市政桥梁混凝土结构裂缝及处治方法研究

市政桥梁混凝土结构裂缝及处治方法研究

才格林

呼和浩特市政工程设计研究院有限公司    内蒙古呼和浩特  010010

摘要：混凝土作为现浇箱梁主要材料之一，因其抗拉强度远低于其抗压强度的特性，使得裂缝成为该类桥梁的质量通病，影响桥梁结构耐久性。为解决桥梁工程建设中的混凝土施工问题，并防止混凝土裂缝的发生，结合桥梁工程实际情况，对其混凝土施工技术进行深入分析，并提出裂缝预防措施，以期为相关人员提供参考。

关键词：市政桥梁；混凝土裂缝；处理方法

中图分类号：U415    文献标识码：A

引言

公路桥梁建设过程中需完成很多大体积混凝土施工，与普通混凝土相比，大体积混凝土容易产生裂缝病害，对结构造成不同程度的破坏。因此，需在明确公路桥梁大体积混凝土裂缝成因和特点的基础上，在施工中制定并采取有效的控制措施，将裂缝控制在容许范围内，从而保证整个公路桥梁的混凝土质量。

1 混凝土裂缝的危害

混凝土裂缝持续加剧会对土木工程品质和现场安全产生负面影响，在实地施工期间，裂缝的存在很大程度上会削弱整个建筑物的强度，随着裂缝的持续性加剧，混凝土强度也日渐削弱。此外，若裂缝规模和数量增加，将会极大地拖延施工的总体进度，若不及时采取相应的处理措施来整治裂缝，就会导致裂缝扩大，继而对后期施工造成影响。随着时间的推移，裂缝位置也在不断变化，这会增加混凝土开裂频率。由于建筑物的稳定性在持续性下降，其形变总量就会日渐增加，使施工现场存在极大的安全威胁。

2 混凝土裂缝原因

1）水泥品种选用不合理，凝固期间因水化热、干缩等引起混凝土表面裂缝、粗骨料含泥量大、配合比设计不合理等问题。2）模板支架强度、刚度或稳定性不足，混凝土浇筑及硬化期间出现支架沉降、模板变形等情况。3）浇筑顺序不合理、振捣工艺不当。4）模板拆除后混凝土表面降温过快，箱梁内外温差产生的温度应力超过混凝土抗拉强度引起混凝土表面开裂。5）预应力张拉时，混凝土强度不足或张拉顺序不当引起混凝土开裂。6）混凝土硬化过程需要充足水分，硬化期间养护不及时或养护方法不当而导致表面收缩开裂。

3 市政桥梁混凝土裂缝预防措施

3.1 控制浇筑温度

尽可能降低浇筑温度，可以从降低出机口的温度和尽可能降低温度回升方面着手。其中，前者可采取的措施包括：对骨料进行预冷、做好遮阳防晒、适当洒水降温与在拌和过程中加冰；后者可采取的措施包括：在运输过程中为运输车做好遮阳防晒，采取必要的保温措施，并在浇筑仓面做好遮阳，避免产生较大冷量损失。混凝土裂缝一般最先产生于薄弱部位，对此在施工中应尽量减少薄弱部位的产生。混凝土浇筑施工中要做好如下控制工作：质量不合格的材料不可入仓，并禁止在仓内加水；每完成一层浇筑都要做好收仓整平，防止产生台阶，否则面层会由于气温骤降等原因产生应力集中现象，引起开裂；在对浇筑的部分进行振捣时，合格的标准为混凝土停止下沉且不再产生气泡，同时表面开始泛浆，严防漏振与过振，以免造成离析或由于不密实导致开裂；当由于事故停仓时，间歇时间不能超出最长允许时间，否则要按照施工缝进行处理，以免产生薄弱层；在同一仓面不可使用强度各异的混凝土。将混凝土浇捣结束后应尽快抹压成型，并在混凝土达到初凝之前实施二次抹压，这样能有效防止由于干缩或塑性收缩造成的裂缝，使表面有良好密实度。实践表明，采用二次抹压的方法能有效防止表面裂缝产生。

