现浇混凝土桥面施工裂缝的预防施工

2020-11-06钱伦

甘肃科技纵横 2020年9期

摘要：混凝土作为非匀质材料，在实际应用中具有脆性大、弹性模量高、抗拉强度低的特点，因此会很容易受到外界因素的影响而发生现浇混凝土裂缝问题。而由于混凝土材料抗压强度较高，可以浇筑成任意形状，耐火性高，不易老化，又被广泛使用在桥面工程中。为保证现浇混凝土桥面工程的综合质量，就要针对现浇混凝土桥面施工裂缝问题制定针对性预防措施，通过预防施工，降低裂缝出现概率，保证工程质量。对此，本论述在研究中以现浇混凝土桥面施工为核心，列举工程案例，分析现浇混凝土桥面施工裂缝产生的原因，提出现浇混凝土桥面施工裂缝的预防措施，防止现浇混凝土桥面裂缝的发生，提高施工质量，并为相关研究人员提供一定的借鉴和帮助。

关键词：现浇混凝土;桥面施工;裂缝;预防施工

中图分类号：U445.57

文献标志码：A

裂缝是现浇混凝土桥面施工中的常见质量缺陷，不仅会降低桥面美观度，而且雨水很容易从裂缝处进入到现浇混凝土桥面内部，加大裂缝深度和宽度，甚至会出现桥面坑槽，对桥面行车安全造成极大的安全隐患。因此，探究现浇混凝土桥面施工裂缝的预防施工具有非常重要的现实意义。

1工程概况

本工程为K29+062巴藏白龙江大桥桥面施工，G345线峰迭至代古寺公路工程FDZCB-1标段位于甘肃省甘南自治州舟曲县和迭部县境内，起点位于法官学院西侧与G345线峰迭至代古寺公路试验段终点对接，起点桩号为K20+000，终点于代古寺，与宕吕至迭部二级公路S210线相接，终点桩号K46+623.983，短链12.983m，路线全长26.611km。全线共设置桥梁7013.75m/32座，其中特大桥1087.5m/1座，大橋534lm/17座，中桥369.25m/5座，小桥216m/9座。K29+062巴藏白龙江大桥，起止桩号为K28+758.25-K29+365.75，全桥长607.5m，拱四联（5*30+5*30+5*30+5*30），桥面净宽11m，荷载等级为公路-l级;桥梁下部结构桥台采用肋板台，桥墩采用柱式墩，墩台采用桩基础，上部结构采用预应力混凝土连续小箱梁;桥台及5、10、15号墩采用LNR（H）-d320*118滑动型水平力分散型橡胶支座，其余桥墩采用HDR（I）-d420*187-G1.O高阻尼隔震橡胶支座;0、20号桥台采用D80伸缩缝，5、10、15号桥墩采用D160伸缩缝。桥梁桥面结构层为8cm厚C50混凝土+防水层+10cm厚沥青混凝土。

2现浇混凝土桥面施工裂缝形成原因分析

早期现浇混凝土塑性变形裂缝和混凝土水灰比、砂率、水泥用量、拌制湿度与温度、风速等因素有关，在混凝土浇筑后，由于暴露在外界环境中，在温度、湿度、化学反应等共同影响下，使得混凝土发生温度收缩、干燥收缩以及化学收缩，在收缩过程中受到弹性拉应力的影响，弹性拉应力高于混凝土抗拉强度，或是收缩应变力高于混凝土极限拉应力的情况下，就会出现混凝土表面裂缝问题。特别是在混凝土浇筑后的24h内，混凝土终凝后形成微裂缝，受到混凝土内应力的影响而继续发展，最终呈现出多个大小不一的裂缝，裂缝宽度为2-8mm，长度为20-100cm，具体原因如下。

2.1混凝土表面干燥收缩

在夏季干热环境或是大风环境下，很容易造成混凝土表面干燥收缩，进而形成现浇混凝土桥面施工裂缝问题。一方面，在混凝土配比制作中，水灰比不合理、砂率大、水泥用量多都会增加混凝土收缩量;另一方面，环境因素对混凝土质量影响较大，环境湿度低，水泥浆体收缩量就大，特别是桥面板上方的混凝土可能由于温度升高或是风速较大，使得混凝土过于干燥，表面水分快速流失，由于外表面干燥扩散而造成变形裂缝问题。

2.2温度差形成的收缩应力

在现浇混凝土桥面施工中，混凝土板会由于气温下降或降雨因素，形成混凝土表面温度和内部温度差距较大，形成温度收缩应力，一旦温度收缩应力超过混凝土表面抗拉应力，就会形成混凝土表面不规则收缩裂缝。相反，在施工温度环境和混凝土表面温度差距小的情况下，温度收缩应力始终在混凝土表面抗拉应力范围内，就会降低早期裂缝的形成。

2.3水泥水化反应

在混凝土制作拌合中，水泥水化反应会释放出大量热量，随着水化反应的深化，大量热量聚集在混凝土拌合料中，迫使混凝土形成内部温度梯度，提高了混凝土的压应力与拉应力。

一旦混凝土拉应力高于混凝土自身的抗拉强度，就会形成混凝土表面裂缝。对此，在混凝土生产制作中，尽量选择活性强的水泥，因为水热化高的水泥在混凝土凝结过程中会形成收缩变形，使混凝土内部应力分布失衡，进而造成裂缝问题。

