道路桥梁施工中混凝土裂缝的成因及应对分析

道路桥梁施工中混凝土裂缝的成因及应对分析

蒲支明

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摘要：随着社会的不断发展，道路桥梁工程的不断扩大，然而人们对混凝土的了解也越来越多。因此，混凝土是道路桥梁施工中应用最为广泛的材料,具有易获取、成本低、强度高等显著优势。但混凝土材料本身具有较大收缩性,在温度变化下混凝土结构体积会发生明显变化,很容易因内外部应力不同产生裂缝。同时,施工工艺水平、温度控制、原材料质量、材料配合比等也会影响混凝土施工质量,如果质量把控不到位、外界环境温度变化幅度较大、混凝土养护不及时,便会诱发混凝土结构性及非结构性裂缝,轻则降低混凝土表面美观性,重则影响整体结构的稳固性、降低混凝土使用寿命。因此,在道路桥梁施工中应对混凝土裂缝防治及处理予以高度重视,结合裂缝表现及成因采取针对性处理措施。

关键词：道路桥梁；混凝土裂缝；成因；应对

引言

目前，我国正处于基础建设快速发展的阶段，道路总里程数不断增加。桥梁工程是道路中不可或缺的一部分，然而多数桥梁工程难度大，施工工艺复杂，施工阶段内各类病害层出不穷。在桥梁工程施工周期内，存在多种多样的裂缝，比如混凝土裂缝、路面裂缝等等，这些裂缝严重影响着桥梁工程的正常使用。然而，不同裂缝的产生原因、发展特征及危害程度各不相同，因此对桥梁施工中产生的各类裂缝开展研究，探明其作用机理，提出预防处理措施变得至关重要。

1道路桥梁施工中混凝土裂缝成因

1.1收缩裂缝

道路桥梁施工中混凝土收缩裂缝包括塑性裂缝、干缩裂缝两种类型。其中塑性裂缝是指混凝土材料失水收缩后,其骨料会因自重产生下沉,遇到钢筋时便会沿着钢筋方向形成裂缝;干缩裂缝是指混凝土硬化过程中,其表面与内部失水速率差异较大,混凝土外部与内部体积收缩有着较大的差距,因内外部应力不同导致混凝土表面干缩龟裂。混凝土收缩裂缝产生的主要原因为:①水泥水化热反应过于激烈、水泥用量过多、混凝土材料收缩性过强,裂缝问题频发;②集料粒径过小且含水量过高,混凝土收缩性过强;③混凝土振捣时间不充足、振捣不均匀。

1.2沉陷裂缝

除了以上的影响因素外，还有最常见的地基沉降的影响。大多数桥梁在使用一段时间后都会出现沉降，如果沉降为不均匀沉降，则桥梁结构内部出现剪力，当外界产生的剪力超过了混凝土内部的抗剪强度时，混凝土出现开裂。对于桥梁而言，当混凝土出现裂缝后要及时修补，以免影响内部钢筋的性能。钢筋在混凝土内部主要承担抗拉的能力，因此要保护好混凝土内部的钢筋，防止雨水进入，腐蚀钢筋。除了不均匀沉降导致的裂缝外，还有施工不当造成开裂。混凝土的浇筑要完成振捣、倒入模具及拆模等重要步骤。混凝土的强度达到设计的80%以后才可以拆模，如果提前拆模会降低混凝土强度，出现开裂。对于此类问题，应及时刷漆，做好防水工作。

1.3温度裂缝

混凝土温度裂缝是指因内外部温度梯度诱发的裂缝,其最为显著的特征便是随着水泥水化热反应的进行、混凝土材料的凝固等产生。道路桥梁施工中混凝土温度裂缝产生的主要原因为:①混凝土局部位置因阳光暴晒温升过大,该位置与其他部分温度差距较大,在温度的影响下产生局部拉应力进而产生温度裂缝;②在道路施工中忽视温度控制,混凝土浇筑及振捣期间温度变化幅度较大,尤其是温度急剧降低的情况下混凝土表面温度下降速度远高于内部温度下降速度,在温度应力的作用下很容易产生裂缝;③混合料初始温度过高,浇筑成型后再加上水泥水化热反应放热,混凝土内部温度可达80℃以上,巨大的温度差距会加大混凝土养护难度,从而诱发混凝土裂缝问题。

