道路橋梁施工大體積混凝土裂縫成因及防治對(duì)策

劉勝

摘要：道路橋梁施工中出現(xiàn)裂縫，會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)結(jié)構(gòu)和實(shí)際設(shè)計(jì)效果，導(dǎo)致其穩(wěn)定性遭受到破壞，一些比較大的裂縫還可能對(duì)路橋主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定破壞，嚴(yán)重影響了路橋的質(zhì)量。因此，為了保證裂縫能夠盡量少的出現(xiàn)，保證工程質(zhì)量，為路橋順利投入到使用提供一定支持，需要對(duì)出現(xiàn)裂縫的原因進(jìn)行深入研究和分析，并且按照成因制定對(duì)應(yīng)的解決方法。這樣不僅能夠降低裂縫造成的安全問題出現(xiàn)幾率，同時(shí)也可以從根本上避免裂縫出現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：道路橋梁施工;大體積混凝土裂縫;成因;防治

1大體積混凝土裂縫的形成因素

1.1施工材料導(dǎo)致裂縫

在道路橋梁的施工中，主要建筑材料混凝土一般是由石灰、硅化物混 合成的，這兩種物質(zhì)遇到水就會(huì)釋放出大量的熱量。因此在混凝土的內(nèi)部， 會(huì)積累大量熱量，甚至可能會(huì)達(dá)到 70 度左右，但是表層溫度并不高，這種內(nèi)外的溫差就會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)外形成一種拉力效應(yīng)。當(dāng)拉力超過混凝土能夠承受抗拉性后，就會(huì)造成裂縫的出現(xiàn)。

1.2干燥收縮

干燥收縮是結(jié)構(gòu)表面產(chǎn)生裂紋的主要原因。當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)特別干燥時(shí)， 會(huì)進(jìn)行吸附水脫水，由內(nèi)而外逐漸喪失水分，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)體積發(fā)生收縮。大體積混凝土結(jié)構(gòu)表面收縮速度要明顯快于中心收縮速度，從而使結(jié)構(gòu)表面 產(chǎn)生拉應(yīng)力，引發(fā)表面開裂。

1.3外部環(huán)境溫度變化

水泥水化熱、混凝土散熱、澆筑溫度共同構(gòu)成了大體積混凝土的內(nèi)部溫度。其中，澆筑溫度與外界溫度呈正相關(guān)的關(guān)系。當(dāng)結(jié)構(gòu)外部環(huán)境溫度發(fā)生明顯變化時(shí)，會(huì)增加內(nèi)外部溫度差，從而影響結(jié)構(gòu)澆筑溫度，引發(fā)混 凝土開裂。

1.4沉降和施工裂縫

所謂沉降裂縫，就是混凝土表面順著鋼筋分布的方向出現(xiàn)的一系列裂 縫，此類裂縫分布的面積也比較大，主要出現(xiàn)在拆除模板之后的3～7d內(nèi)。

出現(xiàn)沉降裂縫的主要原因是因?yàn)樵跐矒v混凝土的過程中骨料不斷下降，并且水泥漿浮出水面，在沉浮的過程中可能會(huì)受到鋼筋和預(yù)埋件的阻 礙，使得水泥出現(xiàn)分離的現(xiàn)象，引起裂縫。

2道路橋梁裂縫類型

2.1結(jié)構(gòu)性裂縫

結(jié)構(gòu)性的裂縫主要是由于載荷產(chǎn)生的。由于道路橋梁的主要組成為鋼筋、混凝土，在道路橋梁的實(shí)際運(yùn)行過程中，會(huì)由于持續(xù)承受載荷或者是 載荷出現(xiàn)突然增大的情況，導(dǎo)致道路橋梁需要產(chǎn)生抵抗力承受載荷，但是 這種抵抗力也存在極限，極限主要與設(shè)計(jì)強(qiáng)度、實(shí)際承載能力相關(guān)。一旦抵抗力無法抵抗外部載荷，那么就會(huì)導(dǎo)致承載能力超出限制，最終導(dǎo)致混 凝土、鋼筋結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)受力失衡，最終應(yīng)力失控，破壞內(nèi)部結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生裂縫這種結(jié)構(gòu)性的裂縫，代表道路橋梁內(nèi)部鋼筋和混凝土結(jié)構(gòu)已經(jīng)嚴(yán)重被破壞，該種裂縫類型具有突發(fā)性特征。

2.2非結(jié)構(gòu)性裂縫

除了結(jié)構(gòu)性裂縫的產(chǎn)生原因，由于其他原因?qū)е碌牧芽p都成為非結(jié)構(gòu)性裂縫。造成道路橋梁工程出現(xiàn)非結(jié)構(gòu)裂縫的原因有很多種，一般情況下都是由于比較小的裂縫，在受力后逐漸變大導(dǎo)致的，最終對(duì)整個(gè)道路橋梁的強(qiáng)度產(chǎn)生一定影響。同時(shí)也存在一些由于外部不斷給予作用力導(dǎo)致的裂縫，如比較常見的沉降裂縫。非結(jié)構(gòu)性的裂縫在初期一般比較小或者比較隱蔽，非常容易被人們忽視，認(rèn)為不會(huì)對(duì)道路橋梁的整體強(qiáng)度產(chǎn)生影響， 但是在外部作用力的不斷影響下，最終會(huì)變成比較嚴(yán)重的安全隱患。

