橋梁工程混凝土裂縫分析及防治措施

李文博

山西路橋第五工程有限公司 山西太原 030012

混凝土裂縫防治長期以來一直是橋梁工程施工質量控制的難點之一，首先從溫度、濕度、混凝土自身性能、施工等因素對橋梁工程混凝土裂縫成因進行分析，然后就橋梁工程的配筋設計優(yōu)化、施工選材及其配合比設計、施工控制、施工監(jiān)測、大體積混凝土冷卻管降溫等混凝土裂縫防治措施進行探討。

1 道路橋梁施工中混凝土裂縫成因分析

1.1 材料裂縫

在道路橋梁施工過程中所應用的混凝土材料，根本上也是涵蓋了多種類型的材料，在經(jīng)過施工人員合理配置下形成的。在正式項目建設環(huán)節(jié)當中，因為多種原因下，都會導致混凝土材料的質量不斷降低，進而形成了裂縫現(xiàn)象。除此之外，施工人員沒有嚴格按照行業(yè)操作標準，對混凝土實施有效的攪拌，尤其是在過程中沒有把控好攪拌周期的基礎上，也會制約混凝土材料自身特點的發(fā)揮，極大的增加了裂縫現(xiàn)象的發(fā)生幾率。從混凝土性質下進行分析，主要是屬于絕熱類型的材料，而水泥作為核心方面，會出現(xiàn)水泥水化現(xiàn)象，伴隨著大量水化熱問題的出現(xiàn)，一時之間一旦沒有快速的釋放熱量，最終就會導致混凝土內(nèi)部形成溫度梯度，最直觀的展示方式就是裂縫[1]。

1.2 收縮裂縫

從收縮裂縫問題下進行分析，可以將其劃分為塑性以及干縮兩種方式。站在混凝土塑性裂縫下來看，在水泥材料還沒有最終凝固以前，混凝土存在失水收縮問題，相比較于結構的抗拉強度，往往結構內(nèi)部的拉應力較大，從混凝土結構表面下加以觀察，就會看到不同程度的橫縱向裂縫；而所謂的混凝土干縮裂縫問題，主要就是施工人員在操作澆筑等工序當中，正式實施混凝土養(yǎng)護時，沒有做好混凝土結構表面濕度的維護工作，在引發(fā)結構不同寬、深程度的問題上，最終形成了變形裂縫現(xiàn)象。

2 裂縫防治措施

2.1 混凝土配合比設計及原材料選用

在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應盡可能降低單位水泥用量、水膠比（水灰比）、單位用水量以及坍落度。宜選用低水化熱水泥，在條件許可情況下，應優(yōu)先選用收縮性小的或具有微膨脹性的水泥，對于預應力混凝土結構，可視情況選用早強水泥。①選用高效防水泵送劑，可延長凝結時間，降低水膠比，減少收縮，提高抗?jié)B性能，在確保強度的同時，減小水化熱，同時提高砼的和易性及可泵性。②合理摻加粉煤灰等礦物摻合料（特別是針對大體積混凝土部位），可達到改善混凝土的施工性能，延緩水化熱釋放速度及減小收縮的作用，同時可有效提高混凝土后期強度及耐久性能，延長混凝土使用壽命。③應選擇級配良好且符合標準要求的骨料。④對超跨、超長結構，可摻入適量的微膨脹劑或膨脹水泥，使混凝土得到補償收縮[2]。

2.2 結構設計措施

①對結構變化處等應力集中部位，可與設計單位溝通，增配構造筋提高抗裂性能。②在易裂的邊緣部位設置暗梁，提高該部位的配筋率，提高混凝土的極限拉伸。③在結構設計中應充分考慮施工時的氣候特征，合理設置后澆縫，保留時間一般不小于60d。如不能預測施工時的具體條件，也可臨時根據(jù)具體情況做設計變更。

