橋梁施工混凝土裂縫防治技術(shù)

曾珍輝 楊勇

摘 要：在橋梁工程項(xiàng)目建設(shè)的階段中，混凝土施工水平的高低，直接關(guān)系到整體橋梁的安全性和穩(wěn)定性，對(duì)于混凝土施工來(lái)說(shuō)受到技術(shù)因素的影響、環(huán)境因素、料配比設(shè)計(jì)因素的影響就會(huì)出現(xiàn)各種裂縫問(wèn)題。一旦施工過(guò)程出現(xiàn)裂縫問(wèn)題就會(huì)影響到橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力不利于項(xiàng)目的長(zhǎng)遠(yuǎn)開(kāi)展，因此為了能夠減少裂縫問(wèn)題出現(xiàn)文章結(jié)合實(shí)際在論述橋梁施工混凝土裂縫成因的基礎(chǔ)上，對(duì)常見(jiàn)的混凝土裂縫控制技術(shù)進(jìn)行了深入探究，希望研究后能夠給該領(lǐng)域的管理人員參考。

關(guān)鍵詞：橋梁工程;混凝土裂縫;防治技術(shù);應(yīng)用

中圖分類號(hào)：U415.6;U445.57 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

0 引言

在建設(shè)領(lǐng)域中，混凝土是最常用的基礎(chǔ)材料之一，該材料具備價(jià)格低廉、取材廣泛、抗壓強(qiáng)度高、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低等特點(diǎn)。對(duì)于橋梁來(lái)說(shuō)，混凝土開(kāi)裂這樣的病害經(jīng)常出現(xiàn)，而要想保障橋梁的長(zhǎng)效使用，就應(yīng)加強(qiáng)這類病害的防控。對(duì)于混凝土橋梁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的裂縫，由于形成的原因各有不同，相應(yīng)的其所造成的危害也存在著很大的差異。鑒于此，本文主要對(duì)裂縫的類型的成因進(jìn)行分析，進(jìn)而從橋梁設(shè)計(jì)和施工等方面探究施工裂縫的防治，以為相關(guān)施工的高效推進(jìn)提供一定的參考。

1 裂縫的種類及成因分析

在橋梁工程項(xiàng)目建設(shè)的階段中，裂縫問(wèn)題屬于常見(jiàn)的一項(xiàng)問(wèn)題，導(dǎo)致裂縫問(wèn)題的引起因素包含了荷載因素、混凝土收縮引起的裂縫問(wèn)題、溫度等因素變化引起的裂縫。

1.1 荷載作用產(chǎn)生的裂縫

對(duì)于鋼筋混凝土橋梁來(lái)說(shuō)，處在一般靜、動(dòng)荷載以及次應(yīng)力條件形成的裂縫被稱為荷載裂縫，其中又有直接應(yīng)力和次應(yīng)力等的進(jìn)一步劃分。通常情況下，承受拉力和彎矩的鋼筋混凝土構(gòu)件一般會(huì)產(chǎn)生一維的拉應(yīng)力，而承受剪力和扭矩等的受力結(jié)構(gòu)則會(huì)產(chǎn)生主拉應(yīng)力，以上這兩種力即是裂縫出現(xiàn)的誘發(fā)因素。通常來(lái)看，相應(yīng)的裂縫主要出現(xiàn)在截面等部分，因截面形狀的不同，相應(yīng)的荷載裂縫的形態(tài)也各有差異。

1.2 混凝土收縮引起的裂縫

這樣的裂縫比較常見(jiàn)，例如塑性收縮和縮水收縮以及自生收縮等，而其中尤以塑性和縮水等裂縫出現(xiàn)的可能性最大。通常情況下，澆筑混凝土4～5 h后的一段時(shí)間里，水泥的水化反應(yīng)最為激烈，在這樣的一個(gè)過(guò)程中即會(huì)形成分子鏈，而水分則會(huì)呈現(xiàn)為急劇蒸發(fā)的狀態(tài)，相應(yīng)的骨料則會(huì)出現(xiàn)下沉，但混凝土尚未達(dá)到既定的硬化標(biāo)準(zhǔn)，這樣的一種情況即是塑性收縮。隨著骨料下沉被鋼筋阻擋，即會(huì)在沿鋼筋方向出現(xiàn)裂縫，而這就是塑性收縮裂縫。這樣的裂縫主要是在內(nèi)部混凝土約束的條件下逐步形成，而外部表面混凝土則需承受較大的拉力，內(nèi)部受力超過(guò)外部時(shí)即會(huì)導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)。

1.3 溫度變化引起的裂縫

對(duì)于混凝土橋梁來(lái)說(shuō)，因涉及到諸多的混凝土澆筑，而澆筑時(shí)即會(huì)出現(xiàn)水化熱的現(xiàn)象，此時(shí)混凝土的內(nèi)外溫控如果處理不當(dāng)，即會(huì)出現(xiàn)較大的溫差應(yīng)力，而裂縫的出現(xiàn)即與此有關(guān)。

