現(xiàn)澆混凝土橋面施工裂縫的預防施工

摘要：混凝土作為非勻質材料，在實際應用中具有脆性大、彈性模量高、抗拉強度低的特點，因此會很容易受到外界因素的影響而發(fā)生現(xiàn)澆混凝土裂縫問題。而由于混凝土材料抗壓強度較高，可以澆筑成任意形狀，耐火性高，不易老化，又被廣泛使用在橋面工程中。為保證現(xiàn)澆混凝土橋面工程的綜合質量，就要針對現(xiàn)澆混凝土橋面施工裂縫問題制定針對性預防措施，通過預防施工，降低裂縫出現(xiàn)概率，保證工程質量。對此，本論述在研究中以現(xiàn)澆混凝土橋面施工為核心，列舉工程案例，分析現(xiàn)澆混凝土橋面施工裂縫產生的原因，提出現(xiàn)澆混凝土橋面施工裂縫的預防措施，防止現(xiàn)澆混凝土橋面裂縫的發(fā)生，提高施工質量，并為相關研究人員提供一定的借鑒和幫助。

關鍵詞：現(xiàn)澆混凝土;橋面施工;裂縫;預防施工

中圖分類號：U445.57

文獻標志碼：A

裂縫是現(xiàn)澆混凝土橋面施工中的常見質量缺陷，不僅會降低橋面美觀度，而且雨水很容易從裂縫處進入到現(xiàn)澆混凝土橋面內部，加大裂縫深度和寬度，甚至會出現(xiàn)橋面坑槽，對橋面行車安全造成極大的安全隱患。因此，探究現(xiàn)澆混凝土橋面施工裂縫的預防施工具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1工程概況

本工程為K29+062巴藏白龍江大橋橋面施工，G345線峰迭至代古寺公路工程FDZCB-1標段位于甘肅省甘南自治州舟曲縣和迭部縣境內，起點位于法官學院西側與G345線峰迭至代古寺公路試驗段終點對接，起點樁號為K20+000，終點于代古寺，與宕呂至迭部二級公路S210線相接，終點樁號K46+623.983，短鏈12.983m，路線全長26.611km。全線共設置橋梁7013.75m/32座，其中特大橋1087.5m/1座，大橋534lm/17座，中橋369.25m/5座，小橋216m/9座。K29+062巴藏白龍江大橋，起止樁號為K28+758.25-K29+365.75，全橋長607.5m，拱四聯(lián)（5*30+5*30+5*30+5*30），橋面凈寬11m，荷載等級為公路-l級;橋梁下部結構橋臺采用肋板臺，橋墩采用柱式墩，墩臺采用樁基礎，上部結構采用預應力混凝土連續(xù)小箱梁;橋臺及5、10、15號墩采用LNR（H）-d320*118滑動型水平力分散型橡膠支座，其余橋墩采用HDR（I）-d420*187-G1.O高阻尼隔震橡膠支座;0、20號橋臺采用D80伸縮縫，5、10、15號橋墩采用D160伸縮縫。橋梁橋面結構層為8cm厚C50混凝土+防水層+10cm厚瀝青混凝土。

2現(xiàn)澆混凝土橋面施工裂縫形成原因分析

早期現(xiàn)澆混凝土塑性變形裂縫和混凝土水灰比、砂率、水泥用量、拌制濕度與溫度、風速等因素有關，在混凝土澆筑后，由于暴露在外界環(huán)境中，在溫度、濕度、化學反應等共同影響下，使得混凝土發(fā)生溫度收縮、干燥收縮以及化學收縮，在收縮過程中受到彈性拉應力的影響，彈性拉應力高于混凝土抗拉強度，或是收縮應變力高于混凝土極限拉應力的情況下，就會出現(xiàn)混凝土表面裂縫問題。特別是在混凝土澆筑后的24h內，混凝土終凝后形成微裂縫，受到混凝土內應力的影響而繼續(xù)發(fā)展，最終呈現(xiàn)出多個大小不一的裂縫，裂縫寬度為2-8mm，長度為20-100cm，具體原因如下。

