道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析以及应对措施

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  【摘 要】 道路施工中要使用大量的混凝土,一旦施工操作不当,可能导致混凝土裂缝现象发生。如何避免这种情况的发生,是施工技术人员研究的课题。文章结合自己的工作经验,简单分析了产生混凝土裂缝的原因,并分析探讨了防治措施。
  【关键词】 道路施工;混凝土;裂缝;防治措施
  桥梁是公路工程的一个重要组成部分,而桥梁施工中混凝土又非常容易出现裂缝现象,这不仅影响到桥梁工程的质量,也给桥梁带来严重的坍塌危险。施工技术人员应该采取措施避免产生混凝土裂缝,提高桥梁的质量。而总结混凝土裂缝产生的原因,有利于施工单位采取合适的措施控制裂缝,提高工程质量。
  一、混凝土裂缝的成因
  1、收缩裂缝
  收缩是混凝土裂缝出现的最常见原因,而收缩又可以分成塑性收缩和干缩。塑性收缩一般发生在混凝土浇筑后的4-5小时,这时,混凝土内部的水泥水化反应激烈,混凝土失水严重,骨料则因其自重大不断下沉,这时的混凝土尚未硬化,称为“塑性收缩”。骨料下沉过程中如果遭受钢筋的阻挡,那么就有可能沿着钢筋方向出现裂缝。控制塑性裂缝的措施主要是控制混凝土的水灰比,保证振捣密实。
  混凝土硬化之后,表面水蒸发,体积减小,出现干缩现象。由于混凝土表面水蒸发快,而内部水蒸发慢,因此出现表面收缩大、内部收缩小的现象;表面收缩与内部收缩不一致,从而使得表面混凝土承受一个拉力,当拉力超过表面混凝土的抗拉强度时就会产生收缩裂缝。配筋率高的混凝土极容易出现干缩现象。
  2、温度裂缝
  温度裂缝主要是指混凝土表面温度与内部温度不一致带来的裂缝。由溫度引起的裂缝主要有三种。
  2.1在大体积混凝土施工中,浇筑后的混凝土由于水泥水化放热反应,内部温度急剧升高,造成内外温差迅速扩大,混凝土出现表面裂缝。一般来说,应选择优质水泥,控制水灰比,降低粗细骨料人模的温度,利用循环水降低混凝土的内部温度,或是说利用连续浇筑法加快混凝土内部散热,从而降低混凝土的内外温差。
  2.2冬季施工时,混凝土养护措施不当会导致混凝土表面忽冷忽热,内外温差不均,也容易出现裂缝。
  2.3预制T梁时,若是支座的预埋钢管与调平钢管焊接不当,造成铁件四周混凝土烧伤,再采用电热法张拉预应力构件时,钢材的温度骤升,导致混凝土构件出现开裂现象。
  3、荷载裂缝
  公路桥梁会受到动荷载、静荷载和次应力的作用,因此也会产生混凝土裂缝,而这种裂缝称为荷载裂缝。从裂缝的形式上来说,一般可以分成直接裂缝和次应力裂缝。桥梁施工中没有做好质量控制工作,配筋设计不合理、材料质量不合格等都会导致直接裂缝的产生。施工前的地质勘探资料不准确,如遇到丘陵区,勘探时钻孔间距太远、地基岩面起伏大,勘探报告就有可能无法如实反映实际地质情况。河沟处的地质与山坡处地质有很大区别,在荷载作用下,地基土会因不同的荷载而产生不均匀沉降。当地质情况较为一致,而各基础部分的荷载存在很大差异时,也有可能带来不均匀沉降,造成混凝土裂缝。当公路工程投人运营后,在巨大的交通压力下,桥梁混凝土会因次应力的作用而产生次应力裂缝,如桥梁下行驶的船舶经常碰撞桥梁就会导致出现次应力裂缝。
  4、钢筋锈蚀
  公路桥梁一般是直接暴露在自然环境下的,容易遭受雨水、腐蚀性气体的侵蚀。而桥梁混凝土的保护层厚度不够,保护层在外界环境的侵蚀下逐渐剥落,钢筋周围混凝土的碱度降低,或者氯化物侵入到钢筋四周,会破坏钢筋表面的氧化膜,钢筋易被锈蚀。而钢筋被锈蚀以后,其体积变大,对四周的混凝土产生胀化作用,混凝土出现开裂等现象,并沿钢筋产生纵向裂缝,如果不及时采取措施弥补,就有可能引发更严重的混凝土裂缝。而钢筋之所以出现锈蚀现象主要是混凝土的密实度不够,所以应加强振捣,保证合理的水灰比,防止氧气侵人混凝土中,同时严格控制外加剂的用量。
