桥梁工程大体积混凝土裂缝成因及对策

1、桥梁工程大体积混凝土裂缝成因及对策 桥梁工程中大体积混凝土裂缝是工程技术人员平凡关怀的问题，其产生的缘由很复杂，而温度裂缝又是混凝土裂缝中较常见的现象。如不引起重视，状况严峻时会影响到结构物的使用寿命及平安。本文分析了大体积混凝土裂缝产生的缘由，并从设计与施工的角度阐述了一些技术控制措施。 桥梁工程中大体积混凝土的使用十分平凡，但最大的缺点是简单产生裂缝，从而影响混凝土的力学性能及耐久性，严峻者可导致结构的破坏，大大缩短建造物的使用寿命。因此加强对大体积混凝土裂缝的控制，是保证桥梁结构质量及平安使用的关键，务必予以高度重视。本文结合大体积混凝土的特点，探讨了控制大体积混凝土裂缝的施工技术和措施

2、。 1桥梁工程大体积混凝土的特点 1）桥梁工程大体积混凝土大都消失在底板、墩（台）身处；2）大体积混凝土的厚度一般在13m范围内，多为板壁式结构；3）施工气候条件总体良好，全年气温一般在035之间，0以下与35以上的天数很少；4）现场混凝土运送近年来多采用泵送方式。 2混凝土常见裂缝的类型及成因 桥梁结构的底板、墩墙等，通常都是简单产生混凝土裂缝的部位。混凝土裂缝的形式多种多样，根据其成因大致可分为三种类型：温度裂缝、结构变形约束裂缝、混凝土固化过程中的干缩裂缝。需要说明的是，上述三种裂缝类型并不能截然划分，尤其是变形约束裂缝和温度裂缝有时是互相关联的，实践中还发觉沿干缩裂缝形成的变形约束裂缝

3、。 2.1温度裂缝 混凝土在固化过程中因水泥与水发生化学反应产生大量的水化热，致使混凝土内部温度快速上升。笔者曾在有关工程施工期组织过混凝土测温，混凝土浇筑后23d温度达到最大值，构件中心温度一般可达55。而混凝土表面较易散热，内外温差致使内部产生压应力，外部产生拉应力，导致从混凝土表面开头裂缝。随着水化热削减，混凝土内部温度降低，由压应力渐渐转化为拉应力，只要拉应力稍大于混凝土的允许拉应力，因为应力集中，在已经产生外部裂缝的部位就可能裂缝连续向内部进展。对于墩墙等板式结构，一般形成贯通缝。温度裂缝的主要特点是发生在施工早期，通常在拆模时或拆模后不久便可以发觉，需要特殊说明的是，有时已经发生的

4、温度裂缝可能很小，没有准时被人们发觉，后因混凝土收缩变形受约束致使裂缝扩大。 22结构变形约束裂缝 混凝土的固化是一个较为缓慢的过程，平凡混凝土除固化初期因水化热不断上升是热胀过程以外，在其后的降温过程和较长时光的固化过程都是缩小变形过程。此外，外界温度的变化也会导致混凝土构件的热胀冷缩变形。桥梁建造物的墩墙通常与其底板分次施工，且一般间隔时光相对较长。墩墙混凝土收缩变形时上部自由、下部受变形已基本稳定的底板约束产生拉应力。当拉应力大于混凝土允许拉应力时，便可能消失裂缝。 23干缩裂缝 混凝土的固化过程也是混凝土中水的挥发过程，倘若失水太快，便可能发生干缩裂缝。此外，倘若混凝土水灰比太大，通常

5、也会发生干缩裂缝。干缩裂缝发生于结构的表面，其特点是裂缝无规章，一般缝宽很小，缝深较浅；但因水灰比偏大产生的干缩裂缝，则可能缝宽较大且较深。无模板的面层裂缝从浇筑完成刚刚初凝时便可能发生，有模板的临空面裂缝通常从拆模后开头发生。工程实践中还常常发觉浇筑较长时光的混凝土仍可能发生表面龟裂。笔者认为，后期混凝土表面龟裂的主要缘由。 3防止裂缝的技术措施 3.1设计措施 1）重视地基的处理，大体积混凝土一般都是厚体实重的整浇式结构，地基对基础的影响非常显然。在设计主要应防止地基产生不匀称下沉，以及改善对基础的约束影响。当地基为软土层时，为防止地基产生不匀称下沉，通常采用砂垫层或其他加固主意。砂垫层不

