公路桥梁大体积混凝土常见裂缝与施工控制工艺分析

发表时间:2021/7/21   来源:《城镇建设》2021年3月8期   作者:李文彬
[导读] 根据不同的形成原因
        李文彬
        第十师交通运输服务中心    新疆 北屯市836099
        
        摘要:根据不同的形成原因,公路桥梁大体积混凝土裂缝包括温度裂缝、干缩裂缝、塑性裂缝、沉降裂缝。应当在施工中控制内外环境的温度,严格控制收缩缝的混凝土浇筑工艺,加强混凝土的保温和防风,对地基进行加固和排水。同时还可以采用表面处理法、注浆法、充填法和粘结钢板封闭法来处理裂缝问题。
关键词:公路桥梁;混凝土裂缝;施工工艺

        前言:大体积混凝土的常见裂缝分别是温差形成的温度裂缝、水分差异形成的干缩裂缝、塑性特点形成的塑性裂缝、地基不稳引发的沉降裂缝。在对公路桥梁大体积混凝土进行施工的过程中要对混合料内部和混凝土外部环境的温度进行控制,还要在施工中注意混凝土配置中的水分含量和水泥比例。
1公路桥梁大体积混凝土裂缝类型和形成原因
1.1温度裂缝的形成原因
        体积较大的混凝土内外部温度存在较大的差异,温度差异过大容易使混凝土产生裂缝。由于体积的原因,混凝土内部温度降低速度较慢,外部温度降低速度较快,内部温度会远远高于外部温度,当温度形成的应力比混凝土自身结构强度还要高的时候,就会使大体积混凝土形成温度裂缝。另外,拆除模板的时候也会使混凝土表面温度快速降低,从而产生大量的温度裂缝。
1.2干缩裂缝的形成原因
        当大体积混凝土所处环境的空气湿度较低时,混凝土外部区域的水分会在干燥的环境中快速流失,而混凝土内部区域的水分流失量较少,水分和湿润度的差异会使混凝土出现变形的问题,由外至内的干缩变形会让大体积混凝土在拉应力的作用下产生大量的干缩裂缝。混凝土干缩裂缝的形状通常为平行线状或网状。
1.3塑性裂缝的形成原因
        当大体积混凝土处于凝结的状态下时,混凝土外部的水分流失会使混凝土在一定程度上收缩,但是因为混凝土具有塑性的特点,所以混凝土会受到拉力的影响,在大体积混凝土外部出现大量塑性裂缝。若是混合料有着较大的水泥活性和较低的水灰比,会使混凝土塑性裂缝更加严重。混凝土塑性裂缝一般会出现在干燥、高温和风力较高的环境中,塑性裂缝呈现出中间裂缝较宽和两侧裂缝较细的特点。
1.4沉降裂缝的形成原因
        当地基的土层结构不稳定且土质较为松软时,公路桥梁非常容易出现沉降的情况,如果回填夯实处理不够充分,就会使公路桥梁发生沉降和地基不稳的问题。大体积混凝土的沉降裂缝具有极强的贯穿性,而且沉降裂缝还具有较深的裂缝深度,沉降裂缝的存在会对公路桥梁结构的稳定性产生很大影响,严重威胁公路桥梁的施工安全和通行安全。
2公路桥梁大体积混凝土裂缝控制的施工工艺
2.1混凝土温度裂缝的控制
        对混凝土温度裂缝进行控制需要严格控制混凝土的配置比例、拌和的温度以及施工过程中的温度。首先,要按照科学合理的配置比例来配置混凝土,应当根据公路桥梁工程对混凝土的具体需求调整配置材料中的水泥用量,可以使用低水化热的水泥材料,将一定量的矿渣粉和粉煤灰加入低水化热水泥之中,还可以使用高性能减水剂,将其放入混合料里,以此来调整水泥材料的使用量。其次,要对混凝土拌和过程中的温度进行控制,当公路桥梁混凝土施工现场的温度较高时,混凝土很容易出现拌和不均匀的情况,需要在存放材料和拌和的过程中对混凝土原材料进行覆盖处理,避免阳关直接照射到混凝土材料上。为了降低施工现场环境的温度,可以通过洒水进行降温。