3大體積混凝土裂縫防治措施

3.1合理選擇混凝土類型及配比

從混凝土材料選用的角度出發(fā)，在大體積混凝土工序施工的過程中， 應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：控制材料質(zhì)量，奠定高質(zhì)量施工基礎(chǔ);為有效降低水化熱， 應(yīng)選用中水化熱或低水化熱水泥，并加人大量高效減水劑和粉煤灰;對(duì)重點(diǎn)和特殊施工部位，應(yīng)選用鋼纖維混凝土作為首倉混凝土，用于導(dǎo)流底孔等空洞回填的混凝土應(yīng)選用膨脹水泥或在混凝土中加人微膨脹劑;由于工 程澆筑量大、歷時(shí)長(zhǎng)，為減少環(huán)境溫度對(duì)混凝土澆筑施工的影響，應(yīng)選用溫控混凝土。

從混凝土材料配比的角度出發(fā)，在大體積混凝土工序施工過程中，工作人員需要注意以下幾點(diǎn)：選用四級(jí)配混凝土，同時(shí)減少水泥用量，保證混凝土坍落度在 3 ～ 5bm 之間;優(yōu)先選用較大粒徑的粗骨料，并保證粗細(xì)骨料級(jí)配良好，嚴(yán)格控制砂石的含泥量，為減少水泥用量、降低水化熱， 應(yīng)大量加人粉煤灰、緩凝劑、減水劑等摻合料。

3.2摻和添加劑

在建筑施工之中，可以在混凝土之中加人一些粉煤灰，使得混凝土的密實(shí)度得到有效地提升，并且提高抗?jié)B能力，降低水泥的用量。同時(shí)，粉 煤灰是解決水化熱導(dǎo)致內(nèi)部升溫引起裂縫的有效措施。此外，在混凝土中加人一些控制硬化過程的藥劑也是重要的防裂手段，比如抗裂劑，這種外加劑解決了普通水泥砂漿干縮變形大及抗?jié)B性、抗裂性、抗凍性等問題， 直接摻進(jìn)混凝土中可以有效地控制混凝土的塑性收縮及離析產(chǎn)生的裂紋問題，大大改善混凝土的抗裂性能、抗凍抗沖擊性能及耐磨抗震能力。

3.3加強(qiáng)對(duì)溫度的控制

一是降低澆筑溫度，最主要的就是使混凝土的出機(jī)溫度降低，從而使大體積混凝土的總升溫值及結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫度差降低。其中最為直接有效的方法是降低原材料的溫度。在高溫的夏季，建筑企業(yè)應(yīng)該要求商品碎供應(yīng) 商在砂、石堆場(chǎng)搭建遮陽裝置，從而避免太陽曝曬，必要時(shí)還需要進(jìn)行淋水沖洗的降溫措施?；炷翝仓┕ぷ鳂I(yè)最好是在夜間進(jìn)行。在冬季時(shí)盡量不在氣溫低時(shí)進(jìn)行澆筑，以降低結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫度差異。二是施工時(shí)使用分 段分層澆筑方式，每層控制在 30bm 的厚度之內(nèi)且進(jìn)行密實(shí)振搗，從而使水化熱的散熱速度加快，防止產(chǎn)生裂縫。另外進(jìn)行二次振搗還能使混凝土 的密實(shí)度以及兩層混凝土間的粘合度增加，從而使其抗裂能力大幅度提高。需要注意的是大體積混凝土的表面以及中心溫度應(yīng)該在 25℃以上，所以在澆筑成型拆模后還需要采取必要的保溫措施，如利用碘鎢燈、定時(shí)噴水或 蓄存熱水的方法，使混凝土的表面以及外部附近的溫度提高。還可以進(jìn)預(yù) 埋管道而灌人冷熱水來實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度的控制。三是做好保濕措施， 主要是在混凝土剛澆筑完成的凝固硬化的階段。這個(gè)時(shí)期的水化速度比較快，因此需要進(jìn)行噴灑水霧等措施，使環(huán)境變潮濕。及時(shí)的保濕養(yǎng)護(hù)可使混凝土的水分蒸發(fā)速度減緩，水泥充分水化。水泥水化會(huì)生成堵塞混凝土 內(nèi)的微小孔隙，從而使抗?jié)B性得到有效提高。四是做好測(cè)溫檢查工作，盡量實(shí)現(xiàn)對(duì)大體積混凝土內(nèi)部的溫度變化及時(shí)掌握。在布置測(cè)溫點(diǎn)時(shí)要能充分體現(xiàn)大體積混凝土的真實(shí)狀況，設(shè)在其底部、表面以及底部位置，且測(cè)點(diǎn)要有 2.5m 到 5m 的間距。當(dāng)溫度上升的時(shí)期測(cè)量要隔 2h 到 4h，下降時(shí)可隔 8h，與此同時(shí)還需要測(cè)量外界溫度。做好相應(yīng)的記錄，根據(jù)記錄情況采取相應(yīng)的措施。此外，為了避免裂縫產(chǎn)生，在攪拌作業(yè)中應(yīng)對(duì)時(shí)間合理分配，在澆筑過程中應(yīng)合理控制溫度，在澆筑工作完成后的 48h 內(nèi)應(yīng)對(duì)溫度情況進(jìn)行定期檢查，確保結(jié)構(gòu)溫度的合理性。

結(jié)束語

綜上所述，大體積混凝土是道路橋梁工程建設(shè)中非常重要組成部分， 對(duì)工程質(zhì)量起到直接影響，為確保施工質(zhì)量，應(yīng)嚴(yán)格按照要求進(jìn)行施工， 積極完善方案設(shè)計(jì)，確保建筑材料的質(zhì)量水平。但就目前來看，大體積混 凝土施工質(zhì)量無法得到有效保障，會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理等問題，極易產(chǎn) 生裂縫，不僅會(huì)對(duì)建筑工程外形帶來不利，還會(huì)嚴(yán)重影響工程質(zhì)量，因此采取有效的改進(jìn)措施顯得至關(guān)重要。

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