減少溫度裂縫的發(fā)生。（2）混凝土澆筑后進行振搗，采用插入式振搗器，根據(jù)振搗器的作業(yè)半徑控制移動間距，一般不超過作用半徑的1.5倍;振搗時必須做到均勻，直到混凝土表面無氣泡產(chǎn)生時再停止振搗，不得出現(xiàn)漏振、過振等問題，避免混凝土產(chǎn)生離析現(xiàn)象。（3）為提高混凝土的抗裂性，應(yīng)在配筋中采用小直徑鋼筋，適當(dāng)縮小鋼筋之間的距離，全截面構(gòu)造的鋼筋混凝土配筋率應(yīng)控制在0.3%～0.5%。（4）在混凝土澆筑之后，利用探測設(shè)備進行混凝土結(jié)構(gòu)檢測。

2.4控制原材料質(zhì)量

當(dāng)施工材料運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場后，對材料各項指標(biāo)進行檢驗，確保材料質(zhì)量滿足施工要求，預(yù)防混凝土裂縫產(chǎn)生。具體包括：（1）在道路橋梁施工中采用高強度等級水泥進行混合料拌和，要求水泥初凝時間不得小于45min[7];在施工中選用水化熱低的水泥品種，合理控制水泥單位用量，縮小混凝土在硬化過程中的內(nèi)外溫差。（2）采用級配良好的細集料，要求細集料的含泥量不得超過2%，細度模數(shù)在2.6范圍內(nèi)。（3）粗骨料選用碎石，要求碎石質(zhì)地堅硬，含泥量不超過1%，針片狀顆粒含量控制在5%之內(nèi)。

2.5干縮裂縫

在具體的大體積混凝土的施工中，為了防止干縮裂縫產(chǎn)生，施工單位需要對水灰比進行嚴(yán)格控制，并對水泥用料及用水量進行綜合控制，在構(gòu)建過程中，需要在混凝土的混合料中加入一定比例的減水劑。對大型混凝土進行澆筑時，需要在整體澆筑工作開展前進行收縮縫的綜合設(shè)置，對橫向施工接縫處以水泥砂漿的方式進行提前鋪設(shè)。在構(gòu)建過程中，混凝土所用的水灰比例需要高度一致，保證水灰比相對較小，在進行整體鋪設(shè)工作過程中，水泥砂漿的厚度需要嚴(yán)格控制在15cm內(nèi)。鋪設(shè)大型混凝土的過程中，需要充分搗實接縫，開展早期養(yǎng)護，根據(jù)建設(shè)的綜合情況確定養(yǎng)護時間，必要時可延長養(yǎng)護時間。針對大體積混凝土在構(gòu)建過程中的塑性裂縫，施工單位可以應(yīng)用硅酸鹽類的水泥，其干速值相對較小，且早期強度較高，完成混凝土澆筑后，需要在混凝土構(gòu)筑表面填蓋草簾及棉被，形成相對封閉的環(huán)境，保證保溫效果。此外，可以充分應(yīng)用腳手架的安全網(wǎng)進行擋風(fēng)，防止冷風(fēng)直接擊穿混凝土構(gòu)件表面。

結(jié)束語

公路橋梁大體積混凝土施工會受到諸多因素影響出現(xiàn)不同種類的裂縫，裂縫會對整體橋梁的承重、性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響，使公路橋梁使用壽命大幅度縮短，直接影響公路橋梁的穩(wěn)定性。施工單位需要充分應(yīng)用科學(xué)的施工控制工藝，防止裂縫的產(chǎn)生，保證橋梁工程整體結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全，奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻

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