桥梁大体积混凝土施工裂缝防治对策

页共15页绪论1.1研究目的及意义1.1.1研究目的如今在混凝土桥梁工程的实践领域中，控制混凝土的施工裂缝已经成为了大家非常关心的技术性问题，如果可以把这个问题解决不仅需要涉及到各方面的学科和领域，还需要对施工时的各项工艺和技术的掌握以及结构学等方面有很深的了解。桥梁发展到现在，许多学者将桥梁施工时的材料进行研究，对于混凝土的结构进行分析谈论，使用科学的手段进行分析，并对其结构进行试验强度状况等，经过科学的研究对于混凝土产生的裂缝原因及承受力值的状况进行谈论，并研究大体积混凝土在温度、力值影响的变化情况，经过试验进行验证分析。因混凝土的施工裂缝是当前施工现场很难避免的质量通病之一，在这些年的施工中一直是大家关注的方向。而对于现有的混凝土裂缝的了解，通常是不够深入的，需要进行更深入的完善相关方面的研究。本人通过对混凝土裂缝所产生的原因进行调查和研究分析，结合我国在建筑工程中新技术的推广使用，全面的分析裂缝产生的原因，有针对性地制定控制裂缝的综合措施。1.1.2研究意义现在的桥梁在施工时，施工阶段或者后期的使用阶段都会出现裂缝，尤其是一些施工的大体积组合件，往往会出现许多裂缝。但是裂缝的出现会影响建筑的美观及建筑的使用寿命，这些对于建筑来说都是需要在后期施工时能尽量减少的，所以桥梁施工时对于裂缝进行控制管理是非常重要的。但是令许多施工行业的人员感到非常困惑的是：随着高强的材料的不断推陈出新和现代技术的不断改革，裂缝问题应该会得到良好的改观，反而在现实施工过程中出现的裂缝问题为什么会越来越多呢？这个问题一度成为很多专家关注的焦点，总结出来了以下几个方面的原因，比如说混凝土桥梁结构设计方向发生的改变、高强度水泥品种的应用、设计师只关注设计结构的极限承载力状态，不重视正常使用极限状态可能出现的潜在问题等等。只有从根本上意识到了裂缝的产生原因，才能避免因工程问题而发生的悲剧情景，最终为建筑行业的发展做出更多更好的贡献。1.2国内外研究现状1.2.1国外研究现状混凝土在桥梁上使用最早是在国外开始的，所以国外比我们的要早，从上个世纪30年代开始，北美大坝进行修建时，施工的工作人员就发现混凝土在进行施工时遇到水时会吸收热量，但是在凝固成型时会释放热量，并且在混凝土固结时，混凝土会收缩体积。在空气中遇冷收缩时，因为温度的变化会出现裂缝，所以会加入火山灰来减少出现裂缝的情况，并且还会在混凝土凝固时通过人工洒水帮助减少混凝土的裂缝产生。以美国为例，美国的混凝土协会就规定混凝土在进行浇筑时需要根据使用情况，解决出现的水化热情况，并解决之后出现的裂缝等情况，保证减少结构在后期使用时出现问题的情况。1.2.2国内研究现状我国目前对于大体积混凝土还没有明确的定义，在国际上，各个国家对于大体积混凝土的定义及针对大体积混凝土的施工所做出的规定也各不相同。根据实际的使用划分，在工业或者一些使用了箱型、设备基础和墙体深入地下的使用混凝土的建筑大体积混凝土建筑。或者更加精确的讲，大体积混凝土建筑就是指的是墙厚比1.5m厚的不超过2m的坝体、工业建筑。并且还有一些水池、地下通道会在温度变化时产生收缩缝，这些也属于大体积混凝土建筑。1.3研究的主要内容本文通过对桥梁大体积混凝土施工裂缝形成的原因和预防措施作初步探讨，并对其进行讨论分析，这些原因产生是多种情况造成的，并不是单单因为一种原因造成的，本次对于产生的主要原因进行分析总结，具体位置：混凝土在进行施工时遇到水时会吸收热量，但是在凝固成型时会释放热量，并且在混凝土固结时，混凝土会收缩体积。混凝土在水化热时热量会在一定的时散失，并且在空气中遇冷收缩时，因为温度的变化会出现裂缝，但是在后期可以通过加入火山灰来减少出现裂缝的情况，并且还会在混凝土凝固时通过人工洒水帮助减少混凝土的裂缝产生。