現(xiàn)澆混凝土橋面裂縫成因及監(jiān)理控制研究

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現(xiàn)澆混凝土橋面裂縫成因及監(jiān)理控制研究

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摘要：通常，現(xiàn)澆混凝土橋面干縮裂縫一個(gè)重要因素是由于蒸發(fā)引起水分的變化，這種蒸發(fā)干燥過程總是由表及里逐漸深入，由于水分和濕度的變化不均勻，所以引起的干縮變形也不均勻。因此，在現(xiàn)澆混凝土橋面施工中，了解干縮裂縫產(chǎn)生的原因，采取有效的監(jiān)理控制措施，才能避免裂縫的出現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆混凝土橋面；橋梁；裂縫；監(jiān)理

一、現(xiàn)澆混凝土橋面干縮裂縫產(chǎn)生的原因

現(xiàn)澆混凝土橋面干縮裂縫主要取決于干縮、彈性性質(zhì)和抗拉強(qiáng)度等方面的綜合因素，通常，只要滿足以下三個(gè)條件時(shí)就容易出現(xiàn)干縮裂縫，分別是：現(xiàn)澆混凝土橋面發(fā)生干縮變形、處于約狀態(tài)、干縮應(yīng)力達(dá)到現(xiàn)澆混凝土橋面抗拉強(qiáng)度等級(jí)。在現(xiàn)澆混凝土橋面的初期硬化階段由于水泥放出大量的水化熱，使得結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度不斷上升，而現(xiàn)澆混凝土橋面表面已硬化或開始硬化，造成表面在收縮而內(nèi)部還沒有收縮的狀況，進(jìn)而在現(xiàn)澆混凝土橋面表面形成拉應(yīng)力。在后期降溫、硬化階段中，現(xiàn)澆混凝土橋面收縮受到周邊結(jié)構(gòu)約束影響，又會(huì)在現(xiàn)澆混凝土橋面內(nèi)部形成拉應(yīng)力。現(xiàn)澆混凝土橋面是一種脆性的各向異性材料，抗拉強(qiáng)度只有抗壓強(qiáng)度的1/10左右，當(dāng)這些拉應(yīng)力超出現(xiàn)澆混凝土橋面的抗拉能力時(shí)，就形成了裂縫。

二、影響干縮的主要因素

影響現(xiàn)澆混凝土橋面干縮變形的因素很多，主要有：水泥品種、水泥用量、骨料性質(zhì)、外部環(huán)境、施工質(zhì)量、構(gòu)件的體表比、鋼筋間距及約束條件等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果及實(shí)踐表明：水泥等級(jí)越高現(xiàn)澆混凝土橋面的收縮量則越大；水泥用量越多，收縮量越大；水灰比越大，收縮量也越大。反之，骨料的彈性模量越大、骨料越堅(jiān)硬，現(xiàn)澆混凝土橋面的收縮量越?。辉诂F(xiàn)澆混凝土橋面硬化過程中環(huán)境濕度越大，現(xiàn)澆混凝土橋面的收縮越?。煌瑫r(shí)在濕度大的情況下，養(yǎng)護(hù)的溫度越高收縮量越小，相反在濕度小或干燥狀態(tài)下，溫度越高現(xiàn)澆混凝土橋面的收縮量越大。施工時(shí)現(xiàn)澆混凝土橋面振搗越密實(shí)，收縮量越小。構(gòu)件的體積與表面積的比值越大，現(xiàn)澆混凝土橋面的收縮量越小。鋼筋間距的大小也是影響裂縫的主要原因，設(shè)計(jì)上進(jìn)行現(xiàn)澆混凝土橋面抗裂計(jì)算時(shí)，其影響抗裂計(jì)算主要數(shù)據(jù)是鋼筋直徑與配筋率比值，在同等配筋率情況下，選擇鋼筋直徑小、鋼筋間距布置小的比選擇鋼筋直徑大、鋼筋間距大的抗裂計(jì)算結(jié)果明顯要好。根據(jù)工作中觀察，約束條件是發(fā)生干縮裂縫的一大主因，當(dāng)約束力較弱、約束面積較小時(shí)，不易出現(xiàn)干縮裂縫，因?yàn)榇朔N條件下其收縮量小，且約束力不能使內(nèi)部拉應(yīng)力超過現(xiàn)澆混凝土橋面抗拉強(qiáng)度。反之，當(dāng)約束力較強(qiáng)、約束面積較大時(shí)，容易出現(xiàn)干縮裂縫，因?yàn)榇朔N條件下其收縮量大，且約束力使內(nèi)部拉應(yīng)力超過現(xiàn)澆混凝土橋面抗拉強(qiáng)度而出現(xiàn)裂縫。

三、預(yù)防干縮裂縫的監(jiān)理控制措施

（1）嚴(yán)格審查施工單位報(bào)審的現(xiàn)澆混凝土橋面配比報(bào)告，合理調(diào)整現(xiàn)澆混凝土橋面的配合比。主要審查報(bào)告中骨料各種粒徑所占比例、水泥用量和用水量；嚴(yán)禁使用單粒徑級(jí)配，各種粒徑的骨料要進(jìn)行科學(xué)合理的摻配，使之接近合理級(jí)配曲線。骨料級(jí)配合理可減少水泥用量，而減少水泥用量便可以減少水泥的水化熱和用水量，避免或減少干縮裂縫出現(xiàn)的可能性，同時(shí)，也可能提高現(xiàn)澆混凝土橋面的強(qiáng)度。

