橋梁施工中混凝土裂縫的預(yù)防措施

郭建秋

（武漢建工（集團(tuán)）有限公司 430056）

橋梁施工很容易發(fā)生混凝土裂縫問題，其不但會(huì)對(duì)橋梁工程質(zhì)量造成一定影響，嚴(yán)重的還會(huì)造成橋梁垮塌等情況。因此，在橋梁施工過程中，應(yīng)積極采取混凝土裂縫的預(yù)防措施，有效控制和避免混凝土裂縫的產(chǎn)生。

1 橋梁施工中混凝土裂縫的成因

1.1 荷載

在橋梁施工中，混凝土荷載裂縫的出現(xiàn)與動(dòng)、靜荷載和次應(yīng)力的作用有關(guān)，荷載裂縫可分為兩種情況：一種是受外荷載產(chǎn)生的次生應(yīng)力作用而出現(xiàn)的裂縫，另一種是受外荷載產(chǎn)生的直接應(yīng)力作用而出現(xiàn)的裂縫，這兩種荷載裂縫可簡(jiǎn)稱為次應(yīng)力裂縫和直接裂縫。

1.2 溫度

混凝土具有熱脹冷縮的特點(diǎn)，受水化熱、日照、蒸汽養(yǎng)護(hù)、年溫差等因素影響，或者在溫度驟變、冬季未采取保溫措施等情況下，混凝土內(nèi)外部溫度會(huì)出現(xiàn)較大變化，很容易引發(fā)形變，在其形變受到外力約束的情況下，就會(huì)產(chǎn)生一定的自然應(yīng)力，假如應(yīng)力太大，超出了混凝土的抗拉能力，就會(huì)出現(xiàn)混凝土溫度裂縫。在一些跨徑橋梁中，溫度應(yīng)力能夠達(dá)到或者超過活載應(yīng)力。溫度裂縫的走向缺乏規(guī)律性，貫穿裂縫與深層裂縫的走向通常平行或接近平行于主筋方向，裂縫大多具有大小不一的寬度，并隨溫度變化呈現(xiàn)出冷寬熱細(xì)的特點(diǎn)。一般情況下，現(xiàn)澆混凝土在1至2天內(nèi)會(huì)出現(xiàn)表面溫度裂縫，在21天后會(huì)出現(xiàn)貫穿裂縫和深層裂縫。

1.3 收縮

在橋梁施工中最常見的混凝土裂縫就是收縮裂縫，振搗方式、外界環(huán)境、水泥標(biāo)號(hào)、品種、外摻劑、用料、骨料品種、養(yǎng)護(hù)方法以及水灰配比等因素都對(duì)混凝土收縮裂縫的形成有直接影響?；炷脸霈F(xiàn)體積變形的重要原因?yàn)榭s水收縮和塑形收縮，同時(shí)還包括碳化收縮和自生收縮等一些次要的因素。

1.4 材料

在橋梁施工過程中出現(xiàn)混凝土裂縫的另一個(gè)重要原因就是施工材料的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，假如混凝土配置過程中所使用的砂、水泥、外加劑、骨料、拌合水等原材料的質(zhì)量存在不合格的情況，就很容易造成混凝土裂縫問題。例如，在水泥生產(chǎn)過程中未燒透原料，就會(huì)在水泥成品中存留超標(biāo)的氧化鎂、氧化鈣，導(dǎo)致水泥安定性不良。在氧化鎂、氧化鈣凝結(jié)時(shí)，水化速度不快，水化作用會(huì)在水泥變硬后持續(xù)進(jìn)行，從而導(dǎo)致硬化后的水泥中出現(xiàn)張力，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)崩潰或開裂現(xiàn)象。出廠時(shí)水泥強(qiáng)度不夠，在過期或者受潮時(shí)，會(huì)出現(xiàn)混凝土強(qiáng)度不足的情況。如果水泥中含有過高的堿性氧化物，而又使用具有堿活性的石骨料、砂等，就會(huì)造成堿骨料反應(yīng)，使混凝土出現(xiàn)開裂。此外，砂石的級(jí)配不良、粒徑過小、雜質(zhì)含量過高，會(huì)增加水泥拌合水用量，對(duì)混凝土強(qiáng)度造成影響，并加劇混凝土的收縮，進(jìn)而導(dǎo)致裂縫的生成。

