橋梁混凝土裂縫的施工控制技術(shù)探析

黃英利

四川川交路橋有限責(zé)任公司，四川廣漢 618300

近年來，我國橋梁技術(shù)發(fā)展迅速，大體積混凝土在橋梁結(jié)構(gòu)中得到了廣泛應(yīng)用?；炷潦且环N廣泛使用的重要工程材料，它具有廣泛的材料、強(qiáng)大的壓縮能力、低廉的價(jià)格和非常好的耐火性?；炷量梢越档途S護(hù)成本。隨著中國基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展，具體將進(jìn)一步擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。然而，在橋梁的施工時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)混凝土裂縫，這非常影響橋梁建設(shè)的整體質(zhì)量，本文主要針對(duì)橋梁混凝土裂縫的施工控制技術(shù)進(jìn)行深度分析，并提出合理的解決措施

1 混凝土產(chǎn)生裂縫的原因

1.1 受力過大產(chǎn)生的裂縫

在施工階段經(jīng)常出現(xiàn)由于受力過大導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫?；炷猎谑┕み^程中容易受到壓力而產(chǎn)生裂縫，因?yàn)樵谑┕r(shí)混凝土還沒有完全的結(jié)合在一起，假如施工時(shí)隨意地放在剛使用的混凝土上面，使其受力過大，或者在施工時(shí)沒有按照合理結(jié)構(gòu)取施工，亦或者胡亂改變施工的順序，這些都可能使混凝土出現(xiàn)裂痕。

1.2 混凝土裂縫受溫度影響

水泥的水化過程屬于放熱化學(xué)反應(yīng)過程，其中發(fā)生水化熱現(xiàn)象?；炷恋膶?dǎo)熱性能不是很好，尤其是大量堆積的混凝土在水化過程中產(chǎn)生了大量熱量，由于混凝土的導(dǎo)熱性能不足，使得外部熱量散發(fā)的比較快，但混凝土里面的熱量散發(fā)不出，再經(jīng)過晝夜交替，混凝土的內(nèi)外溫差會(huì)變得更大，由于混凝土熱脹冷縮的性質(zhì)，會(huì)使內(nèi)外混凝土產(chǎn)生力的作用，這樣就形成了混凝土裂縫。雖然這種裂縫在外觀開始時(shí)很好，但它會(huì)隨著時(shí)間的推移而持續(xù)擴(kuò)展，直至達(dá)到滲透。

1.3 混凝土收縮可能形成裂縫

由于混凝土的收縮，橋梁裂變是橋梁施工中的普遍現(xiàn)象。在混凝土的冷凝過程中，水泥與水等物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生一定的化學(xué)反應(yīng)，并產(chǎn)生一系列新的化學(xué)物質(zhì)。這些新的化學(xué)物質(zhì)可能會(huì)與混凝土中的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，在反應(yīng)時(shí)會(huì)有質(zhì)量和體積的變化，這就導(dǎo)致橋梁中出現(xiàn)裂縫。

1.4 施工技術(shù)不足導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫

在澆筑、堆放、運(yùn)輸和安裝過程中，如果混凝土構(gòu)造不當(dāng)，尤其是在薄壁箱梁結(jié)構(gòu)中，可能會(huì)形成裂縫。不同的裂縫，零件和裂縫會(huì)因不同的原因出現(xiàn)。典型的是：第一，如果混凝土長時(shí)間運(yùn)輸和攪拌，將導(dǎo)致水的過度蒸發(fā)和低度坍塌。這將在其表面上產(chǎn)生一系列不規(guī)則裂縫。第二，混凝土在初始維護(hù)過程中非常干燥，并且在與混凝土接觸的大氣中容易產(chǎn)生一系列不規(guī)則的裂縫。第三，在泵送混凝土?xí)r，為了保證混凝土是液體，必須增加水泥和水的用量，增加水灰比例，這可能導(dǎo)致混凝土在凝結(jié)過程中收縮增加，硬化過程中產(chǎn)生一系列不規(guī)則的裂縫。第四，當(dāng)澆注層狀混凝土?xí)r，特別容易產(chǎn)生新舊混凝土層之間的裂縫。例如，在分層澆注過程中，如果第一次澆筑的混凝土沒有完全清潔表面，則在施工縫處很容易形成裂縫；但是，如果澆筑的混凝土沒有及時(shí)維護(hù)，則由于過度收縮會(huì)在分層處形成裂縫。第五，由于維護(hù)不足和未能覆蓋混凝土，未能保持混凝土濕潤會(huì)導(dǎo)致裂縫。