2.1混凝土表面干燥收縮

在夏季干熱環(huán)境或是大風環(huán)境下，很容易造成混凝土表面干燥收縮，進而形成現(xiàn)澆混凝土橋面施工裂縫問題。一方面，在混凝土配比制作中，水灰比不合理、砂率大、水泥用量多都會增加混凝土收縮量;另一方面，環(huán)境因素對混凝土質量影響較大，環(huán)境濕度低，水泥漿體收縮量就大，特別是橋面板上方的混凝土可能由于溫度升高或是風速較大，使得混凝土過于干燥，表面水分快速流失，由于外表面干燥擴散而造成變形裂縫問題。

2.2溫度差形成的收縮應力

在現(xiàn)澆混凝土橋面施工中，混凝土板會由于氣溫下降或降雨因素，形成混凝土表面溫度和內部溫度差距較大，形成溫度收縮應力，一旦溫度收縮應力超過混凝土表面抗拉應力，就會形成混凝土表面不規(guī)則收縮裂縫。相反，在施工溫度環(huán)境和混凝土表面溫度差距小的情況下，溫度收縮應力始終在混凝土表面抗拉應力范圍內，就會降低早期裂縫的形成。

2.3水泥水化反應

在混凝土制作拌合中，水泥水化反應會釋放出大量熱量，隨著水化反應的深化，大量熱量聚集在混凝土拌合料中，迫使混凝土形成內部溫度梯度，提高了混凝土的壓應力與拉應力。

一旦混凝土拉應力高于混凝土自身的抗拉強度，就會形成混凝土表面裂縫。對此，在混凝土生產制作中，盡量選擇活性強的水泥，因為水熱化高的水泥在混凝土凝結過程中會形成收縮變形，使混凝土內部應力分布失衡，進而造成裂縫問題。

3現(xiàn)澆混凝土橋面施工裂縫預防施工技術

3.1C50混凝土配合比設計

在混凝土制作中，要控制混凝土收縮量，防止混凝土裂縫，在實驗室確定混凝土配合比，本工程選擇原材料如表1所列。

（1）混凝土配制強度

在混凝土配合比設計中，要明確混凝土配制強度，計算公式為：fcu，o=fcu，k+1.645σ，其巾σ=6，代入公式得到其強度為69.9MPa。

（2）水灰比

混凝土水灰比為W/C，即為：W/C=Afce/fcu，o+ABfce，將A=0.46、B=0.07、fce=54.0MPa、fcu，o=69.9MPa代入到公式中，得到水灰比為34.7%。

（3）混凝土用量

設1m3的混凝土用量為mw，以190mm塌落度為準，得到mw0= 215+9×2.5=237.5kg，加入2.0%減水劑，其減水率為30%，即為：mw0=237.7×0.7=166.4kg，mco=mwo÷（w/c）=166.4÷0.347=479.5kg.

（4）粗細骨料配比

根據(jù)粗細骨料配比公式：

mco/pc+mgo/pg+mso/ps+mwo/pw+0.01α=1，

p。pg p;p。

s/a=mso/mso+mgo×100%;

其中pc=3000kg/m3;pg為石子表觀密度，為2700kg/m3;ps為表觀密度，為2600kg/m3;pw=1000kg/m3;α代表含氣量，取值為1≤α≤2，本工程取1.5，則得到：

mgo=1033.1kg

mso=717.9kg

mco=479.5kg

mwo=166.4kg。

由于本工程選擇6%粉煤灰與6%硅灰，可以取替一定量的水泥，最終得到：

mgo=1033.1kg

mso=717.9kg

mco= 479.5kg

mwo=166.4kg，

且硅灰為28.77kg，粉煤灰為28.77kg，減水劑為9.59kg。

（5）砂率

在砂率計算巾，根據(jù)工程經(jīng)驗，坍落度超過60mm的砂率，每增加20mm坍落度，其砂率就會增加1%，以此為標準進行調整，砂率范圍為：35%-45%，綜合考慮，本工程選擇41%砂率。

