道路桥梁施工大体积混凝土裂缝成因及防治对策

2021-01-15李雍贵州路桥集团有限公司第三分公司

环球市场 2021年11期

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当前我国的道路桥梁工程总里程已占据全球第一，并能成功克服各类复杂地形地质条件的束缚，道路桥梁工程在全国范围内得到了广泛的建设运用。然而，在道路桥梁大量建设与使用的同时，各类工程问题及难题的出现在所难免。道路桥梁普遍存在渗漏水、开裂和围岩破损等损坏现象。其中，道路桥梁裂缝病害是影响道路桥梁工程安全的关键。

一、大体积混凝土裂缝控制的重要性

大体积混凝土施工过程，由于各种因素产生的温度在混凝土内部不断累积而又难以快速消散时，常常引起混凝土内部应力集中，从而形成温度裂缝。在混凝土中掺入纤维材料等可以一定程度的减少裂缝的产生，但在生产过程中更应该从工艺上进行优化，保证混凝土结构的实用。有效地控制混凝土内部温度的发展，减小混凝土内外的温差，可以低成本而又有效的抑制混凝土的开裂，从而大幅的提高混凝土的抗裂性和耐久性，这对于工程安全性及工程效益都显得尤为重要。同时做好监测工作，及时解决大体积混凝土温度变化带来的影响，确保混凝土能充分发挥其性能。

二、道路桥梁施工大体积混凝土裂缝成因分析

（一）外界气温变化

温度应力是由温差引起的变形造成的，温差越大，温度应力就越大。大体积混凝土结构施工期间，外界气温的变换情况对大体积混凝土的裂缝产生有重要的影响。如果工程作业的环境气温较高，这样在混凝土浇筑时的入模温度就高，某些地区在施工过程中气温会出现急剧变化，气温下降过快会增加混凝土的降温幅度，如果气温骤降就会使内外部温度梯度有所提高，从而产生应力，如果不及时处理就会聚集，进而产生裂缝问题及施工部位的开裂。

（二）水泥水化热

众所周知，无论选择何种类型的水泥，在水化过程中均要释放出或多或少的热量，水化热尤为突出的莫过于硅酸盐水泥。对于大体积混凝土构件来说，其本身几何尺寸较大，表面系数较小，内部因水泥水化热产生的水化热根本无法及时散失，内部温度最高时间往往在混凝土浇筑完成后的3～5d，产生的热量跟水泥的用量和水泥品种有着直接的关系。当内部出现最高温度时，极容易出现里表温差较大，混凝土表面产生拉应力导致开裂。

（三）塑性收缩

裂缝通常发生在干燥的夏季，炎热或多风，裂缝的形状和大小不固定，中间位置一般较宽，两侧相对较长，最大长度可达2-3m，最小可达到20cm。一般前的具体设置会由于一般前表面的快速失水而导致一定量的收缩现象。此时，水浸现象已不能满足具体要求。如果不采取措施，加适量的水，就会出现裂缝。整个结构温度较高，水泥活性或水灰比低，一旦发生混凝土开裂。

三、道路桥梁施工大体积混凝土裂缝控制措施

（一）原材料控制

第一，水泥。应根据大体积混凝土的特点，设计合理的配合比，在保证混凝土强度的前提下，尽量先用水化热小及收缩小的水泥。目前，在大体积混凝土中，使用较多的是矿渣硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥。除了水泥品种，水泥用量也比较关键。众所周知，混凝土强度随着水泥用量的增加而增加，但水泥用量过多会出现水化热较大的问题，应尽可能地减少水泥用量，有效控制水化热，减少裂缝的产生。第二，外加剂。在保证混凝土强度的前提下，混凝土中可加入适量的缓凝剂、膨胀剂等，通过适当延长终凝时间及补偿混凝土收缩来控制裂缝的产生。第三，外掺料。在混凝土拌制过程中，可适量掺入粉煤灰，通过改善混凝土的和易性和降低水化热来控制裂缝的产生。第四，配合比。配合比设计时，应尽量减少混凝土的用水量，减少水化作用。骨料选用中粗砂和大粒径、级配良好的石子，通过合理的配合比来有效控制裂缝的产生。

（二）控制施工进度

温度变化对大体积混凝土施工进度的影响非常明显。分步浇筑应注意分层间隔。当定点温度下降时，选择合适的时间让顶层混凝土等底面，即最高温度上升后再去底层。最后，底部混凝土的恢复度不超过原最大温升。二次浇铸可分为几层，每层间隔时间不宜过长。如果混凝土没有完全调整，如果要进行下一个施工步骤，则必须在混凝土凝固之前完成浇筑。

（三）温度把控技术

在温度把控过程中，需要能够对其大体积混凝土温度实时测量，这也是在路桥工程大体积混凝土施工过程中，非常重要的技术管理内容。在施工应用温测技术过程中，应该按照不同的层次来测量温度，深入了解大体积混凝土的温度情况，可以利用电阻温度计来获取相应数据，并且通过分布测量方法，来明确测量温度的具体位置，将其标记好。之后，在对整体温度进行测量，以此来保证实测温度能够满足市政路桥工程大体积混凝土在施工过程中的温度标准。

（四）提升浇筑施工质量

首先，在浇筑之前，需要按照工程的实际目的和要求，对大体积混凝土浇筑现场的基本情况进行考虑，制定出科学合理的施工方案，以此保证浇筑的起点、浇筑的厚度都能够符合相关要求，为后续工程顺利开展提供基础支持。其次，在混凝土正式入模之前，为了保证能够提升浇筑施工的实际效果，需要完善相关的测量工作，保证温度处于合理的范围内，塌落度可以满足实际要求，含气量在合格的范围内，综合性能比较良好。只有这些指标全部合格，才能够开展实际施工。此外，需要重视浇筑时自由落体的实际倾落高度，一般需要控制在2 米之内。当高度大于2 米时，为了保证浇筑工作能够顺利开展，可以使用一些工具辅助浇筑，如滑槽、串筒或者是漏斗等辅助施工。最后，需要完善混凝土的振捣相关工作，保证密实并且到位，提升混凝土的实际密实程度，防止裂缝出现。