桥梁工程大体积混凝土裂缝成因分析及控制措施 李锋1

发表时间:2020/9/23   来源:《基层建设》2020年第15期   作者:李锋1 刘上铭2 苏锋3 刘月杰4
[导读] 摘要:在社会经济的高速增长与城市化进程不断加快脚步,推动我国交通运输工程建设数量逐渐增加,桥梁工程作为主要的交通纽带其质量至关总要。
        1.身份证号码:13052919851215XXXX 2.身份证号码:13052119860505XXXX 3.身份证号码:13050219791226XXXX 4.身份证号码:13058219920329XXXX
        摘要:在社会经济的高速增长与城市化进程不断加快脚步,推动我国交通运输工程建设数量逐渐增加,桥梁工程作为主要的交通纽带其质量至关总要。桥梁工程大体积混凝土施工过程中,裂缝控制的质量直接影响其成桥运营期的结构安全与耐久性。针对这一问题,本文对桥梁工程中大体积混凝土裂缝的成因进行了阐述,并从施工过程中的混凝土温度控制和后期养护等方面分析裂缝控制的可行方法,以达到提高桥梁工程质量的目的,并为工程运营期结构安全与耐久性提供基本保障。
        关键词:道路桥梁;大体积;混凝土;施工裂缝
        引言
        道路桥梁施工过程中所遇到的环境比较复杂,针对不同地理环境、自然环境方面的影响,采取大体积混凝土施工技术具有重要意义。虽然大体积混凝土在道路桥梁施工中已经有很长一段时间,但是对结构稳定性、耐久性具有一定的影响,科学的发展与技术水平的提高为大体积混凝土施工裂缝问题的处理提供了良好的保障和依据,通过科学的方法和防治策略对其进行系统的控制,能够降低大体积混凝土出现裂缝的可能性,控制裂缝的程度,强化道路桥梁安全水平。
        1道路桥梁大体积混凝土出现施工裂缝的原因
        1.1混凝土原材料质量不过关
        骨料品种、质量与要求不符,个别施工单位为了节约资金,对骨料就近开采,没有通过严格检验就用于施工。水泥标号比较低或存储时间较长,致使水泥变性或受潮而导致性能不高。材料进场之前没有进行必要的检验,从而使得一些劣质材料进入施工现场。
        1.2配合比不达标
        在施工时,混凝土没有按照要求进行配比,随机性较高,或者只凭个人经验而没有依据行业标准规定进行配比操作,配合比不具有科学性,这样必将会影响到混凝土的质量。
        1.3水泥水化热的影响
        大体积混凝土浇筑完毕后,水泥水化热作用所放出的热量会使混凝土内部温度逐渐升高,可达70℃左右。由于混凝土内部和表面散热条件不同,大体积混凝土内部温度不易散出,导致混凝土由内部中心向外形成温度梯度。内外温差变形不同会产生温度应力,使混凝土表面产生拉应力,内部产生压应力。一旦拉应力超过混凝土极限抗拉强度,混凝土表面就会产生裂缝。
        1.4施工因素
        施工因素主要是因为违规操作所导致。例如主要结构部位的模板施工出现问题、拆模时间过早导致混凝土内部受振等因素都会导致裂缝出现。此外,混凝土的养护工作也具有重要作用,如果养护效果不佳,混凝土早期强度增长时的收缩量较大,裂缝产生的可能性也会随之提升。如果振捣方式不正确,混凝土分层离析导致表面开裂的情况也时有产生,结构厚薄交界处也是出现裂缝的主要区域。
        2裂缝控制技术措施
        2.1结构优化设计
        结构优化设计需要合理地对立面和平面进行分析,防止截面突变,起到减小约束应力、合理设计分布钢筋的作用。混凝土结构裂缝一般是因为拉应力而产生,尤其是材料极限拉伸时混凝土材料结构是非均质的,如果进行适当配筋,钢筋可以对混凝土塑性变形起到一定的约束作用,更好地分担混凝土内应力,推迟混凝土裂缝的出现。工程实践也证明,合理的构造配筋对于收缩裂缝的实际意义显著。在很多情况下,可以减少地基对于混凝土基础的阻力,减少地表水与地下水的影响。当地基是相对坚硬的老混凝土基层时,也可以考虑铺设砂石卵石与沥青砂浆层,在结构设计上起到优化作用。


        2.2加强施工原材料的质量控制