根據(jù)控制水熱化反應和收縮量的要求，確定混凝土配合比為：

mc：mw：mg：SF：FA：減水

=1： 0.39：1.70：2.45：0.0068：0.0227。

3.2混凝土澆筑

為防止現(xiàn)澆混凝土橋面施工出現(xiàn)裂縫問題，在混凝土澆筑中，要制定具體的澆筑施工方案，采用有效的預防措施，如下所示：第一，確定混凝土澆筑順序，采用分層澆筑方案，合理協(xié)調分縫分塊，減少澆筑厚度，有利于混凝土澆筑面散熱，預防溫度應力的發(fā)生，防止一次性澆筑造成的混凝土表面裂縫;第二，為了避免混凝土由于溫度差形成的內部拉應力過大，施工人員可以在混凝土內部鋪設降溫水管，將水管內輸入冷水，達到混凝土降溫的作用;第三，合理控制混凝土澆筑順序，防止高差過大或是側面暴露過大，提高混凝土收縮量，水分過度流失。與此同時，施工人員要觀察鋼筋位置，禁止施工機械或是現(xiàn)場人員撞到鋼筋，造成鋼筋位移而形成混凝土保護層開裂。值得注意的是，在混凝土澆筑巾，施工人員不能隨意加水，盡量不要在高溫天氣開展混凝土澆筑施工，澆筑過程巾要及時移動混凝土布料管，避免出料口混凝土過于集中而造成凝結問題，影響混凝土澆筑質量。在混凝土抹壓過程中，選擇適當?shù)恼駬v器，保證基層模板充分濕潤，振搗完成后，混凝土初凝時用木刮刮平混凝土面層，使得混凝土面層充分密實，在終凝前開展二次抹壓，壓力大于第一次抹壓，提高混凝土面層密實程度，防止混凝土表面裂縫的出現(xiàn)。

3.3混凝土養(yǎng)護

為防止現(xiàn)澆混凝土橋面發(fā)生裂縫缺陷，在現(xiàn)澆混凝土橋面施工中必須加強混凝土養(yǎng)護工作，保證施工質量。第一，在澆筑完成12h內實施混凝土養(yǎng)護作業(yè)，在混凝土面層覆蓋一層塑料膜，起到混凝土表面保濕養(yǎng)護作用，根據(jù)水泥品種制定養(yǎng)護時間，且做好灑水養(yǎng)護工作，使得混凝土始終為濕潤狀態(tài)。在混凝土二次振搗抹壓完成后，施工人員立即將塑料膜覆蓋到混凝土表面，防止混凝土水分的流失，并灑水輔助養(yǎng)護，之后在混凝土表面鋪設草席，上面再鋪設塑料膜;第二，結合具體施工情況，施工人員可以采用蓄水養(yǎng)護法，在混凝土內部設置冷水管，在混凝土終凝時期，往冷水管中注入適量冷水進行混凝土內部降溫，減少混凝土內外溫差，進而防止混凝土裂縫問題;第三，針對冬季時期，要做好混凝土保溫措施，結合施工實際情況運用蓄墊養(yǎng)護法、暖棚養(yǎng)護法、覆蓋養(yǎng)護法和電熱養(yǎng)護法，防止混凝土內外溫度差過大。針對平面尺寸大的混凝土，可選擇后澆帶，每隔20m鋪設1m的后澆帶，澆筑35d后封閉，形成內部拉力，提高混凝土的抗拉力，防止裂縫問題的發(fā)生。

4結束語

綜上所述，在現(xiàn)澆混凝土橋面施工中，要加強裂縫預防施工，將現(xiàn)澆混凝土橋面裂縫預防施工措施貫穿到整個施工過程中，了解和分析造成現(xiàn)澆混凝土橋面施工裂縫的根本原因，制定針對性解決措施，延長橋面的使用壽命，保證行車安全，進而提高現(xiàn)澆混凝土橋面施工的綜合質量。

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收稿日期：2020-06-20

作者簡介：錢倫（1987-），男，回族，河北秦皇島人，大學本科，工程師，主要從事公路工程現(xiàn)場施工管理工作。