2道路桥梁施工中混凝土裂缝应对措施

2.1温度裂缝预防处理措施

为避免温度裂缝给桥梁工程施工带来的不利影响，可采取如下措施:第一，选用低水化热型的水泥，如粉煤灰水泥、矿渣水泥，或采用高效减水剂来减少水泥用量;第二，减少水泥用量，水泥用量指标应控制在450kg/m3以内;第三，严格控制水灰比，按设计要求控制在0．6以下;第四，改善混凝土砂、石等骨料级配组成，改善混凝土浇筑过程中的搅拌工序，从而降低混凝土的浇筑温度;第五，若高温季节浇筑混凝土时，应采取搭设遮阳板的措施以避免混凝土温度的急速上升;第六，考虑到混凝土内的温度应力与结构尺寸相关，结构尺寸越大产生的温度应力越大。因此，应避免整块混凝土直接浇筑，采取分层、分块的措施进行浇筑，从而做到水化热及时排出，避免混凝土温度的增大;第七，为控制温度裂缝在一定范围内，可在混凝土设置适量钢筋或纤维材料;第八，加强混凝土养护，及时采取覆盖措施，并洒水养护，极端情况下可适当增长养护时间。

2.2改进施工技术方法

道路桥梁施工中混凝土施工包括材料拌和、模板拼装、混凝土浇筑及振捣。通过材料质量控制及配比优化可以解决因混凝土自身问题诱发的裂缝病害。因此,在实际施工中应加大对模板拼装、混凝土浇筑施工的质量控制。首先,在模板拼装前检查模板表面有无划痕、杂质,做好模板位置放线,用石灰清晰标出模板位置;其次,在模板拼装时需要对阳角进行处理,通过粘贴胶条防止模板漏浆;此外,严格按照施工图及放线进行模板安装,保证模板之间拼接紧密、位置精准;最后,在混凝土浇筑施工中一般采用分层浇筑方法,每层浇筑厚度控制在30cm之内,每层浇筑完成后利用振捣设备沿统一方向对不同振捣点进行振捣,将振捣设备插入下层混凝土材料一定深度,保证上下层材料混合均匀,从而避免施工质量裂缝。

2.3原材料控制

原材料的选取在混凝土裂缝的防控中是一个重要的角色，是裂缝及其他质量通病控制的源头。原材料的选取首先要符合规范和设计要求，例如：路基填料的种类，宕渣粒径的控制及级配；混凝土拌制所用的砂石料以及外加剂，尤其是特殊部位混凝土例如伸缩缝处混凝土处外加剂的含量、混凝土配合比等。另外，施工单位应积极采用新型材料，优化配合比控制，以减少混凝土内部的初始微裂缝及初期的收缩裂缝。

2.4注重混凝土养护

外界环境温度、湿度会对混凝土质量产生影响,在干燥环境下混凝土内外部湿空气交换频发,可能诱发裂缝问题。因此,需结合混凝土凝结情况确定拆模时间,按照合理顺序进行拆模,避免拉应力造成混凝土裂缝。同时,混凝土硬化过程中如果出现坍缩等质量病害,现场施工人员需探明病害成因并采取补救措施,避免混凝土裂缝扩大。此外,根据混凝土等级确定养护周期、养护起始时间,拆模后在混凝土表面喷洒适量的水并铺设防水材料,使混凝土处于温湿度适宜的环境下。同时在混凝土表面及四周铺设防晒布、防水布等,避免局部温度过高造成混凝土裂缝。

结语

在道路桥梁工程施工中，混凝土裂缝普遍存在，轻微裂缝会影响桥梁正常使用，发育程度严重的裂缝会导致桥梁构件收到破坏，影响构件承载性能。因此，在圆洲高架特大桥施工过程中严格按以上防治措施进行控制，该桥完成后经检查该桥基本未出现混凝土裂缝的现象。同时，在道路桥梁施工阶段应对出现的裂缝进行认真分析，明确产生原因，及时采取合理措施，避免类似情形出现。对于发育严重的裂缝，应采取监测设备，实时注意裂缝发展情况，做好监测预警。同时，在今后的桥梁施工中，应加强施工管理，做好入场材料质量检查，严格按照规范要求施工，这样才能避免桥梁裂缝的出现，从而提高桥梁工程质量。

参考文献

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