6、仅可以提高地基的承载能力，而且在施工时还可以设置盲沟排水，这对削减地下水或地表水的影响都有显然作用。砂垫层在施工前应通过实验，使其做到具有最佳含水量和最大密实度再举行回填。砂垫层还可以削减对混凝土基础的约束影响，因此在不匀称的软土地基中，如符合条件时，应优先考虑采用比较经济的砂垫层加固方案。 2）合理分裂分块，不仅可以减轻约束作用，缩小约束范围；同时也可利用浇筑块的层面举行散热，降低混凝土内部的温度。合理的分缝分块，应能使结构起到调整温度变化的作用，确保混凝土有自由伸缩的余地，以达到释放温度应力的目的，接缝的处理务必满意防止渗漏水的要求。3）合理分布钢筋，钢筋与混凝土共同工作的基础是两者之间的

7、粘结力。因为钢的弹性模量约为混凝土弹性模量的7-15倍，所以当混凝土内应力达到抗拉强度而开头裂缝时，此时钢筋的应力很小，想通过利用钢筋防止混凝土裂缝的消失，就达不到目的，但合理布置分布钢筋，可以起到减轻混凝土的收缩程度，限制裂缝的开展。4）混凝土设计标号不宜太高，在大体积混凝土的结构物中，力学强度和平安贮备，通常都很高，但过高的强度贮备，会使水泥用量增多，水化热变大。导致混凝土内部温度过高，造成内外温差过大，从面引起结构物的开裂。 3.2模板与钢筋 321模板大体积混凝土施工时，模板承受羊混凝土的侧压力及振捣混凝土的振动力，因此保证模板及其支撑体系的牢靠性，防止模板产生过大的变形是彻低须要的。

8、近年来因为采用泵送混凝土，浇筑时光短而且快，加大了对模板的侧压力，如模板与支撑系统刚度不够时，越发大了混凝土产生裂缝的可能性，因此大体积混凝土的模板要按照受力状况，从模板、横楞、立柱、拉杆以及支撑系统的全部构件，都要举行分析计算，并取足够的平安系数。 322钢筋在混凝土中钢筋锈蚀膨胀，体积将变大，这也是大体积混凝土裂缝缘由之一，引起钢筋锈蚀缘由主要有：使用已锈蚀严峻的钢筋，在使用钢筋前一定要做好钢筋除锈工作，锈蚀严峻的钢筋不得在工程中使用。因为混凝土的密实性能不好，抗渗性差，因此混凝土内部的钢筋，也简单受到环境或地下水的侵蚀而生锈膨胀，从而导致混凝土的开裂。混凝土中有一些化学物质如氯钙和氯化钠

9、也是钢筋生锈缘由之一，所以在混凝土工程中控制氯盐的掺量，保证其含量低于规范要求。 3.3混凝土原材料 331水泥水泥对大体积混凝土裂缝的影响前面已讲过，这里不在重述，水泥的品种和用量，对大体积混凝土发生裂缝的影响。关于水泥的体积安定性问题。倘若在水泥已经硬化后，产生不匀称的体积变化，会使结构物产生膨胀裂缝，影响工程质量，甚至引起严峻的事故。所以体积安定性不良的水泥应作废品处理，肯定不能用于大体积混凝土工程中。 332骨料1）有害杂质，拌制混凝土的骨料要求清洁而不含杂质，以保证混凝土的质量。2）骨料品种和粒径要求，砂子按其平均粒径和细度模量分为粗砂、中砂、细砂。在大体积混凝土通常使用粗砂，也可以

10、使用中砂。石子按其样子分为碎石和卵石。当协作比相同时，碎石混凝土强度较高，抗裂性也较好。当混凝土的抗压强度相等坍落度也相等时，卵石混凝土的水泥用量较少。对于抗裂性有特别要求的工程，当无碎石时，也可将卵石人工轧碎。当所用石子的最大粒径较大时，混凝土的密实性较好，并可以节省水泥；但为了便于捣实，石子的最大粒径不得超过结构截面最小尺寸的1/4，也不得大于钢筋最小间距确实3/4。当混凝土用泵输送时，石子的最大粒径还应符合要求，以免发生阻塞。 3.4混凝土协作比 混凝土协作比是指混凝土中各种组成材料的数量比例。设计混凝土的任务，是要按照原材料的施工条件，决定出能满意工程所要求的混凝土协作比，合理设计混凝

11、土的协作比，尽量削减混凝土坍落度，削减水泥用量。1）水泥品种与用量，大体积混凝土的水泥，应选用低热或中热水泥，并优先使用32.5级或42.5级矿渣水泥、火山灰水泥和粉煤灰水泥。在施工条件许可的范围内，应尽可能降低用水量。尽可能少用水泥就能削减水泥总的发热量，从而可降低混凝土内部的最高温度，这是设计大体积混凝土协作比中应考虑的首要问题。2）掺加粉煤灰，以削减水泥用量，粉煤灰掺量是一般为水泥用量的15%左右，掺量过大，影响混凝土的耐久性。3）石子级配的优劣，对节省水泥和保证混凝土具有良好的和易性有很大关系。在实际工程中，倘若单一材料满意不了上述级配要求时，可以采用不同粒径举行掺配实验，通过多次筛选

