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        橋梁施工裂縫的原因和防治措施探析

        2021-12-22 19:24:57邢慶禮
        科學(xué)與生活 2021年8期
        關(guān)鍵詞:施工質(zhì)量

        邢慶禮

        摘要:本文對混凝土橋梁施工裂縫的種類和產(chǎn)生的原因作了分析,在橋梁施工過程中,只要嚴(yán)格控制好材料質(zhì)量、施工工藝、以及現(xiàn)場的施工管理,根據(jù)現(xiàn)場條件,材料特點(diǎn),氣溫等多種因素。只要嚴(yán)格控制好材料采取合理的措施,結(jié)合多種預(yù)防處理措施,就能有效地控制裂縫的產(chǎn)生,保證工程質(zhì)量。供廣大工程技術(shù)人員參考。

        關(guān)鍵詞:橋梁施工;施工裂縫;施工質(zhì)量

        1 前言

        橋梁施工過程中,很容易出現(xiàn)裂縫。裂縫的出現(xiàn)不僅僅影響工程質(zhì)量甚至?xí)?dǎo)致橋梁垮塌?;炷灵_裂經(jīng)常困擾著我們橋梁工程技術(shù)人員。其實(shí),如果采取有效的施工措施,很多裂縫是可以克服和控制的。為了盡量避免工程中出現(xiàn)危害較大的裂縫、少出裂縫,本文盡可能對混凝土橋梁在施工過程中產(chǎn)生裂縫的原因作較全面的分析、總結(jié),以方便施工中做出行之有效的控制辦法,保證工程的質(zhì)量。

        2荷載引起的裂縫

        荷載裂縫產(chǎn)生的原因在于施工過程中,不加限制地堆放施工機(jī)具、材料;不了解預(yù)制結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn),隨意翻身、起吊、運(yùn)輸、安裝,不按設(shè)計(jì)圖紙施工,擅自更改結(jié)構(gòu)施工順序,改變結(jié)構(gòu)受力模式;不對結(jié)構(gòu)做機(jī)器振動(dòng)下的疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算等。

        3溫度變化引起的裂縫

        混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì),當(dāng)外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化,混凝土將發(fā)生變形,若變形遭到約束,則在結(jié)構(gòu)內(nèi)將產(chǎn)生應(yīng)力,當(dāng)應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)即產(chǎn)生溫度裂縫。在某些大跨徑橋梁中,溫度應(yīng)力可以達(dá)到甚至超出活載應(yīng)力。溫度裂縫區(qū)別于其他裂縫的最主要特征是隨溫度變化而擴(kuò)張或合攏。引起溫度變化的主要施工因素有:

        (1)水化熱。出現(xiàn)在施工過程中,大體積混凝土(厚度超過2.0m)澆筑之后由于水泥水化放熱,致使內(nèi)部溫度很高,內(nèi)外溫差太大,致使表面出現(xiàn)裂縫。施工中應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,盡量選擇水化熱低的水泥品種,限制水泥單位用量,減少骨料人模溫度,降低內(nèi)外溫差,并緩慢降溫,必要時(shí)可采用循環(huán)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)部散熱,或采用薄層連續(xù)澆筑以加快散熱。

        (2)蒸汽養(yǎng)護(hù)或冬季施工時(shí)施工措施不當(dāng),混凝土驟冷驟熱,內(nèi)外溫度不均,易出現(xiàn)裂縫。

        4收縮引起的裂縫

        在實(shí)際工程中,混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的。在混凝土收縮種類中,塑性收縮和縮水收縮(干縮)是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因。

        塑性收縮。發(fā)生在施工過程中、混凝土澆筑后4~5h左右,此時(shí)水泥水化反應(yīng)激烈,分子鏈逐漸形成,出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā),混凝土失水收縮,同時(shí)骨料因自重下沉,因此時(shí)混凝土尚未硬化,稱為塑性收縮。塑性收縮所產(chǎn)生量級(jí)很大,可達(dá)1%左右。在骨料下沉過程中若受到鋼筋阻擋,便形成沿鋼筋方向的裂縫。

        縮水收縮(干縮)?;炷两Y(jié)硬以后,隨著表層水分逐漸蒸發(fā),濕度逐步降低,混凝土體積減小,稱為縮水收縮(干縮)。因混凝土表層水分損失很快,內(nèi)部損失慢,因此產(chǎn)生表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮,表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束,致使表面混凝土承受拉力,當(dāng)表面混凝土承受拉力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí),便產(chǎn)生收縮裂縫。

        5施工工藝質(zhì)量引起的裂縫

        在混凝土結(jié)構(gòu)澆筑、構(gòu)件制作、起模、運(yùn)輸、堆放、拼裝及吊裝過程中,若施工工藝不合理、施工質(zhì)量低劣,容易產(chǎn)生縱向的、橫向的、斜向的、豎向的、水平的、表面的、深進(jìn)的和貫穿的各種裂縫,特別是細(xì)長薄壁結(jié)構(gòu)更容易出現(xiàn)。裂縫出現(xiàn)的部位和走向、裂縫寬度因產(chǎn)生的原因而異,比較典型常見的有:

        5.1混凝土保護(hù)層過厚,或亂踩已綁扎的上層鋼筋,使承受負(fù)彎矩的受力筋保護(hù)層加厚,導(dǎo)致構(gòu)件的有效高度減小,形成與受力鋼筋垂直方向的裂縫。

