淺談混凝土技術在路橋施工過程中的應用

梁 勇

(貴州省公路工程集團有限公司)

1 混凝土在路橋施工過程中易出現(xiàn)的問題

1.1 抗拉力較弱

在普通混凝土中，砂、石主要起骨架并抑制水泥收縮的作用，水泥漿體包裹著骨料并填充粗細骨料的間隙，硬化后與砂石骨料形成一個堅硬的整體。而由于水泥、砂石骨料均為易脆性材料，本身的抗拉力較弱，混凝土在受彎或受拉的狀態(tài)下，很小的拉應力就會導致開裂。

1.2 收縮易變形

普通混凝土由于熱脹冷縮性質的影響，在外界或者結構內(nèi)部溫度變化時，混凝土會收縮變形。當變形受到約束，混凝土結構內(nèi)所產(chǎn)生的應力大于混凝土本身的抗拉強度時，就會出現(xiàn)溫度裂縫?；炷聊Y硬化后，混凝土的濕度逐漸降低，由于表層的水分損失較快，內(nèi)部損失較慢，混凝土就會發(fā)生不均勻的收縮，此時，表層混凝土因收縮受限會承受一定的拉力，當拉力大于其抗拉強度時，就會出現(xiàn)收縮裂縫。

1.3 彈性較差

混凝土材料本身的抗壓強度較高，在摻入高效減水劑與摻合料，強度更高。但混凝土的彈性較差，混凝土路橋面在荷載量大并且不均勻受力的情況下，荷載力無法均勻驅散，最終導致混凝土裂縫的產(chǎn)生。

1.4 耐久性不強

混凝土耐久性較差主要表現(xiàn)在抗凍性以及抗侵蝕較弱兩個方面。當外界氣溫低于零度時，混凝土內(nèi)部的膨脹力變大，強度降低，易產(chǎn)生裂縫;混凝土保護層的厚度不足，加之受環(huán)境惡化的影響，混凝土保護層因二氧化碳侵蝕，鋼筋表明發(fā)生炭化，造成鋼筋周圍的混凝土堿度的降低，從而導致混凝土耐久性的減弱。

2 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

2.1 荷載引起的裂縫

混凝土路橋設計不合理，荷載存在少算或漏算的問題，導致結構實際受力與受力假設情況不符;配筋不合理，鋼筋設置位置不合理或設置偏少，造成路橋結構的剛度不夠，安全系數(shù)不高。在施工過程中，設計缺陷的存在，會導致結構無法承受應力而發(fā)生開裂。同時，為滿足構造和施工的需要，路橋結構經(jīng)常要進行鑿槽、開洞等施工操作，挖孔后，力流所產(chǎn)生的繞射現(xiàn)象會在在受力構件孔洞周圍密集，產(chǎn)生強大的應力集中。此時處理不當，在橋梁構件形狀突變、結構轉角或受力鋼筋的截斷處極易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。

2.2 施工工藝不合理引起的裂縫

鋼筋綁扎不準確，承受負矩的鋼筋的保護層厚度增加，導致構件有效高度降低，與受力鋼筋的垂直方向上易產(chǎn)生裂縫;混凝土振搗不均勻、密實度不夠，導致應力集中，混凝土易出現(xiàn)劈裂現(xiàn)象;混凝土澆筑過程中，澆筑的速度過快對混凝土的流動性產(chǎn)生影響，混凝土受硬化前后沉實度變化的影響，澆筑后易出現(xiàn)塑性收縮裂縫;混凝土攪拌或運輸時間過長，造成混凝土的坍落度過低，在混凝土表面上會出現(xiàn)不規(guī)則的裂縫;此外，分層或分段澆筑時，如處理不好，新舊混凝土接頭和施工縫間易出現(xiàn)裂縫。

2.3 收縮引起的裂縫

混凝土施工過程中，由收縮引起的裂縫最為常見，而塑性與縮水收縮是引起混凝土體積變形的主要原因。

(1)塑性收縮?；炷猎谕瓿蓾仓? －5 小時左右，水泥的水化反應激烈，此時泌水與水分的快速蒸發(fā)，混凝土因失水而發(fā)生收縮，由于此時的混凝土尚未完全硬化，混凝土此時發(fā)生的收縮即為塑性收縮。該類收縮所產(chǎn)生量級很大，骨料下沉時，如果受到鋼筋阻擋，會沿鋼筋方向形成裂縫;而在構件豎向變截面處由于硬化前的沉實不均勻，混凝土表面沿順腹板方向會形成裂縫。

(2)縮水收縮?；炷劣不?，由于表層水分蒸發(fā)，濕度降低，使得體積減小，產(chǎn)生縮水收縮。由于混凝土表層的水分損失較快，內(nèi)部較慢，混凝土的表面與內(nèi)部存在不均勻收縮，表層混凝土由于內(nèi)部混凝土的約束，而承受一定的拉力，當拉力強度大于其抗拉強度時，就會出現(xiàn)收縮裂縫?；炷猎谟不蟀l(fā)生的收縮多為縮水收縮。特別是一些配筋率較大的構件，縮水收縮更為明顯。

2.4 溫度變化引起的裂縫

混凝土具有熱脹冷縮性質，在外界或者結構內(nèi)部溫度發(fā)生變化時，會發(fā)生收縮變形，當變形受到約束，混凝土結構內(nèi)所產(chǎn)生的應力超過其抗拉強度時，就會出現(xiàn)溫度裂縫?；炷翜囟攘芽p區(qū)別于其它類型裂縫的最主要特征是裂縫會隨溫度變化而發(fā)生合攏或擴張。導致溫度裂縫的因素主要包括日照、驟然降溫、水化熱等。

2.5 地基變形引起的裂縫

地基基礎的豎向不均勻沉降或水平位移，造成結構中產(chǎn)生的附加應力超過了結構自身的抗拉能力，引發(fā)結構開裂。地基的地質差異、基礎類型差異以及結構荷載差異過大以及橋梁基礎處于不良地質時，均可能造成地基變形，產(chǎn)生裂縫。

3 混凝土質量及裂縫控制措施

3.1 優(yōu)化混凝土材料

選擇合適的水泥，優(yōu)先使用高標號水泥，對水泥用量、骨料級配進行嚴格控制;同時合理選擇外加劑及配合比并適當增加預埋件。

3.2 注重溫度控制

為防止裂縫的產(chǎn)生，進行混凝土拌和時，嚴格控制混凝土入模溫度，可通過水冷卻砂石骨料冷卻的方法，降低澆筑溫度;在夏天高溫環(huán)境下進行混凝土澆筑時可減少澆筑的厚度，或在混凝土層中埋設水管，進行內(nèi)部降溫。

3.3 加強早期養(yǎng)護

混凝土裂縫多為深度不同的表面裂縫，這主要是由溫度梯度引起的。應加強早期養(yǎng)護，降低混凝土的內(nèi)外溫差，盡量保證施工過程中的最低溫度不低于混凝土使用期的穩(wěn)定溫度;此外，在進行分層澆筑時避免老混凝土面過冷，以降低新老土間的約束。

此外，應加強地質勘查以準確掌握地質資料，保障橋位選址的合理性，以盡量避免因地基變形造成混凝土裂縫。

［1］韋青鋒. 中橋基坑施工中鋼板樁圍堰的應用探索［J］. 科技風，2008，(7).

［2］邱灶松. 淺談道路橋梁施工中應注意的問題［J］. 科技風，2010，(8).