道路橋梁施工大體積混凝土裂縫成因及防治對策

曲志軍

山東廣亞公路工程有限公司 山東濟(jì)南 250000

1 橋梁施工混凝土裂縫的種類及成因

1.1 收縮裂縫

收縮是混凝土出現(xiàn)裂縫的主要誘因，可分為兩種。一種是塑性收縮，一般在混凝土澆灌后5h左右發(fā)生，混凝土中水和水泥之間產(chǎn)生一定的化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致水分流失，骨料下沉，從而產(chǎn)生裂縫。此時(shí)，混凝土質(zhì)地較為柔軟，會(huì)形成塑性收縮。在骨料發(fā)生下沉?xí)r，鋼筋會(huì)在較大程度上起到抑制作用，導(dǎo)致混凝土中鋼筋周圍出現(xiàn)裂縫，裂縫還會(huì)沿著鋼筋方向不斷延伸[1]。另一種是干縮。混凝土可對橋梁結(jié)構(gòu)起到一定的穩(wěn)固作用，混凝土硬化后，所包含的水分蒸發(fā)，自身體積縮小，而表面和內(nèi)部水分蒸發(fā)速度不同，導(dǎo)致整體收縮不同步，混凝土表面將承受較大拉力，當(dāng)拉力超出混凝土承載范圍時(shí)，便會(huì)在表面產(chǎn)生裂縫。

1.2 溫度裂縫

在橋梁混凝土施工中，水與水泥的化學(xué)反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致溫度升高，使混凝土的內(nèi)部與表面溫差較大，導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生裂縫。一旦出現(xiàn)裂縫，施工人員需用循環(huán)水或調(diào)整水與水泥的比例來合理控制溫度，從而使混凝土的內(nèi)外溫度趨于一致。此外季節(jié)差異也會(huì)導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生裂縫。在冬季橋梁施工中，如果未對混凝土采取科學(xué)的養(yǎng)護(hù)手段，也會(huì)導(dǎo)致混凝土溫度不穩(wěn)定，內(nèi)外溫差較大，在混凝土表面產(chǎn)生裂縫。若使用T梁的方式不當(dāng)也會(huì)形成裂縫，如果在焊接支座與調(diào)平鋼管時(shí)出現(xiàn)問題，焊接周圍的溫度急速上升，便會(huì)嚴(yán)重影響混凝土的結(jié)構(gòu)和質(zhì)量，使混凝土產(chǎn)生裂縫。

1.3 荷載與鋼筋銹蝕

裂縫橋梁投入使用后，在動(dòng)靜荷載及次應(yīng)力的作用下，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的荷載裂縫。因此在工程實(shí)施前的調(diào)查環(huán)節(jié)，技術(shù)人員如果對此缺乏認(rèn)知，則會(huì)導(dǎo)致地勢和地質(zhì)條件調(diào)查數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確。在橋梁施工中，設(shè)計(jì)不科學(xué)、使用材料質(zhì)量未達(dá)標(biāo)、養(yǎng)護(hù)措施不到位等原因都可能導(dǎo)致混凝土表面產(chǎn)生裂縫。橋梁在使用過程中，由于受到較高的承載壓力，也會(huì)使混凝土在次應(yīng)力的壓迫下產(chǎn)生裂縫。此外，橋梁在常年光照和風(fēng)雨的侵蝕下，鋼筋會(huì)嚴(yán)重受損，導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫，究其原因在于橋梁受自然因素的侵蝕后，自身承載能力減弱，鋼筋因侵蝕而體積增大，使得周圍混凝土所承載的壓力也變大[2]。一旦出現(xiàn)上述情況，若不及時(shí)采取必要的養(yǎng)護(hù)手段，則極易導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫，影響橋梁的使用壽命與行車安全。