2 橋梁施工中混凝土裂縫的預(yù)防措施

2.1 荷載裂縫的預(yù)防

為有效預(yù)防橋梁施工過程中出現(xiàn)混凝土荷載裂縫，在施工時(shí)不能無限制地堆放施工材料、施工機(jī)具。在未掌握預(yù)制結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)的情況下，不能隨意進(jìn)行起吊、翻身、安裝、運(yùn)輸?shù)炔僮鳌?yīng)嚴(yán)格依據(jù)設(shè)計(jì)圖紙有關(guān)要求進(jìn)行施工，不能輕易改變施工結(jié)構(gòu)與順序。與此同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)驗(yàn)算結(jié)構(gòu)在施工機(jī)具振動(dòng)下的疲勞強(qiáng)度。假如施工時(shí)出現(xiàn)橋梁斜裂縫，應(yīng)當(dāng)密切進(jìn)行觀察，若縫能限制在受拉區(qū)之內(nèi)并且發(fā)展緩慢，裂縫寬度在一定數(shù)值之內(nèi)，可暫不采取措施；若裂縫已接近受壓區(qū)或者發(fā)展較快，此時(shí)不管裂縫的長(zhǎng)度和寬度怎樣都要立即采取必要的加固措施。

2.2 溫度的控制

控制溫度可采取以下措施：通過改變骨料配級(jí)、增加添加劑等方式降低水泥使用量；混凝土攪拌過程中同時(shí)使用水冷卻碎石用以減低澆筑溫度；將冷水管埋入混凝土中進(jìn)行降溫；突然降溫時(shí)要對(duì)混凝土表面采取保溫措施；對(duì)長(zhǎng)期在施工過程中裸露的混凝土薄壁或表面，應(yīng)采取保溫措施度過嚴(yán)寒冬季；防止基礎(chǔ)起伏過大；科學(xué)分塊分縫；施工工序安排科學(xué)合理；防止側(cè)面暴露時(shí)間過長(zhǎng)和高差過大。

2.3 材料的控制

一是在嚴(yán)格按照施工工藝要求進(jìn)行施工的前提下，認(rèn)真檢驗(yàn)抽樣原材料質(zhì)量，比如水泥、鋼筋、水、碎石等。在雨后或高溫下施工時(shí)要檢測(cè)碎石、砂的含水量，對(duì)施工配比進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，提升混凝土施工質(zhì)量。

二是水泥要選擇中低熱量的。水泥熱量低能降低水化熱，有利于減少混凝土溫度，避免由于內(nèi)外溫差太大出現(xiàn)混凝土裂縫。

三是添加外加劑和外加料。在混凝土中加入粉煤灰，以增加混凝土密實(shí)度，降低內(nèi)部溫度，避免混凝土發(fā)生溫度裂縫。用UFA膨脹劑代替水泥，增強(qiáng)混凝土和易性，減少水灰比。

四是控制混凝土骨料。選擇使用適中粒徑的細(xì)骨料，最好選擇細(xì)度模數(shù)在2.4至3.0之間的骨料。首先要檢測(cè)細(xì)骨料中黏土、淤泥、有機(jī)質(zhì)、云母、硫化物和硫酸鹽等物質(zhì)的含量，以免影響混凝土的耐久性和強(qiáng)度，其次還要對(duì)片狀、針狀等粗骨料進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。

五是配合比。科學(xué)合理設(shè)置水泥用量、水灰比、砂率的配合比。添加緩凝減水劑和摻合料能降低水熱化和水泥用量，防止出現(xiàn)混凝土裂縫。

2.4 施工過程的管理

一是攪拌。拌制混凝土配料應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)室簽發(fā)的配料單進(jìn)行，盡量在允許的偏差范圍內(nèi)稱量原料，對(duì)拌和的時(shí)間、程序進(jìn)行嚴(yán)格控制。

二是嚴(yán)格控制澆筑混凝土的溫度。利用加冰拌和、防嗮遮陽(yáng)、曬水降溫、預(yù)冷骨料等多種方法降低混凝土溫度，防止在運(yùn)輸過程中混凝土溫度上升。

三是二次抹壓。在澆筑混凝土抹壓成型以后，應(yīng)在初凝之前進(jìn)行二次抹壓，以避免混凝土出現(xiàn)干縮。

四是鋼筋防銹蝕。要控制混凝土施工時(shí)的水灰比例，增加振搗頻次，使保護(hù)層保持具有一定的厚度，避免出現(xiàn)鋼筋銹蝕情況。

五是強(qiáng)化對(duì)混凝土的測(cè)溫。在混凝土中埋設(shè)多個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，設(shè)置成 L形，隨時(shí)掌控混凝土表面溫度和內(nèi)部溫度。

3 結(jié)語

導(dǎo)致橋梁施工中混凝土出現(xiàn)裂縫的原因有多種，同時(shí)又不可完全避免。因此，應(yīng)采取多方面措施，控制好溫濕度，并加強(qiáng)對(duì)材料與施工過程的管理，以盡量減少和防止混凝土裂縫的出現(xiàn)，進(jìn)而提高橋梁施工質(zhì)量。