桥梁大体积混凝土裂缝施工控制探究

1、桥梁大体积混凝土裂缝施工控制探究【摘要】随着国家加大了对公路工程的投入，大体积混凝 土在公路桥梁结构中的应用越来越广泛，与此同时桥梁大体 积混凝土的裂缝问题也日益突出。本文主要分析了桥梁大体 积混凝土裂缝的基本类型及形成原因，并在此基础上对桥梁 大体积混凝土裂缝施工控制措施进行了相应的探讨。【关键词】桥梁;大体积混凝土;裂缝;施工控制大体积混凝土主要指混凝土结构物实体的最小尺寸不 小于lm的混凝土。公路桥梁中大体积混凝土承台、桥墩台 等下部基础结构在浇筑后极易出现裂缝等病害，一旦这些混 凝土结构物产生裂缝，事必会使整个公路桥梁工程质量受到 极大的影响，因此，有效地控制桥梁大体积混凝土裂缝施工

2、对于确保公路桥梁结构的施工质量有着十分重要的意义。1 .大体积混凝土裂缝的基本类型及形成原因1. 1塑性收缩裂缝塑性收缩裂缝多出现在夏季干热或大风天气的情况下， 裂缝之间形状不一，长短不一，一般中间宽，两端长，较长 的裂缝长可达23m,较短的裂缝通常长为2030cm。大体 积混凝土在凝结前，由于表面水分散失较快会产生一定的收 缩，这时大体积混凝土的泌水现象便会相对减小，倘若无法 及时补充混凝土表面蒸发损失的水分，那么这时的混凝土将 会处于一种塑性状态，在拉力的作用下，混凝土表面就会有 分布不均匀的裂缝产生，当混凝土温度较高，水泥活性大或 水灰比较低时，大体积混凝土表面的裂缝便会发生开裂。1.2

3、温度裂缝温度裂缝主要指因水化热引起的内外温差而产生的裂 缝。大体积混凝土在连续浇筑和硬化过程中，会发生水泥水 化反应，从而产生大量的水化热，由于混凝土有着较大的热 阻力，使得聚集在内部的热量不易散发，而表面的热量却散 发快，从而使得混凝土内外温差过大，而大体积混凝土内外 温差会随着环境温度的变化而发生变化，这样易形成不均匀 的温度变形和温度应力，一旦大体积混凝土的温度应力和收 缩应力超过混凝土的抗拉强度便会使混凝土内部或表面出 现裂缝。此外，在拆模前后，由于混凝土表面温度降低较快, 易出现温度陡降情况，也易引起裂缝。当大体积混凝土内部 温度达到最高时，热量会逐渐散发，从而达到环境温度，环 境温

4、度与最高温度之间的差值即为内部温差，这种内部温差 也会产生温度裂缝。1.3干缩裂缝大体积混凝土干缩与混凝土的水灰比、集料性质和用 量、外加剂用量、水泥成分和用量密切相关，因混凝土内外 水分蒸发而导致变形的结果。大体积混凝土干缩裂缝通常为 表面性的平行线状或网状浅细裂缝，多出现在混凝土浇筑结 束后的一周左右或在混凝土养护后的一段时间。混凝土硬化 后，由于受到外部环境的影响，混凝土内部水分会不断地向 外散失，表面水分蒸发损失过快，变形也就较大，内部湿度 变化较小时，变形也就较小。较大的表面干缩变形在受到混 凝土内部约束力的作用下会产生较大的拉应力，从而导致裂 缝的产生。1.4沉陷裂缝沉陷裂缝通常以

5、进深较大或贯穿性裂缝为主，主要由桥 梁基础结构所处的地基土质不均，回填不实，或基坑长时间 浸泡等原因引起的不均匀沉降而造成的。尤其在北方地区冬 季施工，由于模板长期支撑在冻土上，一旦冻土消融后极易 产生不均匀沉降，从而使得大体积混凝土基础结构产生沉陷 裂缝。沉陷裂缝危害性较大，且沉陷情况多与其走向密切相 关，通常与地面呈30°45°角或与地面垂直。2桥梁大体积混凝土裂缝施工控制措施2. 1合理设计大体积混凝土配合比：2. 1. 1原材料的选用(1) 水泥。由于水泥的含量对混凝土温升及水化热的 多少有着直接的联系，因而大体积混凝土应以水化速度慢、 后期强度高、凝结时间长的水泥

