白文豹
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橋梁大體積混凝土裂縫的形成不僅會(huì)影響整個(gè)橋梁的強(qiáng)度與使用壽命,而且極有可能會(huì)造成一些嚴(yán)重的安全事故。而大體積混凝土裂縫的形成,除了因混凝土材料本身的特性外,還有因人為失誤而導(dǎo)致的混凝土開裂。因此,必須針對(duì)不同的裂縫成因,采取針對(duì)性的措施,并做到層層把關(guān),也才能有效避免混凝土的開裂問題,從而確保大體積混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。
經(jīng)過水化反應(yīng)以后,混凝土存在較大可能將會(huì)表現(xiàn)為內(nèi)溫降低的趨勢。在此狀態(tài)下,受到外部約束力以及周邊圍巖給底層混凝土帶來的顯著影響,則會(huì)引發(fā)程度較重的收縮變形。除此以外,如果混凝土目前存在的抗拉強(qiáng)度并沒有超過最大的收縮應(yīng)力,那么裂縫就會(huì)由此而產(chǎn)生。如果內(nèi)外溫差相對(duì)較大,則逐漸擴(kuò)大的混凝土裂縫就會(huì)減損建筑物的穩(wěn)定性,甚至威脅到大體積混凝土建筑物應(yīng)有的安全性。經(jīng)過上述分析,可見混凝土裂縫的最關(guān)鍵成因就在于外部約束力以及內(nèi)外溫差的突然增大[1]。
由于水泥在固化過程中會(huì)由于其所具有的水化作用而形成一定程度的熱量,因混凝土屬于導(dǎo)熱系數(shù)較低的材質(zhì),此類熱量在混凝土中的聚集,會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度與外部溫度差距逐漸拉大,而隨著混凝土內(nèi)外部溫差越來越大,其膨脹收縮系數(shù)的不同也會(huì)加大,這樣就會(huì)產(chǎn)生越來越多應(yīng)力在混凝土內(nèi)外部之間聚集,形成一定的內(nèi)部應(yīng)力,從而引發(fā)裂縫產(chǎn)生。假如混凝土收縮方面的拉應(yīng)力相對(duì)較大,還能夠在混凝土中心部位產(chǎn)生高應(yīng)力區(qū),假如這種情況下該部位的拉力超過混凝土強(qiáng)度能夠承受的上限,就會(huì)出現(xiàn)裂縫。
基礎(chǔ)沉降。橋梁基礎(chǔ)土質(zhì)為不良土質(zhì)而又未進(jìn)行妥善處理,或因回填土不密實(shí)、積水浸泡等導(dǎo)致基礎(chǔ)發(fā)生沉降;或因基礎(chǔ)支架、支撐變形出現(xiàn)不均勻下沉而導(dǎo)致形成裂縫。澆筑振搗不密實(shí)。大體積混凝土流動(dòng)性差,而澆筑及振搗時(shí)間又過快,使得硬化前混凝土沉實(shí)不充分,硬化后混凝土各部位受力不均,致使在完成澆筑后的一段時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)裂縫;另外,模板拆除時(shí)間過早或過快,而混凝土又未達(dá)到足夠的強(qiáng)度,致使構(gòu)件在重力的作用下生成裂縫;此外,混凝土振搗不密實(shí),使得混凝土各部位收縮不一致形成裂縫,或超振造成混凝土離析,使表層失水過快導(dǎo)致收縮形成裂縫。