2.3 施工措施

①混凝土生產(chǎn)過程中要嚴格控制用水量和水膠比，要加強對砂、石含水率的檢測，做到及時調(diào)整，尤其是在雨雪天氣要增加砂、石含水率的檢測頻率，確保水灰比和出場坍落度不超標。②混凝土施工過程中要嚴格控制用水量和水膠比，杜絕施工現(xiàn)場任意加水。在滿足施工和易性的前提下盡可能選擇較小的坍落度施工，嚴格控制入模坍落度，視情況增加對坍落度的檢查和檢測次數(shù)，嚴禁使用坍落度過大或嚴重離析的混凝土。對于坍落度過小、澆注困難的混凝土，可加入適當?shù)耐饧觿┻M行調(diào)整。③采用綜合措施，控制混凝土初始溫度。合理選擇澆筑施工時段，應盡量避開高溫時段施工，盡量降低混凝土澆注入模溫度。④加強混凝土的澆灌振搗，提高密實度。對于大體積混凝土，澆筑方案可采取全面分層、分段分層或斜面分層澆注振搗。采用兩次振搗技術，改善混凝土強度，提高抗裂性。⑤對易發(fā)生溫度裂縫的大體積混凝土要進行水化熱計算，精確估算砼內(nèi)部的最高溫度，并建立科學、完善的測溫手段，及時了解混凝土內(nèi)部溫度變化情況，以便采取有效的蓄熱保溫養(yǎng)護措施確保混凝土內(nèi)外溫差低于規(guī)范25℃要求，保證混凝土的質量。

2.4 養(yǎng)護措施

①大體積混凝土養(yǎng)護，必要時可預埋循環(huán)水管降溫或者凝固后在混凝土表面設置水層。要加強保溫養(yǎng)護控制施工養(yǎng)護溫度，減少混凝土內(nèi)外溫差。②冬季施工時，不得在混凝土面澆水。③嚴格按照施工規(guī)范做好混凝土養(yǎng)護工作。在壓實抹平后，應及早用塑料薄膜覆蓋保水，其敞露的表面應覆蓋嚴密，并保持塑料布內(nèi)有凝結水。接近初凝時，應對箱梁等平板結構混凝土表面進行二次拉毛，以消除混凝土表面的微裂縫。④澆水養(yǎng)護時間不得少于7d，澆水宜采用霧狀水，次數(shù)應保持混凝土處于濕潤狀態(tài)。必要時可噴霧濕潤混凝土表面的空氣，使用擋風板減少風速或者遮蓋混凝土表面防止陽光照射以降低表面溫度。對于墩柱等豎向結構，應用土工布包裹柱體再用塑料布裹嚴，在內(nèi)部纏繞噴淋水管，水管端頭連接水箱，以此進行保濕養(yǎng)護。⑤混凝土盡可能晚拆模，拆模后混凝土表面溫度不應下降15℃以上。⑥可以采取通冷水冷卻的方式。為了能夠有效預防橋梁工程中橋梁混凝土主體出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，一般采用通冷水的方式?；趯炷亮芽p機理的研究，采用冷卻水管薄壁鋼管進行混凝土分層澆筑效果最佳，不僅可以有效避免澆筑漏水與堵塞現(xiàn)象的發(fā)生，還可以達到檢測澆筑管道是否漏水、通水是否通暢等目的。除此之外，借助薄壁鋼管通冷水的方式，將有效降低混凝土內(nèi)部溫度，避免內(nèi)部高溫現(xiàn)象的發(fā)生，從而有效控制并預防橋梁混凝土裂縫現(xiàn)象的出現(xiàn)，提高了橋梁的整體質量。

3 結語

簡而言之，隨著我國經(jīng)濟等方面的不斷發(fā)展，我國道路橋梁施工行業(yè)在長期的發(fā)展當中，就應該加強對混凝土裂縫問題的重視程度。通過實際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在項目施工過程中，不管是沉降還是外界溫度等，都可能是引發(fā)混凝土出現(xiàn)裂縫的根源，那么在日常施工當中，施工單位就應該不斷優(yōu)化混凝土結構設計工作，選擇高質量的混凝土材料，全面防止應力以及沉降裂縫出現(xiàn)的基礎上，保證整體道路橋梁施工工作能夠在規(guī)定的建設周期內(nèi)，高質量的完成施工任務，降低混凝土裂縫出現(xiàn)次數(shù)的同時，切實發(fā)揮出道路橋梁施工行業(yè)對于推動我國經(jīng)濟平穩(wěn)發(fā)展的重要作用。