1.5 混凝土受施工材料的影響

橋梁建筑材料主要包括水泥、水混合物、沙石和添加劑，其質(zhì)量直接關(guān)系到裂縫的形成。水泥的質(zhì)量可能不過關(guān)，水泥中CaO含量不足，然后CaO隨著時(shí)間的流逝會(huì)慢慢變少，從而引起水化反應(yīng)，放熱后使凝固的混凝土逐漸融化，致使混凝土產(chǎn)生裂縫。沙石的粒徑大小也會(huì)使混凝土產(chǎn)生裂縫，砂粒粒徑太小，孔隙率過大會(huì)導(dǎo)致水泥和水混合耗水，會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度，從而影響到混凝土的結(jié)構(gòu)，使混凝土的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)縫隙，最后這些縫隙就會(huì)逐漸地變?yōu)榱芽p，這些都是施工材料質(zhì)量不過關(guān)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的案例。

2 控制混凝土裂縫的方法

2.1 在原材料方面控制裂縫

原材料可以說是混凝土的本質(zhì)，如果原材料在質(zhì)量上不符合標(biāo)準(zhǔn)也就是混凝土的本質(zhì)發(fā)生了變化，會(huì)直接導(dǎo)致混凝土的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而形成混凝土裂縫。即使再完美的施工過程也不能防止混凝土裂縫的出現(xiàn)。嚴(yán)格采樣鋼筋、水泥、礫石、水等混凝土的基礎(chǔ)材料，合理地分配原材料的比重。如果天氣發(fā)生變化，比如下雨、下雪，原材料配成混凝土的比例就會(huì)發(fā)生變化，要根據(jù)當(dāng)時(shí)的天氣狀況來合理地配好原材料，防止混凝土因?yàn)樵牧系膯栴}而產(chǎn)生裂縫。

2.2 控制施工時(shí)混凝土的溫度

在用混合器攪拌混凝土之后，還需要運(yùn)輸、泵送和澆注其他步驟。在澆筑混凝土的過程中，澆筑混凝土所需的溫度不能超過25℃。在混凝土打開之前，有必要測(cè)量混凝土材料、沙子、水泥等溫度，并將其記錄在登記冊(cè)中，然后計(jì)算出機(jī)器外的混凝土溫度，估算混凝土澆筑溫度。當(dāng)滿足這些要求時(shí)，混凝土澆鑄可以在晚上進(jìn)行，最好在20：00之后進(jìn)行，并在第二天早上8：00前完成。應(yīng)該注意的是，如果在這段時(shí)間內(nèi)不能澆注混凝土，需采取一定的方法和手段，避免混凝土直射陽光，采取相應(yīng)措施后進(jìn)行后續(xù)工作。不僅如此，在澆注混凝土的過程中，必須嚴(yán)格控制混凝土原料的溫度。例如，對(duì)于水泥控制其溫度低于45℃，水泥制造商必須提醒水泥在出廠前冷卻，或?qū)⑵渲糜谝粋€(gè)階段，以使其符合相應(yīng)的要求和標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于沙子和石頭等原材料，必須采取相應(yīng)的防曬措施，以避免陽光直射，從而影響使用。

2.3 現(xiàn)澆箱梁

現(xiàn)澆箱梁是混凝土施工技術(shù)中的重要環(huán)節(jié)，對(duì)混凝土質(zhì)量有重要影響。為此，相關(guān)工作人員需要做好自己的工作。在進(jìn)行現(xiàn)澆箱梁之前，必須確保地基平整并符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。然后準(zhǔn)備現(xiàn)澆箱梁的相關(guān)工作：首先，需要設(shè)置一個(gè)支架并預(yù)壓，以確保支架的安全；其次，在碼頭周邊區(qū)域，根據(jù)其頻率對(duì)放置點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，相應(yīng)調(diào)整其拱度和支撐，并實(shí)施安裝和澆筑樁的工作。最后，倒入箱梁的混凝土。通常需要將其分成2次澆注，最開始時(shí)，先澆筑箱梁的腹板和底板。在澆筑的過程中，一定要控制好安排，以確保在下部混凝土凝結(jié)之前覆蓋上層混凝土。當(dāng)混凝土第二次澆注時(shí)，必須在進(jìn)行之前清除漂浮的漿料。