防治基礎(chǔ)不均勻沉降.施工前,必須對(duì)施工現(xiàn)場地質(zhì)進(jìn)行細(xì)致勘察,了解施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況與土質(zhì)特征,一旦遇到不良地質(zhì)、軟弱地層、土質(zhì)不均勻或回填不密實(shí)等情況時(shí),應(yīng)及時(shí)采取有效的應(yīng)對(duì)措施,確保地基滿足橋梁設(shè)計(jì)要求,同時(shí),加強(qiáng)橋梁基礎(chǔ)四周的引排水,防止地面水的不利影響而導(dǎo)致基礎(chǔ)沉降。嚴(yán)格控制澆筑與振搗.首先,采取分層澆筑,減慢澆筑速度,減小澆筑層厚度,借助澆筑層面提高混凝土的散熱率,從而減少混凝土裂縫的生成;其次,混凝土澆筑應(yīng)避免在雨天進(jìn)行,嚴(yán)格把控混凝土入模時(shí)的溫度及坍落度,并加強(qiáng)振搗,確保振搗時(shí)間、插入深度等滿足規(guī)范要求,杜絕因過振及漏振而導(dǎo)致的混凝土不均勻、不密實(shí)。另外,澆筑后,應(yīng)及時(shí)清理表面較厚的水泥浮漿,防止由此而導(dǎo)致大體積混凝土表面出現(xiàn)龜裂[2]。此外,完成混凝土澆筑及拆模后,應(yīng)立即采取養(yǎng)護(hù)措施,并按規(guī)定做好相關(guān)的保溫保濕措施。
就體積較大的承臺(tái)混凝土工程來說,導(dǎo)致其出現(xiàn)后續(xù)固化過程中發(fā)生裂縫的原因,主要跟實(shí)用的建筑材料的性質(zhì)有關(guān),如果在施工材料的實(shí)用上,選擇使用低熱化的水泥作為建筑材料,其凝固過程中發(fā)生的水化熱現(xiàn)象會(huì)大大降低,而且在材料配比上如果給予一定的措施用來有意識(shí)地控制其耐久性、強(qiáng)度、則可以起到有效地改善材料物理性質(zhì),預(yù)防裂縫出現(xiàn)的作用。首先在水泥的選用方面,應(yīng)選用單位發(fā)熱量相對(duì)較低的水泥用作施工建設(shè)材料,這樣可以避免水泥固化過程中發(fā)熱量聚集而產(chǎn)生裂縫。其次在骨料選用方面,選擇連續(xù)級(jí)配的粗骨料跟中砂與細(xì)骨料進(jìn)行配比,科學(xué)控制粗細(xì)骨料方面的含沙量與含水量配比,通過合理的配比方案實(shí)用,能夠有效改善混凝土的物理性質(zhì),從而提高其抗裂能力。第三,在摻合料方面,可以在摻和料當(dāng)中添加進(jìn)一定比例的粉煤灰用于改善材料的物理性能,防止其凝固過程中出現(xiàn)裂縫。第四,在外加劑方面,可以通過在混凝土里面加入一定比例的減水劑用于調(diào)整其拌和情況下的和易性,減少材料中的含水量,也能夠有效控制混凝土凝固過程中的內(nèi)外部溫差擴(kuò)大現(xiàn)象發(fā)生,從而起到防范裂縫的目的。
一方面,在混凝土中加入一定比例的外加劑、增強(qiáng)劑等,以有效提升混凝土的抗裂性能。其中,外加劑主要有緩凝劑、減縮劑以及膨脹劑等,增強(qiáng)劑主要是各種纖維?,F(xiàn)階段,聚羧酸系減水劑是使用較為頻繁的減水劑,其除了能起到一定的緩凝作用外,還能夠在很大程度上減少混凝土的收縮。膨脹劑不僅能防止出現(xiàn)早期開裂,而且還能大大提高混凝土的抗?jié)B性能[3]。減縮劑能夠從根本上減小混凝土硬化過程中出現(xiàn)的干燥收縮現(xiàn)象,因此,可以有效抑制混凝土收縮開裂。另一方面,大體積混凝土可通過二次抹面工藝,有效降低混凝土表面的收縮裂縫。
在全過程的橋梁施工中,如果要做到妥善監(jiān)管并且有序控制此類的裂縫現(xiàn)象,則需從源頭入手來增強(qiáng)溫控工作與日常養(yǎng)護(hù)的力度,如此才能夠增強(qiáng)混凝土材料固有的耐久性與其他各項(xiàng)特征,最終確保達(dá)到優(yōu)良的橋梁施工整體效果。