        材料是导致裂缝出现的主要原因之一,避免大体积混凝土裂缝出现的首要措施就是做好施工材料的管理,对其要进行严格选择。沙粒碎屑、泥沙以及水泥是大体积混凝土施工中使用的主要原材料,在使用过程中尽量避免含泥成分高的沙石材料,主要是由于它们的强度相对比较低且性能不好,使得混凝土内部应力降低。同时尽可能选取沙粒度大的材料,这主要是由于细小的沙粒增加浇筑使用量,同时导致水化热增加。除此之外,也要合理选择添加剂。
        2.3采用科学的施工方法
        科学的施工方法同样是预防大体积混凝土裂缝的有效手段,比如,在夏季施工期间,一般会采用洒水对骨料进行降温处理,或者在混凝土搅拌时加入碎冰,都可以有效减小混凝土内外温差,减小裂缝出现的几率。如果条件允许的情况下,还应在施工时对混凝土温度进行严格的监控工作,在混凝土内部放置温度传感器和冷却水管,实时把控混凝土内部温度,使之一直处在理想浇注温度区间,避免形成温度裂缝。此外也要制定合理的混凝土浇筑方案,大体积混凝土浇筑应采用分段分层浇筑法和全面分层浇筑法,全面分层浇筑是在浇筑第一次混凝土没有初凝时,再浇筑第二层,避免混凝土温度过热,当施工面积大,而建筑厚度不高时,可采用分段分层浇筑。
        2.4加强混凝土配合比控制
        上面我们已经说过大体积混凝土是一种混合型的材料,其主要有水泥、砂石、水、外加剂等多种材料组成,混凝土质量和性能受到混凝土配比方案的直接影响,如果要进一步缓解混凝土施工裂缝问题的发生,加强混凝土配比设计工作是非常重要的,施工人员应该根据现场试验配比结果,确定合适的配比方案,严格按照技术要求进行混凝土的配制作业,保证混凝土质量能够满足设计、施工需要。除此之外,做好现场人员的技术培训,建立全面的审查制度,确保配合比设计建立在科学、准确的数据基础上,通过试验分析提高混凝土配比。
        2.5做好施工质量的管控
        在大体积混凝土施工作业环节,采取以下质控措施:(1)事前勘察设计。做好前期的调查工作,掌握地质和土质等基本情况,对于软弱底层以及土质不均匀等问题,要采取相应的措施做好应对,保证能够达到桥梁设计的基本要求。除此之外,做好桥梁周围的引排水工作,以免地面水的影响,引发沉降问题,造成沉降裂缝。(2)做好混凝土浇筑以及振捣环节的把控。严格按照分层浇筑作业的要求,做好温度和速度等指标的把控,避免混凝土振捣不均匀以及不密实等问题的发生。开展浇筑作业后,要及时做好水泥浮浆的处理,避免混凝土的表面产生龟裂。
        2.6做好养护工作
        养护工作可以从三方面入手,一是控制好温度,二是控制好湿度,三是使用抗裂装置。施工时,需要提前布置好测量温度传感器,动态监控混凝土内部温度,一旦外界气温变化大,则需要结合实际情况采取合理措施进行处理,其中混凝土内外温差最好不超过20°。另外为避免混凝土水分过度蒸发,可以将一些棉毡和麻袋等材料,浸湿后,放置在混凝土表面,可以起到很好的保湿作用。而且施工单位还可以在混凝土表层中安装抗裂钢片,可以有效提高混凝土的整体强度和抗裂性能。
        结语
        目前,大体积混凝土在大桥梁工程领域的应用越来越普遍,质量标准也日益提升,但限于混凝土自身特性和裂缝控制技术的欠缺,混凝土裂缝病害在许多工程项目中仍难以避免。因此应针对其内在机理,分阶段制定抗裂质量控制措施。重点是从源头出发,优化混凝土材料组分设计。随着新材料、新理念的不断诞生,其研发应用前景广阔。理论基础的不断加深拓宽、跨界工艺的不断融合改良、工装设备的不断升级提效,将为大体积混凝土的施工质量奠定坚实的基础。
        参考文献:
        [1]卜良桃,万阳.型钢外包活性粉末混凝土柱受力性能和裂缝宽度及变形研究.公路工程,2019(3).
        [2]宋健民,白鹏飞,管晓晴.半刚性基层沥青路面反射裂缝建模分析.公路工程,2019(3).
        [3]梁栋芝.论大体积混凝土施工裂缝防治措施.山西建筑,2019(4).
        [4]栾福云,杨胜.浅析大体积混凝土裂缝成因及防治措施.建筑安全,2019(1).
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