1.4 基礎(chǔ)變形引起的裂縫

對(duì)于橋梁工程來(lái)說(shuō)，因其跨度較大且基礎(chǔ)豎向存在著不均勻沉降或是水平方向位移等的不良情況，因此即會(huì)出現(xiàn)較大的附加應(yīng)力，隨著這樣的應(yīng)力超過(guò)結(jié)構(gòu)的承受限度，結(jié)構(gòu)即會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂。通常來(lái)看，基礎(chǔ)沉降變形主要與地質(zhì)差異較大或勘察不清等有關(guān)，另外也與結(jié)構(gòu)荷載等方面有著很大的關(guān)系。

1.5 施工工藝質(zhì)量引起的裂縫

（1）支架方面未能壓實(shí)且基礎(chǔ)承載方面并不符合現(xiàn)實(shí)的所需，進(jìn)而導(dǎo)致支架部分出現(xiàn)不均勻的沉降;（2）支架的剛度和強(qiáng)度等并不符合現(xiàn)實(shí)的所需，而混凝土澆筑時(shí)因自重造成模型變形;而通過(guò)硬拆的方式拆模即會(huì)出現(xiàn)裂縫;（3）混凝土攪拌以及運(yùn)輸?shù)臅r(shí)間過(guò)大的話，即會(huì)使混凝土的坍落度下降，相應(yīng)的和易性也不能達(dá)到較為理想的效果;（4）混凝土的配合比并不符合既定的要求，且水泥和碎石等各類材料也未達(dá)到既定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);（5）隨意調(diào)整水灰比，進(jìn)而使得混凝土的凝結(jié)硬化等不能正常推進(jìn);（6）混凝土的分層和分段澆筑也不符合既定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，且施工縫的處理也極不規(guī)范;（7）振搗方面不均勻且有蜂窩和麻面等的不良情況，進(jìn)而大大影響了截面的承載力;（8）后續(xù)的混凝土養(yǎng)護(hù)未能高效地推進(jìn)，進(jìn)而使得混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度未能得到預(yù)期的效果。

1.6 鋼筋銹蝕引起的裂縫

通常來(lái)看，橋梁結(jié)構(gòu)保護(hù)層如果過(guò)薄以及密實(shí)性不佳的話，混凝土內(nèi)部的鋼筋即會(huì)出現(xiàn)銹蝕，此時(shí)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)即會(huì)脹裂，隨之即會(huì)產(chǎn)生縱向裂縫，其即是因鋼筋銹蝕逐步形成。

1.7 構(gòu)件不能自由伸縮引起的裂縫

通常情況下，現(xiàn)澆橋梁混凝土在達(dá)到一定強(qiáng)度以后就應(yīng)盡快拆除臨時(shí)支座，否則即會(huì)因梁體不能自由伸縮引起裂縫的不良情況。除此之外，因施工材料和氣候變化等方面也會(huì)導(dǎo)致裂縫的出現(xiàn)，因此應(yīng)立足于現(xiàn)實(shí)的情況展開(kāi)針對(duì)性的防控。

2 裂縫防治措施

在橋梁工程施工的階段中，針對(duì)于裂縫問(wèn)題需要從設(shè)計(jì)層面做好裂縫的控制，并且在施工的階段中嚴(yán)格的根據(jù)混凝土施工工藝的要求做好技術(shù)管理，并且在澆筑完成之后還需要從養(yǎng)護(hù)層面做好溫度控制的裂縫防范。

2.1 設(shè)計(jì)防裂控制措施

要想切實(shí)地規(guī)避荷載裂縫的出現(xiàn)，應(yīng)盡可能地加強(qiáng)結(jié)構(gòu)突變或斷面突變的防控，且應(yīng)落實(shí)好細(xì)部的精細(xì)處理。特別是轉(zhuǎn)角部位，應(yīng)設(shè)置成圓角并落實(shí)好漸變過(guò)渡，這樣才能有效地規(guī)避裂縫等的不良情況。與此同時(shí)，還應(yīng)增加構(gòu)造配筋，特別是薄壁結(jié)構(gòu)，這樣混凝土即能達(dá)到較為突出的抗裂性。另外，還應(yīng)加強(qiáng)鋼筋銹蝕等引起裂縫的防控，這方面的工作可通過(guò)裂縫寬度的設(shè)計(jì)進(jìn)行，且應(yīng)保障保護(hù)層以及防腐混凝土等處理的精細(xì)與高效。

2.2 施工防裂控制措施

2.2.1 鋼筋綁扎

鋼筋綁扎之前，應(yīng)先落實(shí)好精細(xì)的除銹工作，以最大程度地保障鋼筋質(zhì)量的達(dá)標(biāo)。鋼筋在加工場(chǎng)集中成型處理后運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝，安裝應(yīng)嚴(yán)格把控鋼筋的間距，同時(shí)還應(yīng)保證規(guī)格以及型號(hào)等與既定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的一致。另外，還應(yīng)進(jìn)行預(yù)先的測(cè)試和試驗(yàn)，以在正式施工時(shí)進(jìn)行針對(duì)性的防控。由此可見(jiàn)，鋼筋層間應(yīng)留有一定的間距，且應(yīng)確保鋼筋外層與模板之間墊層等布置的穩(wěn)定與高效。