（2）在選擇水泥品種時(shí)，優(yōu)先考慮選用干縮較小的水泥品種，普通水泥的干縮要低于礦渣水泥。

（3）從攪拌開始到現(xiàn)場現(xiàn)澆混凝土橋面泵出口連續(xù)控制現(xiàn)澆混凝土橋面的坍落度，攪拌時(shí)嚴(yán)格控制好用水量，運(yùn)輸路上到現(xiàn)場泵送過程中不得隨意加水。旁站監(jiān)理人員對隨時(shí)觀察現(xiàn)澆混凝土橋面來料的流動(dòng)性，現(xiàn)澆混凝土橋面流動(dòng)性好說明坍落度大，需馬上用坍落度儀進(jìn)行現(xiàn)場檢測。坍落度超過允許值時(shí)必須要求現(xiàn)澆混凝土橋面供應(yīng)商駐現(xiàn)場技術(shù)人員進(jìn)行處理或直接退回。通過控制坍落度來控制用水量，能有效控制現(xiàn)澆混凝土橋面的收縮和溫度應(yīng)力。

（4）要求澆筑現(xiàn)澆混凝土橋面前對模板進(jìn)行充分濕潤，且最好避開高溫天氣澆筑現(xiàn)澆混凝土橋面。如遇高溫天氣作業(yè)，監(jiān)理應(yīng)要求施工單位采用對模板降溫，給碎石降溫，控制現(xiàn)澆混凝土橋面澆筑層厚度等辦法，減少現(xiàn)澆混凝土橋面表面過快失水引起干縮裂縫。

（5）監(jiān)理在隱蔽驗(yàn)收時(shí)嚴(yán)格檢查鋼筋的保護(hù)層厚度。在鋼筋現(xiàn)澆混凝土橋面結(jié)構(gòu)中，鋼筋設(shè)在正確的配筋位置，除能發(fā)揮抗拉特性外，還能對現(xiàn)澆混凝土橋面回縮有約束作用，能避免現(xiàn)澆混凝土橋面出現(xiàn)干縮裂縫。

（6）對于冬季施工時(shí)，就需要采取相應(yīng)的保溫措施，并且注意慢升溫，慢降溫，避高溫，盡量避免因現(xiàn)澆混凝土橋面表面急劇的溫度變化出現(xiàn)表面應(yīng)力而引發(fā)裂縫。

（7）由于現(xiàn)澆混凝土橋面是一種水密性材料，因此一定要做好養(yǎng)護(hù)工作。嚴(yán)防常期暴露在自然環(huán)境中，要杜絕干濕循環(huán)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)覆蓋灑水養(yǎng)護(hù)，使現(xiàn)澆混凝土橋面表面處于濕潤狀態(tài)，這樣既降低現(xiàn)澆混凝土橋面環(huán)境溫度，又防止表面干縮出現(xiàn)裂縫。特別是現(xiàn)澆混凝土橋面早期的前7天，水化熱大，現(xiàn)澆混凝土橋面強(qiáng)度及彈性模量急劇變化，內(nèi)部產(chǎn)生變形應(yīng)力，如與溫度應(yīng)力迭加，產(chǎn)生更大拉應(yīng)力。而現(xiàn)澆混凝土橋面本身抗拉性差，早期則更低。因此養(yǎng)護(hù)不好更容易出現(xiàn)裂縫。

（8）根據(jù)對本工程所產(chǎn)生裂縫的觀察，合理進(jìn)行分縫分塊可減輕約束作用，縮小約束范圍。同時(shí)構(gòu)件的配筋采用小直徑，增加布筋密度的方式，可減少裂縫發(fā)展的趨勢。

（9）對于在地下施工的工程則可采用早回填、早覆蓋的方法，防止因風(fēng)吹而增加現(xiàn)澆混凝土橋面表面水分的流失。

（10）在現(xiàn)澆混凝土橋面凝固前，對于現(xiàn)澆混凝土橋面表面的細(xì)小裂縫，可以相應(yīng)的工具進(jìn)行壓抹處理，并形成微膜保護(hù)。

四、結(jié)語

在某現(xiàn)澆混凝土橋面工程施工中，通過采取上述措施，現(xiàn)澆混凝土橋面極少或沒有再出現(xiàn)裂縫。由于現(xiàn)澆混凝土橋面的本身特性，要想完全避免干縮變形及干縮裂縫比較困難，但在監(jiān)理工作中仍可采取各種預(yù)防和規(guī)避措施，盡量減少現(xiàn)澆混凝土橋面的干縮變形。對于環(huán)境溫度變化大的現(xiàn)澆混凝土橋面構(gòu)件更應(yīng)重視干縮變形，以免溫度變形應(yīng)力和干縮應(yīng)力疊加而增大裂縫出現(xiàn)和發(fā)展的可能性。

參考文獻(xiàn)：

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