3.2 混凝土振捣控制

1）混凝土坍落度控制在160～200mm，分层浇筑时，每层浇筑厚度应不超过30cm。2）通常箱梁腹板尺寸较小，需结合断面尺寸、钢筋净距等选用振捣棒尺寸。根据设计参数，本项目腹板和横隔板部位混凝土振捣时选用50振捣棒，从预应力筋管道两侧插入振捣。局部空隙狭小时，采用30振捣棒，如仍无法顺利完成振捣，可选用插钎振捣，确保混凝土振捣质量。3）考虑每处振捣的影响范围，以振捣半径的1.5倍控制各振捣点之间的距离；为避免碰撞模板，振捣时，振捣棒与侧模间保持10cm间距；振捣棒插入混凝土厚度以30cm为宜，并垂直等距离插入下层混凝土10cm。4）振捣时严格执行“快插慢拔”，振捣时间一般控制在20～30s，在混凝土停止下沉、不出现气泡、表面浮浆时可停止振捣；振捣时，需控制振捣点避开模板、垫块、钢筋、波纹管及其他构件，避免碰撞；考虑施工连续性，现场应配备备用振捣棒，避免因其故障影响施工。5）由于箱梁顶面设计有横坡，施工时需考虑横断面各梁顶高程，现场沿顺桥向对称布置7排ϕ10mm的竖直短钢筋，并确保其顶面与所在位置的箱梁顶面标高一致，作为混凝土浇筑标高控制线，后续混凝土表面整平后与此顶面一致。

3.3 泌水处理

对流动性较大的混凝土进行浇筑与振捣时，泌水与浮浆都会沿着混凝土浇筑形成的坡面不断下流，直到坑底。泌水的产生会改变混凝土含水量，并冲洗掉混凝土表面附着的水泥浆，这对混凝土而言是有较大危害的，所以需在施工中认真处理泌水。在大体积混凝土浇筑过程中，应促使绝大部分泌水沿浇筑前进方向到达下坡段，然后人工对泌水进行清理，确保整个承台范围内不存在泌水。当混凝土浇筑形成的坡面与另外一侧模板相接近时，需改变浇筑方向，从顶端开始往回浇筑。

3.4 混凝土养护

大体积混凝土施工中须做好保温保湿，在每次浇筑结束12h后，都要覆盖混凝土表面，并通过适当的洒水来降低温度升高期间的混凝土内外部温差，从而避免温度裂缝的产生，同时防止由于表面脱水造成的干缩裂缝，确保水泥的水化反应能顺利完成，增强混凝土自身抵抗裂缝产生的能力。在现场对混凝土内外部温差与降温速率进行实时监测，若实测结果无法满足要求，应立即对保温养护措施进行必要的调整。大体积混凝土模板拆除后，应尽快回填土，缩短结构直接暴露的时间。在大体积混凝土养护过程中，应注意以下几方面要点：1）安排专人做好保温养护，严格按照相关规范要求进行各类操作，并切实做好温度测试记录。2）一般情况下混凝土保湿养护时间应达到14d以上，应经常对塑料薄膜覆盖情况与养护剂涂刷情况进行检查，确保混凝土表面始终湿润。3）当需要拆除覆盖层时，应分层分步进行，若混凝土表面和环境之间的温度差在20℃以内，即可全部拆除。

3.5 加强施工动态控制

在施工现场要对预拌完成的混凝土各项技术指标进行严格监控，并随时向现场技术人员通报，及时发现并处理混凝土自身品质问题。现场试验人员应随时抽查混凝土坍落度，并通过目测确定和易性，当发现明显的离析或已经达到初凝时，应立即将其清除出场，以免在施工中误用。

4 结束语

综上所述，混凝土施工是桥梁工程建设的重要环节，但由于体积庞大、技术要求高和现场及气候等外界因素的影响，可能导致混凝土产生裂缝，因此，在实际工程建设中，应在制定合理有效的施工技术基础上，高度重视并做好裂缝预防。

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