2 橋梁施工中混凝土裂縫防治措施

2.1 加強(qiáng)材料控制

加強(qiáng)橋梁施工過程中材料質(zhì)量控制，是控制橋梁施工混凝土裂縫的有效措施之一。混凝土主體工程施工中要慎用早強(qiáng)水泥，大量建筑工程施工實(shí)踐表明，混凝土主體結(jié)構(gòu)早期施工強(qiáng)度過高，影響混凝土的長期使用性能，且在施工早期容易產(chǎn)生較大裂縫。施工中，禁止施工使用已經(jīng)過期或已經(jīng)潮濕的水泥，避免因此導(dǎo)致建筑工程質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。在進(jìn)行磨砂和石骨料選擇時(shí)，應(yīng)盡量選擇骨料級(jí)別匹配良好的優(yōu)質(zhì)砂石復(fù)合材料，從而有效減少骨料孔隙率，實(shí)現(xiàn)對鋼筋混凝土膨脹收縮的自動(dòng)控制，進(jìn)一步提高鋼筋混凝土在正常使用期間的整體抗裂性能。對于鋼筋施工處理過程中經(jīng)常采用的鋼筋外加劑和其他拌筋混合水，要嚴(yán)格控制其中氯化物等各種化學(xué)雜質(zhì)的含量。若鋼筋外加劑和鋼筋拌和水中同時(shí)存在大量氯化物或雜質(zhì)等，則會(huì)導(dǎo)致部分鋼筋在使用期間遭受嚴(yán)重的酸腐蝕。

2.2 加強(qiáng)載荷控制

由于載荷作用也會(huì)導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)，施工人員應(yīng)加強(qiáng)防護(hù)措施，在整個(gè)施工環(huán)節(jié)有效控制載荷，從根本上防止裂縫的產(chǎn)生。施工時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照載荷大小安排工序，確保混凝土載荷符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。此外，還應(yīng)避免橋梁承受的載荷過大，妥善放置過重的材料和工具，減輕橋梁承受的壓力，從而減少裂縫的產(chǎn)生。

2.3 加強(qiáng)溫度控制

水泥溫差產(chǎn)生的主要原因是水泥水化熱效應(yīng)，應(yīng)盡量降低水泥水化熱以減小水泥溫差。施工時(shí)，盡量避免使用早期水化熱低的水泥、水化后含熱低、凝結(jié)作用時(shí)間長的復(fù)合水泥、低熱量的礦渣硅酸鹽復(fù)合水泥、粉煤灰礦渣硅酸鹽復(fù)合水泥或其他低黏度標(biāo)號(hào)的水泥等；盡量不選用粒徑大的粗細(xì)骨料和干凈的中粗水泥砂；摻加適量的粉煤灰等水泥外加劑有利于降低水泥水化熱，但由于水泥粉煤灰的振搗比重小于大型水泥，混凝土在振搗時(shí)使用比重小的水泥粉煤灰容易懸浮于大型混凝土的基層表面，從而產(chǎn)生塑性和收縮性裂縫；通過摻和適量的水泥減水劑可以改善大型混凝土的振搗效果，降低混凝土水灰比，提高大型混凝土放熱強(qiáng)度，同時(shí)減少大型水泥的使用量；通過摻入適量的水泥緩凝劑，可有效延緩大型混凝土兩種放熱量和峰值共同出現(xiàn)的最長時(shí)間。溫度是影響裂縫形成的重要因素之一，在施工時(shí)應(yīng)采用有效的措施對溫度進(jìn)行控制，可適當(dāng)調(diào)節(jié)混凝土內(nèi)外溫差，避免由于溫度原因產(chǎn)生裂縫[3]。

3 結(jié)語

避免路橋出現(xiàn)裂縫是保證工程質(zhì)量的一種有效途徑。因此，為了保證減少裂縫出現(xiàn)的幾率，需要從各個(gè)方面原因開始，對裂縫成因進(jìn)行合理有效的分析，并且制定具備針對性的解決措施，從根本上防止裂縫出現(xiàn)。這樣不僅能夠?qū)こ藤|(zhì)量實(shí)施有效保障，同時(shí)還可以保證路橋在今后正式投入使用后，具備良好的安全性和穩(wěn)定性特征，以此保證發(fā)揮出路橋的實(shí)際作用，為人們提供更加安全、方便的服務(wù)。