6、品种为好，如低热矿渣硅酸 盐水泥等，同时尽量降低水泥用量，其强度设计也以达到标 准要求为宜。(2) 粗、细骨料。当前在桥梁大体积混凝土施工过程 中比较注重骨料强度和含泥量等指标，对骨料粒形和级配却 有所忽视，骨料粒形和级配不当，会使混凝土的胶凝材料和 用水量得以加大，致使混凝土的渗透性在混凝土中的扩散系 数。因此，细骨料应以ii区中砂为好，由于使用中砂可适当 地减少水及水泥用量，因而在使用时还需注意砂、石级配， 并对砂、石中的泥含量进行严格控制，石子含泥量不超过1%, 砂含量不超过2%,这样还能够促使混凝土抗压强度得以提 高。(3) 掺合料。由于粉煤灰具有抗裂性好、需水量小等 特点，将其掺入到

7、大体积混凝土中既能够使混凝土后期强度 得以提高，推移混凝土温升峰值出现的时间，又能够使混凝 土的和易性得以增加，降低水化热。2. 1.2外加剂的使用在大体积混凝土中掺加适当的膨胀剂，其内部产生的膨 胀应力可以将混凝土的部分收缩应力抵消掉，从而提高混凝 土的抗裂强度。缓凝高效减水剂不仅能大大提高混凝土的抗 拉强度，而且还能减少混凝土单位用水量和胶凝材料用量、 改善新拌混凝土的工作度。2. 2施工现场控制2. 2. 1正确制定大体积混凝土浇筑方案在浇筑大体积混凝土前，应对分层浇筑次序、流向、浇 筑厚度、长度、宽度以及浇筑的搭接时间做出合理的安排。 同时应对大体积混凝土的浇筑速度进行严格控制，切忌一

8、次 浇筑的混凝土过高、过厚，否则难以使混凝土温度的均匀上 升。浇筑完成后，需对大体积混凝土表面较厚的水泥浆进行 有效地处理，以免大体积混凝土表面出现龟裂。2. 2. 2施工温度控制大体积混凝土施工宜选在春秋季进行，若在夏季进行施 工，需通过冷水搅拌混凝土、降低原材料温度、对骨料进行 覆盖或设置遮阳装置等方式方可进行。进行混凝土浇筑时， 尽量不要直接在太阳下曝晒，而应加强通风，促使模内热量 尽快散发，以降低混凝土拌合物的入模温度。2.2.3通水冷却在大体积混凝土浇筑分层中通过薄壁钢管设置冷却水 管，在使用冷却水管前应做好试水试验，这样能够避免管道 漏水、阻塞。同时，根据混凝土内部温度监测情况，对

9、冷却 水管进水流量及温度进行严格控制。2. 2. 4采用透水模板布采用透水模板布能混凝土透水模板布的保水作用不仅 能很好地养护混凝土，增加混凝土密实度、减小内部微裂， 而且还能有效地改善混凝土耐久性，提高表面抗拉强度，增 强混凝土耐磨性、抗冻性。2. 2. 5振捣振捣时应按照“同时浇捣、分层推进、一次到位、循序 渐进”的工艺要求进行操作。应注意薄层浇捣均匀上升，对 混凝土流淌的最近和最远点等边缘部位进行重点把握，以免 在振捣时出现漏振，同时应控制好振捣的时间及插入深度。 高频振捣棒尽可能垂直插入，插入点宜交错，均匀。对上一 层混凝土时进行振捣时，需深入下一层约5cm,这样能够将 层间的接缝加以

10、消除。2. 3大体积混凝土裂缝的处理大体积混凝土裂缝的出现不仅会使公路桥梁结构的刚 度和整体性受到影响，而且还会使钢筋发生锈蚀，降低混凝 土抗疲劳性、抗渗性及耐久性。因此一旦混凝土出现裂缝， 应及时进行处理，处理措施有以下几种：(1) 表面裂缝的处理。可将涂刷油漆、沥青等防腐材 料涂抹在混凝土表面，或在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布，将 水泥浆、环氧胶泥涂抹在裂缝的表面，粘贴玻璃纤维布，以 防止混凝土发生开裂。(2) 当裂缝使桥梁混凝土结构的性能受到影响时，应 通过加固法对大体积混凝土结构进行处理，如将混凝土结构 的截面面积加大，在构件的角部外包型钢、粘贴钢板加固等。(3) 灌浆法。灌浆法可对影响桥梁结构整体性或有防 渗要求