市政桥梁工程施工中的混凝土裂缝成因与防治措施研究

发表时间:2021/4/30   来源:《城镇建设》2021年第4卷3期   作者:陈国源
[导读] 在实际施工中,裂缝问题普遍存在且不可避免,几乎所有的混凝土构件都是带着裂缝工作的
        陈国源
        华锦建设集团股份有限公司  浙江省宁波市 315040
        摘要:在实际施工中,裂缝问题普遍存在且不可避免,几乎所有的混凝土构件都是带着裂缝工作的,只是大部分的裂缝肉眼看不见,所以不影响结构的使用。而有的裂缝在外界物理、化学因素或者承受压力的影响下,产生拉伸,引起混凝土结构强度的降低,容易引发坍塌事故。为了进一步减小桥梁裂缝问题的对施工建设的影响,本文就混凝土裂缝产生的原因进行分析总结,找出设计、施工中可以优化的细节,对裂缝问题进行控制解决。
        关键词:市政桥梁工程;施工;混凝土;裂缝成因;防治措施;研究
        1桥梁裂缝的有害影响
        混凝土结构工艺已经比较成熟,成为市政桥梁建设中最重要的方法。能够有效缩短施工时间、节约成本,但由于混凝土结构抗拉能力差,容易受到外界因素的影响,产生裂缝。
        (1)市政桥梁出现裂缝问题会影响整体工程结构的统一性和稳定性,虽然一些裂缝开始只存在于结构表面,但是随着时间的积累,该裂缝很有可能会向内部延伸,降低市政桥梁结构的整体性能。
        (2)随着裂缝的深入,会使混凝土结构中的钢筋暴露出来,不但影响了桥梁的美观,而且由于钢筋的耐腐蚀性较差,容易发生断裂,对混凝土结构的整体稳定性造成严重影响。
        (3)当桥梁道路出现比较大的裂缝时,会增加发生坍塌的可能性,对交通安全和事故的发生构成隐患,客观上减少了桥梁的使用年限,造成经济损失。
        2施工中桥梁裂缝问题的成因
        2.1混凝土材料的原因
        混凝土经过浇筑成型以后,其中的骨料会形成一种胶体,这种胶体会从周围的物质中吸收水分,胶体吸水后变大,从内部产生压力,撑破混凝土结构形成裂缝。因此我们在进行混凝土浇筑的时候,要合理的选择骨料。通过研究骨料的成分和性质进行分析,避免形成胶体产生裂缝。可以多考虑使用低碱性的骨料,同时在施工过程中,要对水泥的含碱量进行控制,可以适当地添加添加剂。
        2.2浇筑工艺的影响
        在市政桥梁施工中,在使用大体积混凝土对连续箱梁、基础承台等进行浇筑时,一般采用泵体对混凝土进行输送,为了便于泵体输送,一般在浇筑时,会增加混凝土的坍落度,由于搅拌过程中,顶部振动会造成骨料聚集到下方,使得表面的浆液较多,造成混凝土在收缩时,表面和内部的应力大小不同,从而产生裂缝。这种表面裂缝虽然较浅,不会很大程度的影响混凝土结构的整体承重能力,但是会损坏混凝土结构的形状,降低长久的强度,降低抗渗性能,减少该结构的使用寿命。在施工建造桥梁基础结构和连续箱梁时,浇筑采用的混凝土结构一般体积较大,施工时间较短,在浇筑完成后,水泥和水通过化学作用会产生大量的热量。由于混凝土结构的导热性特别差,产生的热量无法散出,在浇筑完成的一段时间内,温度会不断升高,水分和热量集中在浇筑体内部。而混凝土结构表面散热相对较快,内部和表面形成较大的温度差,开始时,混凝土结构处于塑性状态,弹性模量低,产生的应力较小,产生裂缝的可能性较小,不久后,由于水化作用较慢,产生的热量远远大于散热,或者当气温发生变化,外部降温时,混凝土表面散热加快,会造成内外温度差距巨大,内部混凝土温度较高,会产生体积膨胀,外部混凝土低会产生体积收缩,由此内部产生压应力,对混凝土的表面进行拉伸,由于混凝土结构的抗拉伸属性较低,当超过混凝土的抗拉伸极限时,就会在混凝土表面形成裂痕,这种裂痕在浇筑完成后就会出现,发生较早,深度较浅。
        2.3施工问题造成裂缝
        (1)施工材料的影响。材料问题是混凝土浇筑施工过程中裂缝产生的最直接的因素。骨料等原材料出现问题,裂缝问题的出现就不可避免。