  5、安定性裂缝
  安定性裂缝又称“龟裂”,其产生的原因主要是水泥的安定性不合格。桥梁混凝土裂缝出现在结构表面、新旧混凝土的结合处等就说明水泥的安定性不合格,因此必须选择优质的水泥,做好混凝土裂缝的防控工作。
  二、道路施工混凝土裂缝的防治措施
  1、道路施工过程中混凝土裂缝的预防
  从根本上解决道路施工过程中产生的裂缝现象,事后补救措施是不提倡的,在施工加工过程中,我们更注重预防工作的准备与处理,做好预防,可以防止问题的发生,下面结合自己的工作经验,介绍几点预防措施。
  1.1从源头控制,对于施工用的材料严格把关,使用质量过硬的水泥、沙子等材料,同时,由于不同规格的水泥其放热性质略有差异,所以施工过程中,尽量选用同一规格材料施工。在进行材料的采购与使用时,选择信誉好、质量过硬的供应商进行采购,同时做好使用前的检验,确保其符合使用要求。同时,施工中,对于混凝土搅拌温度的控制是个难点,一定要按标准规定要求严格操作。
  1.2控制原材料的质量只是第一步,混凝土的使用,各原材料的配比也是很重要的环节。不同的材料,其放热性质不同,所以必须根据不同的材料特点进行配比使用。最科学的办法还是根据混凝土的强度等级进行原材料间的精确配比,选择规格较好的沙石,减少骨料之间的缝隙,减少在凝固过程中出现气泡等问题造成的裂缝。
  1.3控制好混凝土搅拌速度与搅拌力度,将搅拌造成的不良影响降至最低。混凝土的搅拌是配料中很重要的过程,如果搅拌不均匀,会使其内部出现大量的气泡或是骨料间出现大量的缝隙从而导致气泡的产生,使得混凝土的强度降低。对于钢筋混凝土的制作过程,要注意其粘合力的控制,防止钢筋的过度震动,导致气泡与裂缝的产生。
  1.4温度对于混凝土的制作也起着重要作用,对于混凝土质量的影响也很大,在搅拌过程中,温度一定要适宜,不能过高或过低。如果施工温度过高,可在搅拌前用凉水降温,如果温度过低,需要采用保暖措施,防止内外温差过大造成裂缝。   1.5路面的切缝技术对于路面裂缝的生生也有影响。要注意掌握切缝时间,不同的温度操作下,混凝土强度形成的时间也不同,因此对于路面切割的时间也要有差异。一般来说,当混凝土达到设计强度的25%~30%时(一般不超过24h)可以切缝,以切縫锯片两侧边不出现超过5mm的毛茬为宜。
  1.6最后,所有的施工过程结束后,还要注意对混凝土的养护,以很好的控制其早期强度增长和防止收缩裂缝的发生。混凝土浇筑成型后,开始逐渐凝结硬化。当空气湿度较小时,水分蒸发快,表面失水多,会加速硬化,所以,必须及时养护,在规定时间内及时覆盖,并洒水养生,防止外面失水多造成的硬化。注意养生期间要保持湿润,不能风干曝晒,确保混凝土强度正常增长,一般的养护时间在14天至21天,具体根据其混凝土的性质、强度增长情况而定。
  2、混凝土裂缝的处理
  混凝土裂缝会给混凝土的安全带来很大影响,要特别重视对混凝土裂缝的处理。
  2.1对裂缝进行分析。当出现裂缝后,要及时分析成因、种类,必要时对其造成的危害影响进行评估。
  2.2进行加固。裂缝出现,就会影响混凝土的使用安全,所以必须及时采用适当的方法进行加固,一般的加固方法有包裹加固法、钢箍加固法、碳纤维加固法等。通过加固,可以保证其正常使用,防止裂缝再扩大。
  2.3填充裂缝。对于混凝土初凝的、裂缝不大的地方,可以通过填充的方式进行修补,尤其对于那些表面较深或长的缝隙,初凝时及时填补,不会影响凝结后的正常硬度和强度。
  三、结束语
  公路桥梁施工中的混凝土裂缝严重影响桥梁的使用寿命和行车安全。施工单位要学会总结混凝土裂缝的成因,并综合各方面因素,采取适当的措施控制裂缝的出现。裂缝出现之后应及时采取补救措施弥补,提高混凝土质量,从而提高桥梁质量,延长其使用寿命,保证行车安全,减少交通事故的发生。
  参考文献:
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