        5.2混凝土振搗不密實(shí)、不均勻,出現(xiàn)蜂窩、麻面、空洞,導(dǎo)致鋼筋銹蝕或其它荷載裂縫的起源點(diǎn)。

        5.3混凝土澆筑過快,混凝土流動(dòng)性較低,在硬化前因混凝土沉實(shí)不足,硬化后沉實(shí)過大,容易在澆筑數(shù)小時(shí)后發(fā)生裂縫,既塑性收縮裂縫。

        5.4混凝土攪拌、運(yùn)輸時(shí)間過長,使水分蒸發(fā)過多,引起混凝土塌落度過低,使得在混凝土體積上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。

        5.5混凝土初期養(yǎng)護(hù)時(shí)急劇干燥,使得混凝土與大氣接觸的表面上出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。

        6橋梁混凝土裂縫的施工防治措施

        6.1材料的控制

        施工工藝是保證混凝土構(gòu)件質(zhì)量的關(guān)鍵、除施工的施工操作應(yīng)嚴(yán)格按照施工技術(shù)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行,對原材料(鋼筋、水泥、砂、碎石、水等)都應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的抽樣檢驗(yàn)。對混凝土配合比應(yīng)進(jìn)行對比試驗(yàn).在高溫下或雨后施工對砂、碎石應(yīng)進(jìn)行含水量實(shí)驗(yàn),及時(shí)調(diào)整施工配合比,確?;炷恋氖┕べ|(zhì)量。

        6.2溫度的控制

        (1)改善骨料級(jí)配,采用干硬性混凝土、加添加劑等措施以減少混凝土中的水泥用量;拌和混凝土?xí)r用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度;熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度,利用澆筑層面散熱;在混凝土中埋設(shè)水管,通入冷水降溫;規(guī)定合理的拆模時(shí)問,氣溫驟降時(shí)進(jìn)行表面保溫,以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度變化;施工中長期暴露的混凝土澆筑體表面或薄壁結(jié)構(gòu),在寒冷季節(jié)采用保溫等措施。

        (2)合理地分縫分塊,避免基礎(chǔ)過大起伏;合理地安排施工工序,避免過大的高差和側(cè)面長期暴露。另外,改善混凝土的性能,提高抗裂能力.防止表面干縮。特別是保證混凝土的質(zhì)量對防止裂縫十分重要。應(yīng)特別注意避免產(chǎn)生貫穿裂縫,出現(xiàn)后要恢復(fù)其結(jié)構(gòu)的整體性是十分困難的。因此施工中應(yīng)以預(yù)防其貫穿性裂縫的發(fā)生為主。

        6.3非結(jié)構(gòu)性裂縫防止措施

        防止塑性沉降裂縫的措施有基礎(chǔ)處理、支架搭設(shè)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)、嚴(yán)格施工.對支架進(jìn)行全面積預(yù)壓以消除非彈性變形;砼中加減水劑減少砼泌水,確保砼保護(hù)層厚度、砼施工時(shí)進(jìn)行二次抹面。防止塑性收縮裂縫的措施有加強(qiáng)早期砼養(yǎng)護(hù)以降低砼中水份蒸發(fā)速率。方法是結(jié)構(gòu)外露面覆蓋麻袋、海綿等澆水濕治養(yǎng)護(hù)。防止溫差裂縫的措施有合理安排砼澆注順序及澆筑速度,在砼澆注的過程中消除部分溫差。夏季施工時(shí)骨料要灑水降溫.冬季施工時(shí)砼表面應(yīng)覆蓋保溫。

        防止干縮裂縫的措施有設(shè)計(jì)部門布設(shè)足夠的控制裂縫的分布筋.施工配合比設(shè)計(jì)時(shí)減小水灰比.盡量增加骨料用量、增大骨料粒徑.施工完成后加強(qiáng)砼的濕治養(yǎng)護(hù)。防止龜裂的措施有配合比設(shè)計(jì)時(shí)水泥用量不宜過多.振搗要密實(shí)而不過振,砼表面泌水及浮漿要及時(shí)清除并注意及時(shí)養(yǎng)護(hù)。

        7結(jié)束語

        以上對橋梁施工裂縫的原因和防治措施進(jìn)行了理論和實(shí)踐上的初步探討,雖然學(xué)術(shù)界對于混凝土裂縫的成因和計(jì)算方法有不同的理論,但對于具體的預(yù)防和改善措施意見還是比較統(tǒng)一,同時(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用效果也是比較好的,具體施工中要靠我們多觀察、多比較,出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié),結(jié)合多種預(yù)防處理措施,混凝土的裂縫是完全可以避免的。在橋梁施工過程中,只要嚴(yán)格控制好材料質(zhì)量、施工工藝、以及現(xiàn)場的施工管理,根據(jù)現(xiàn)場條件,材料特點(diǎn),氣溫等多種因素,采取合理的措施,就能有效地控制裂縫的產(chǎn)生,確保工程質(zhì)量。

        參考文獻(xiàn):

        1、JTGD60—2004公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范

        2、JTGE30—2005公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程

        3、JTJ041—2000公路橋涵施工設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范

        4、JTGF80/1-2004公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)第一冊(土建工程)

        遼寧躍邁建設(shè)工程有限公司 遼寧沈陽 110031

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