混凝土搅拌应尽可能使用深井水,通过使用深井水控制和调节对混凝土混合料的温度。
        在大体积混凝土的浇筑施工中,应当尽量在阴天的气候环境下进行浇筑,入模过程中的温度要稳定为24℃,具体浇筑的时候要分不同层完成浇筑,每层浇筑的厚度约为40-50cm,开始浇筑之后要持续进行浇筑,中间停止浇筑的时间要低于2.5h。混凝土裂缝很容出现在钢筋上部分区域,所以要在初凝之前进行二次抹面。在浇筑施工完成后,可以使用冷却管循环水,调整进水口的压力和进出水管的温度,要保证温差处于5-10℃范围内。降温之前要先检查管孔里的温度,避免管口内的水温和外部环境的温度差异超过25℃,要使用循环水实现降低温度的目的。注水降温的时候要保证每间隔4h就测量一次水温,当温度开始逐渐降低的时候就可以停止继续降温。浇筑后的混凝土要有不低于14天的养护时间,养护过程中也要控制好环境的温度和湿度[1]。
2.2混凝土干缩裂缝的控制
        大体积混凝土干缩裂缝的控制施工中,施工人员要严格按照水泥和水的配比进行配置,可以在混合料中添加一定量的减水剂。在浇筑混凝土的时候,施工人员要控制好混凝土的收缩缝,要先将水泥砂浆铺到横向施工缝中,同时要控制好第一层水泥砂浆的厚度,使水泥砂浆的灰砂比与混凝土的灰砂比相等同,适当减小水泥砂浆的水灰比。接下来要浇筑下一层的混凝土,对第二层浇筑的混凝土进行捣实处理,避免混凝土出现干缩裂缝,浇筑完成后应做好混凝土的养护工作。
2.3混凝土塑性裂缝的控制
        大体积混凝土塑性裂缝可以从水泥品种上进行控制,施工人员可以使用水热化低的硅酸盐类水泥,这种水泥具有较低的干缩值,在强度方面也具有一定优势。混凝土浇筑结束后需要使用草帘等覆盖物,将其覆盖到浇筑后的混凝土构件上,通过覆盖对混凝土进行保温,避免大体积混凝土出现大范围的塑性裂缝。施工人员还可以通过挡风方法来防止塑性裂缝的产生,充分利用施工场地中的脚手架安全网,将其放置在混凝土的周围,对附近的冷风进行遮挡[2]。
2.4混凝土沉降裂缝的控制
        公路桥梁大体积混凝土存在不同程度的沉降裂缝,施工人员在对公路桥梁的地基和基坑进行施工的时候,需要采取适当的加固方法对其进行加固和夯实。同时还要加强施工中的排水处理,以免公路桥梁地基中的积水对混凝土的稳定性带来影响,防止大体积混凝土在积水的影响下出现沉降情况和产生沉降裂缝。要尽量避免在冬季进行施工,如果不得不在冬季施工,应当充分考虑地下冻土,保证混凝土施工中的稳定性,最大程度避免大体积混凝土中出现沉降裂缝。
3公路桥梁大体积混凝土裂缝的处理方法
        混凝土裂缝有多种治理方法,表面处理法需要使用一定量的防水涂料或者使用填料,将其涂抹到裂缝部位,对大体积混凝土进行修复,这种方法经常被用于修补较浅的混凝土裂缝。注浆法通常会使用水泥或者树脂材料并将其填充到混凝土裂缝中,宽度较大的混凝土裂缝可以使用环氧树脂和钢钉,以此来加强大体积混凝土结构的稳定性。充填法一般会使用水泥砂浆进行填充,恢复混凝土的结构,充填法在宽度较大的混凝土裂缝处理中具有一定成效。粘结钢板封闭法可以通过钢板对裂缝部位进行黏结,钢板的方向应当与裂缝相垂直。
        结论:公路桥梁大体积混凝土的施工质量会受到温度、水分、原材料性能、配比等多种原因的影响,不同的环境条件会使混凝土产生大量裂缝,混凝土出现裂缝会严重危害公路桥梁的稳定性和安全,对公路桥梁的使用寿命和使用性能带来较大影响,需要严格按照大体积混凝土施工工艺进行施工,对环境条件进行控制。对于已经出现的裂缝,要采取恰当的方法对裂缝部位进行修补和恢复。
参考文献:
[1]匡国文.公路桥梁施工中混凝土裂缝成因与防治措施[J].交通世界,2021(08):108-109+111.
[2]王学儒.公路桥梁大体积混凝土裂缝成因与控制措施[J].工程技术研究,2020,5(05):145-146.
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