2.2.2 模板的安裝與拆除

具體處理的過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)模板和支架等承載力以及剛度的精細(xì)審核，切勿依經(jīng)驗(yàn)生搬硬套地進(jìn)行。支架以及夾具應(yīng)牢固布置，正式施工之前應(yīng)落實(shí)好精細(xì)的預(yù)壓處理，從而為立模等的高效實(shí)施提供有利的條件。對(duì)于模板的安裝應(yīng)確保緊密和規(guī)范，這樣混凝土等相關(guān)的處理才能保障均勻。另外還應(yīng)注意的是，模板和其他支架的拆除也應(yīng)遵照既定的技術(shù)方案進(jìn)行，只有達(dá)到既定的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)后才可拆除模板。

2.2.3 混凝土的澆筑

進(jìn)行混凝土澆筑之前應(yīng)先對(duì)模板和支架以及保護(hù)層的厚度等進(jìn)行精細(xì)的檢查，確定沒(méi)有任何問(wèn)題后才可進(jìn)行混凝土的澆筑。混凝土的拌和也應(yīng)確保達(dá)到既定的澆筑要求，澆筑的過(guò)程中應(yīng)落實(shí)好鋼筋和模板等各個(gè)方面的布置，以為混凝土等的高質(zhì)量澆筑提供有利的條件。對(duì)于大體積混凝土的澆筑來(lái)說(shuō)，還應(yīng)關(guān)注分層澆筑的精細(xì)布置，后續(xù)的分層振搗也應(yīng)落實(shí)到位，且應(yīng)確保散熱等處理的規(guī)范與嚴(yán)謹(jǐn)，從而為溫度裂縫等不良情況的有效防控等提供基礎(chǔ)的保障。值得注意的是，在混凝土澆筑的階段中，還需要嚴(yán)格的規(guī)范澆筑工藝的操作方式，并且對(duì)澆筑的量進(jìn)行確定。保證澆筑的順序滿足實(shí)際要求，同時(shí)如果混凝土稠度過(guò)高，就適當(dāng)?shù)脑黾右恍┧只蛘呤腔炷吝^(guò)于松散則需要增加一些凝聚劑，如此才能夠提高混凝土的澆筑效果。

2.2.4 混凝土的養(yǎng)護(hù)

混凝土在終凝后應(yīng)及時(shí)展開(kāi)養(yǎng)護(hù)，通過(guò)覆蓋和灑水等的處理更為高效地推進(jìn)養(yǎng)護(hù)處理，以將急劇干燥和溫度急劇變化等造成的不良影響降到最低。需要注意的是，硅酸鹽或礦渣等類型水泥拌制的混凝土，相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)控制在7 d左右，且應(yīng)根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況適當(dāng)增加養(yǎng)護(hù)時(shí)間。對(duì)于在抗?jié)B方面有特殊要求的混凝土，養(yǎng)護(hù)時(shí)間則應(yīng)控制達(dá)到14 d。對(duì)于冬季等特殊條件，相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)應(yīng)做好保溫和保濕處理，這樣所達(dá)到的養(yǎng)護(hù)效果才會(huì)更為理想，且能有效地規(guī)避裂縫等不良情況的出現(xiàn)。

2.2.5 其他措施

在橋梁設(shè)計(jì)階段需要對(duì)施工順序產(chǎn)生的內(nèi)力進(jìn)行研究，并且嚴(yán)格的根據(jù)施工方案要求進(jìn)行施工。不能夠在項(xiàng)目開(kāi)展的時(shí)候改變施工的順序，以免由于附加應(yīng)力不足而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)開(kāi)裂問(wèn)題。另外在施工技術(shù)方案應(yīng)用的階段中，需要結(jié)合實(shí)際調(diào)整施工方案的應(yīng)用方式，同時(shí)根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際要求做好溫度控制以及澆筑之后的養(yǎng)護(hù)控制，如此才能夠保證整體工程質(zhì)量，滿足于建設(shè)需要。

3 結(jié)語(yǔ)

在橋梁工程項(xiàng)目施工的階段中涉及到的混凝土工程量比較大，如果混凝土在澆筑環(huán)節(jié)由于各方面操作不當(dāng)就會(huì)出現(xiàn)裂縫問(wèn)題，所以需要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)裂縫防治技術(shù)進(jìn)行分析，保證裂縫問(wèn)題能夠避免。在上面分析中，對(duì)橋梁工程，混凝土裂縫控制技術(shù)進(jìn)行了深入的探討，目的在于提高橋梁工程混凝土質(zhì)量，強(qiáng)化橋梁結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性。

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