        (2)施工工艺的影响。施工工艺的严格掌握也是减少桥梁裂缝的关键因素,尤其对于桥梁这种大体积的混凝土浇筑工程,在施工中必须掌握施工要点,对施工中混凝土的温度、搅拌时长和速度等进行充分掌握,严格对技术要点进行管理,减少裂缝问题的发生。
        (3)要严格按照市政桥梁的设计图纸进行施工。在市政桥梁建设施工中,工程中出现的裂缝现象与实际施工中的细节有着不可忽视的关系,作业环节中的各个细节都直接影响着裂缝的产生,关联作用主要涉及几个内容,其一,建筑材料的质量问题是施工中最需要工程人员把关的问题,也是桥梁裂缝产生的重要因素之一,混凝土中的水泥骨料,道路上的油料等的质量问题,都会造成桥梁裂缝的产生。其二,施工人员的操作业务水平对于工程质量有着重大的影响,例如混凝土的温度控制,搅拌时长等因素都是混凝土结构体的裂缝产生的因素。
        2.4外在因素
        由于环境的骤变引起气温突降,会使混凝土结构表面与内部的温差过大,容易产生裂缝。雨雪天气对施工的环境和质量都有着严重的影响,影响混凝土浇筑施工,可能会造成裂缝的产生。施工工地周围的生态环境对市政桥梁工程的质量有着一定的影响,主要表现在,其一,周围环境的天气变化会直接影响浇注体内外温度,容易导致裂缝的产生。尤其是对于水泥工料的应用,受周边生态的影响更为直观。其二,施工工地周边地域的气候变化比如突然的降雨或者冰雪,也在一定程度上影响着工程结构的裂缝现象。
        3裂缝的预防措施
        3.1原材料质量的控制
        原材料的质量问题是市政桥梁施工中最需要把控的第一件事,也是裂缝产生的重要因素,所以在施工过程中,要严格对原材料的质量等进行管理,质量问题首先要进行监控,其次要严格保障在混凝土浇筑施工过程中的比例,避免因配比不当产生裂缝。在混凝土搅拌配置时,要严格按照混凝土材料的配比进行施工。在进行混凝土搅拌时,可以适量加入煤灰和适当的混凝土添加剂,不但可以提高传统混凝土的耐久性,还可以减慢温度的上升,提高混凝土的强度和抗拉性,减少裂缝的产生。
        3.2泵送混凝土质量控制
        在市政桥梁的施工过程中,为了降低地理条件的限制,加快工程进度,大多采用泵送混凝土对钢筋混凝土结构连续箱梁进行浇筑。泵送混凝土要求混凝土具有较好的流动性和粘聚性,严格按照混凝土配比设计进行施工。泵送混凝土在装车前要对罐车内的积水进行清理,运送途中,要保持慢速转动,运输时间要进行严格控制,保证混凝土的温度等。在进行浇筑前,要对混凝土的质量进行验收,对车内的混凝土坍落度进行抽检,必须严格控制泵送混凝土的质量,避免浇筑过程中骨料不均或者堵管等对结构体的质量造成影响。
        3.3对温度进行控制
        (1)对骨料的配比进行调整,可以对混凝土内加入适量的煤灰和添加剂以减少水泥的用量,从而降低混凝土浇筑以后内部的水化热。在进行搅拌时,可以将碎石冷却,从而降低混凝土的浇筑温度。当天气炎热时,可以在混凝土内加入缓凝剂,保证混凝土的流动性,在进行浇筑时,可以增加浇筑次数,减少浇筑厚度,保证混凝土内部的散热,对于温度变化较大的区域,可以进行保温或者表面洒水进行降温,防止温差过大造成裂缝产生。(2)合理地进行区域性浇筑。桥梁需要浇筑的结构较大,可以进行合理的分块浇筑,合理安排浇筑时间,避免结构体侧面长时间暴露。
        4结束语
        作为桥梁道路施工建设中最常用的材料,混凝土具有取材广泛、价格低廉、抗压强度高、耐火性好、不易风化、养护费用低等优点,它可以浇筑成各种形状,方便施工。同时由于它抗拉能力差,所以容易开裂导致桥梁的裂缝问题。合理分析裂缝问题发生原因,并采取对应措施解决,以保障市政桥梁应用的安全性,延长其使用寿命。
        参考文献:
        [1]李小虎,窦通宇.市政桥梁施工中出现桥梁裂缝问题的解决措施探讨[J].科技风,2020(13):136~137.
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