2.4 澆筑混凝土采取分層方式

在層狀混凝土澆筑中，可以降低混凝土的溫度，并且可以控制混凝土的溫度以延長混凝土溫度的增加速度。如果混凝土的結(jié)構(gòu)超過其厚度的3倍，則必須使用斜坡分層方法進(jìn)行澆筑，確保混凝土澆筑的連續(xù)性和結(jié)構(gòu)的完整性。這種澆注方法需要從澆注層的斜面底部開始，然后逐漸向上澆筑。然而，這種澆注方法要求振動(dòng)桿總是與斜面成90°，并且澆注層要涂刷幾次。這將有助于在下一層混凝土不凝結(jié)之前完成上層混凝土的澆筑，從而減少冷縫或施工縫的可能性。在斜坡上采用薄層澆筑法，一點(diǎn)一點(diǎn)地向上推，最后到達(dá)頂部，形成傾斜混凝土。然后使其更好地進(jìn)行泵送操作。為了提高泵送效率，應(yīng)避免管道中混凝土連接長度和排出現(xiàn)象；需處理混凝土水，從而確?；炷聊Y(jié)時(shí)間長于混凝土澆注間隔時(shí)間。

2.5 選擇好混凝土的材料

為了提高橋梁的承載能力，需提高混凝土的質(zhì)量。因此，應(yīng)加強(qiáng)原料的選擇，做好保鮮工作。可以從以下幾個(gè)方面入手：首先，在選擇水泥時(shí)，要做好相關(guān)市場(chǎng)調(diào)查，選擇信譽(yù)良好的廠家，并出具相關(guān)合格證書，確保水泥質(zhì)量。另外，在采購水泥時(shí)，采購人員還需要根據(jù)橋梁設(shè)計(jì)的相關(guān)要求進(jìn)行選擇。其次，使用過量替代方法。為了減少水化熱，可以減少水泥的含量，可以使用粉煤灰作為替代方案，從而為控制混凝土溫度創(chuàng)造條件。第三，在選擇砂礫時(shí)，盡量選擇砂礫等級(jí)，然后根據(jù)所選原料的特性和施工環(huán)境選擇合適的添加劑。第四，做好物資保管工作。相關(guān)人員需要根據(jù)原材料的特性保留原料，以免因原料質(zhì)量的變化而出現(xiàn)混凝土質(zhì)量現(xiàn)象。

2.6 提升施工技術(shù)控制混凝土裂縫

嚴(yán)格按照施工圖紙的要求，不能夠輕易改變施工的步驟。并且，禁止堆放設(shè)備和材料，不限制已建成的橫梁。合理安排生產(chǎn)時(shí)間，有效減少混凝土運(yùn)輸和混合時(shí)間，充分提高混凝土質(zhì)量。在建筑和澆筑承重支架的過程中，首先要對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行處理，科學(xué)設(shè)計(jì)支護(hù)，保證嚴(yán)格的施工過程，并充分進(jìn)行區(qū)域預(yù)壓支護(hù)。在分層混凝土澆筑過程中，應(yīng)定期清理混凝土表面，使混凝土接觸面增加附著力。同時(shí)，應(yīng)及時(shí)維護(hù)成品混凝土。在相對(duì)較低的溫度或溫度比較高的情況下，并且在大風(fēng)天氣中，應(yīng)該保持混凝土的表面，例如灑水、用布覆蓋等，以便保持混凝土的濕表面。即使?jié)穸群蜏囟日?，也?yīng)及時(shí)灑水并進(jìn)行維護(hù)工作。對(duì)于較大橋梁的上表面，必須及時(shí)堅(jiān)持橋梁的一部分施工，然后進(jìn)行維護(hù)和覆蓋，有效提高混凝土質(zhì)量，避免裂縫。

3 結(jié)語

橋梁施工中的混凝土裂縫是一個(gè)非常復(fù)雜和棘手的問題，與工程結(jié)構(gòu)的各個(gè)方面密切相關(guān)。在建造橋梁工程時(shí)需要混凝土?xí)r，應(yīng)優(yōu)先使用低水化熱水泥，以及良好分級(jí)和致密結(jié)構(gòu)的骨料，并酌情添加外加劑和礦物摻合料。這樣可以降低混凝土的內(nèi)外溫差，提高混凝土的性能。混凝土應(yīng)分層，改善混凝土的攪拌和振動(dòng)過程，提高混凝土的質(zhì)量，減少混凝土的收縮。澆筑混凝土后，必須及時(shí)維護(hù)混凝土之間的溫差嚴(yán)格控制在一定范圍內(nèi)。在澆筑混凝土過程中隨時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土澆筑溫度，可以有效避免大型混凝土裂縫的出現(xiàn)，提高橋梁施工中混凝土的質(zhì)量。