3现浇混凝土桥面施工裂缝预防施工技术

3.1C50混凝土配合比设计

在混凝土制作中，要控制混凝土收缩量，防止混凝土裂缝，在实验室确定混凝土配合比，本工程选择原材料如表1所列。

（1）混凝土配制强度

在混凝土配合比设计中，要明确混凝土配制强度，计算公式为：fcu，o=fcu，k+1.645σ，其巾σ=6，代入公式得到其强度为69.9MPa。

（2）水灰比

混凝土水灰比为W/C，即为：W/C=Afce/fcu，o+ABfce，将A=0.46、B=0.07、fce=54.0MPa、fcu，o=69.9MPa代入到公式中，得到水灰比为34.7%。

（3）混凝土用量

设1m3的混凝土用量为mw，以190mm塌落度为准，得到mw0= 215+9×2.5=237.5kg，加入2.0%减水剂，其减水率为30%，即为：mw0=237.7×0.7=166.4kg，mco=mwo÷（w/c）=166.4÷0.347=479.5kg.

（4）粗细骨料配比

根据粗细骨料配比公式：

mco/pc+mgo/pg+mso/ps+mwo/pw+0.01α=1，

p。pg p;p。

s/a=mso/mso+mgo×100%;

其中pc=3000kg/m3;pg为石子表观密度，为2700kg/m3;ps为表观密度，为2600kg/m3;pw=1000kg/m3;α代表含气量，取值为1≤α≤2，本工程取1.5，则得到：

mgo=1033.1kg

mso=717.9kg

mco=479.5kg

mwo=166.4kg。

由于本工程选择6%粉煤灰与6%硅灰，可以取替一定量的水泥，最终得到：

mgo=1033.1kg

mso=717.9kg

mco= 479.5kg

mwo=166.4kg，

且硅灰为28.77kg，粉煤灰为28.77kg，减水剂为9.59kg。

（5）砂率

在砂率计算巾，根据工程经验，坍落度超过60mm的砂率，每增加20mm坍落度，其砂率就会增加1%，以此为标准进行调整，砂率范围为：35%-45%，综合考虑，本工程选择41%砂率。

根据控制水热化反应和收缩量的要求，确定混凝土配合比为：

mc：mw：mg：SF：FA：减水

=1： 0.39：1.70：2.45：0.0068：0.0227。

3.2混凝土浇筑

为防止现浇混凝土桥面施工出现裂缝问题，在混凝土浇筑中，要制定具体的浇筑施工方案，采用有效的預防措施，如下所示：第一，确定混凝土浇筑顺序，采用分层浇筑方案，合理协调分缝分块，减少浇筑厚度，有利于混凝土浇筑面散热，预防温度应力的发生，防止一次性浇筑造成的混凝土表面裂缝;第二，为了避免混凝土由于温度差形成的内部拉应力过大，施工人员可以在混凝土内部铺设降温水管，将水管内输入冷水，达到混凝土降温的作用;第三，合理控制混凝土浇筑顺序，防止高差过大或是侧面暴露过大，提高混凝土收缩量，水分过度流失。与此同时，施工人员要观察钢筋位置，禁止施工机械或是现场人员撞到钢筋，造成钢筋位移而形成混凝土保护层开裂。值得注意的是，在混凝土浇筑巾，施工人员不能随意加水，尽量不要在高温天气开展混凝土浇筑施工，浇筑过程巾要及时移动混凝土布料管，避免出料口混凝土过于集中而造成凝结问题，影响混凝土浇筑质量。在混凝土抹压过程中，选择适当的振捣器，保证基层模板充分湿润，振捣完成后，混凝土初凝时用木刮刮平混凝土面层，使得混凝土面层充分密实，在终凝前开展二次抹压，压力大于第一次抹压，提高混凝土面层密实程度，防止混凝土表面裂缝的出现。

3.3混凝土养护

为防止现浇混凝土桥面发生裂缝缺陷，在现浇混凝土桥面施工中必须加强混凝土养护工作，保证施工质量。第一，在浇筑完成12h内实施混凝土养护作业，在混凝土面层覆盖一层塑料膜，起到混凝土表面保湿养护作用，根据水泥品种制定养护时间，且做好洒水养护工作，使得混凝土始终为湿润状态。在混凝土二次振捣抹压完成后，施工人员立即将塑料膜覆盖到混凝土表面，防止混凝土水分的流失，并洒水辅助养护，之后在混凝土表面铺设草席，上面再铺设塑料膜;第二，结合具体施工情况，施工人员可以采用蓄水养护法，在混凝土内部设置冷水管，在混凝土终凝时期，往冷水管中注入适量冷水进行混凝土内部降温，减少混凝土内外温差，进而防止混凝土裂缝问题;第三，针对冬季时期，要做好混凝土保温措施，结合施工实际情况运用蓄垫养护法、暖棚养护法、覆盖养护法和电热养护法，防止混凝土内外温度差过大。针对平面尺寸大的混凝土，可选择后浇带，每隔20m铺设1m的后浇带，浇筑35d后封闭，形成内部拉力，提高混凝土的抗拉力，防止裂缝问题的发生。

4结束语

综上所述，在现浇混凝土桥面施工中，要加强裂缝预防施工，将现浇混凝土桥面裂缝预防施工措施贯穿到整个施工过程中，了解和分析造成现浇混凝土桥面施工裂缝的根本原因，制定针对性解决措施，延长桥面的使用寿命，保证行车安全，进而提高现浇混凝土桥面施工的综合质量。

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