12、，最后决定合理的掺配比例。 4）和易性要求，和易性是指混凝土拌合物能保持混凝土成分的匀称，不致发生离析现象，且易于施工操作的性能。大体积混凝土的特点是量大面广，要求混凝土继续作业，并有温度控制的严格规定，为此混凝土多数采用集中搅拌站供料。因为受运送、浇筑、振动温和候等条件的影响较大，所以对混凝土的和易性提出了一些新的要求。不同停置时光及气候条件，对混凝土拌合物内水分的损失与坍落度影响；不同停置时光及气候条件，对混凝土拌合物的热量（或冷量）损失的影响。5）外加剂的应用，在混凝土或砂浆中掺入少量的外加剂，可以改善其性能，节省水泥用量，降低工程造价，缩短施工工期，是一种使用便利、效果显著的新材料。为

13、了保证工程质量，掺用外加剂时一般应留意以下几个问题：务必事先适配，掺量精确，搅拌匀称，留意掺加挨次。 3.5混凝土浇筑方法 大体积混凝土浇筑方案应按照整体继续浇筑的要求，要避开混凝土搅拌后很长时光使用，并结合结构物的大小、钢筋疏密、混凝土提供条件（垂直与水平运送能力）等详细状况，抉择如下3种方式。3.5.1全面分层在囫囵结构物内，实行全面分层浇筑混凝土，做到第一层全面浇筑完成后，开头浇筑其次层时，已施工的第一层混凝土还未初凝，如此逐层举行，直至浇筑完成。这种方案适用于结构物的平面尺寸不太大的工程，施工时宜从短边开头，沿长边推动；亦可分为两段，从中间向两端或从两端向中间同时举行。352分段分层适

14、用于厚度不太大而面积或长度较大的工程。施工时混凝土先从底层开头浇筑，举行至一定距离后后浇筑其次层，如此依次向前浇筑其它各层。 353斜面分层适用于结构的长度超过厚度的三倍。振捣工作应从浇筑层的下端开头，渐渐上移，此时向前的浇筑摊铺坡度应小于1：3，以保证分层混凝土之间的施工质量。354混凝土浇筑时应留意以下几个问题1）分层厚度每层混凝土的厚度应不超过振动棒长的1.25倍，在振捣上一层时，应插入下一层混凝土内约5cm，以消退两层之间的接缝；同时在振捣上层混凝土时，要在下层混凝土初凝之前举行。混凝土分层厚度除按照振动器的棒长和振动力的大小之外，尚需考虑混凝土提供量的大小、浇筑速度及配筋状况，在大体

15、积混凝土工程中，一般可定为400600mm，数量较少的混凝土工程中可取250350mm。2）防止混凝土发生离析混凝土自高处自由倾落高度超过2m，应沿串筒、溜槽、溜管等下落，以保证混凝土不致发生离析现象。漏斗和串筒的布置应按照浇筑面积、浇筑速度和摊平混凝土的能力而定，但其间距不得大于3m，布置方式为交叉式或行列式。 3.6控制混凝土内外温差 一般按规范来说大体积混凝土内外温差超过25，混凝土就极易产生温度裂缝，就施工而言，因为受不同环境、时节影响混凝土内外温差较难控制，加强混凝土养生，增强混凝土养护时光能有效的防止混凝土裂缝，而且在冬夏季大体积混凝土施工养生尤为关键：361冬季大体积混凝土施工内

16、外温差控制冬季大体积混凝土施工因为气温较低，而混凝土内部温度最高时一般能达到70，所以应当做好混凝土保温工作，同时增强温度检测频率，一旦发觉温差超过规范要求，要立即实行保温（表面蒸气养生，增强掩盖层）等措施，以保证混凝土内外温差。 362夏季大体积混凝土施工内外温差控制夏季气温高，大体积混凝土施工时首先保证混凝土入模温度不大于30，混凝土浇筑分层厚度在要30cm左右，要尽量采用有利于混凝土热量散发的措施（在不影响混凝土施工质量的状况下）。夏季大体积混凝土保证内部温差主要实行以下措施：保温法：有条件的状况采用蓄水养生法，混凝土浇筑完成后在其表面积水2030cm左右，一旦混凝土内部温度上升其表面积水温度也随之上升，这样其内外温差就得到有效的控制。也就控制温度应力，削减混凝土裂缝的概率；内部降温法：通过大体积混凝土内部预埋水管，举行降温，有利于大体积混凝土内部温度挥发，从而使内外温差达到规范要求。 3.7温度控制要求 温度控制是大体积混凝土施工中的一个重要环节，是防止大体积混凝土裂缝的核心。371编好施工方案，提出切实可行的详细措施在制定方案时，应广泛听取有阅历的工人和技术人员的看法。并罗列出保证质