所以本次主要是分析裂缝出现的原因，并对水灰比进行讨论，减少因为混凝土施工时因为温度的差异产生的问题，对于混凝土的养护也会进行讨论。最后，可以得出结论，大体积混凝土结构在进行施工时需要对于材料、配比、养护等方面进一步加强，保证结构在后期的施工中可以优质高效的完成工作，并且还可以减少出现问题的措施。并且在施工过程中应进行更多的观察和比较，并在事后进行分析、总结，控制混凝土裂缝尽量少出现。裂缝形成种类及形成原因桥梁在施工或者使用时会出现裂缝，一般可分为3种：第1种指的是因为外界应力的变化使建筑结构产生裂缝；第2种指的是外部结构或者环境第一次不产生变化，在之后的影响下产生变，使结构产生应力变化；第3种指的是因为外界环境等的变化，使结构产生变形的影响，变形时不产生变化就会产生应力，结构受到应力的影响时达到结构的极限情况，就会产生变形。会使结构的财产等受到影响。2.1设计方面原因裂缝产生的其中一种情况是因为设计方面的原因，会因为设计时考虑到的不到位；计划的力值设计没达到要求或超过设计要求，使结构产生破坏；结构设计的不合理，没有达到使用要求；外界环境在施工时没有周全考虑，建筑结构使用时出现不可控因素，影响建筑的安全。2.2施工方面原因在施工时未按照设计图纸进行施工，导致建筑施工的结构应力与设计要求的结果不符，在混凝土施工过程中振捣不密实，混凝土在进行初期养护时没有达到养护要求，后期拆除支架时进行不正确的拆除顺序；施工机械和材料的堆放不合理，没有进行安全堆放，超荷；预制结构在进行使用时结构的受力点不均匀，施工时的机器不按照要求进行搭接，结构不够稳定；施工不讲究方式方法、在施工时使用的各项项目不按照规范要求来进行，在后切换使用时会因为一些原因就开始出现问题，使构件有缝隙，影响使用寿命。2.3材料性质原因水泥施工时会因为固结异常、膨胀出现异常、水泥砂浆出现离析、泛浆等情况，并且混凝土施工时会出现这些原因都是因为没有按照要求进行施工；混凝土在进行施工时如果养护不充分，就会在初期出现硬化，混凝土的体积也会产生变化；在后期出现干燥收缩。混凝土在进行配料比时比例、密度、空隙率等数据值达不到要求等等，都会使结构产生裂缝。2.4外部环境原因在进行施工时外部环境的变化也会使结构产生影响，比如外界的温度、湿度产生变化，建筑结构构件内外的温度差，钢筋在酸或碱性的影响下发生腐蚀、盐与水的化学作用，汽车对于桥梁的力值，地面产生的磨损，自然因素等对建筑结构的影响使结构产生裂缝。2.5其他影响因素桥梁还会受到其他因素的影响，可以为：汽车等在桥梁行驶时会使桥梁有损耗；在汽车行驶时会撞击机构，使结构产生损坏；桥梁损害时保护层脱落，使内部结构在空气中暴露，发生变形损害等等。这些原因都会使结构产生变形，影响美观与实用。桥梁大体积混凝土施工裂缝的预防混凝土在施工时或者后期使用时产生裂缝是其材料结构的一种特性，让他在使用时完全不产生是不可能的，所以针对其特性需要进行有效预防，减少裂缝的产生。混凝土构件中比较容易产生裂缝的就是构件比较长、大、薄但是强度较高的，现在施工的桥梁工程中往往都具有其中的至少一个特性，比如长度在50m的桥梁就具有四个特性；连续性的钢构件不会使用太长的的距离，有其他三个特性；现在的桥面也是具有四个特性；承台使用时占据的是强度较高的特性；桥面的防撞护栏使用时不具有长、大的特性，具备另外两个特性。必须进行科学的预测和计算，并且在进行设计时需要优化设计和施工方案，确保施工的工序和质量有序的进行。3.1桥梁工程裂缝的预防3.1.1优化设计（1）改良配筋。1）加固薄壁结构时加入抗裂钢筋，通常采用钢筋直径较小的钢筋(10φ12)，钢筋之间的间距使用(@12~@16cm)的，经过这些加固可以使结构抗裂性能明显提高。2）增加温度筋加固大体积混凝土，加固时将钢筋进行分层布置。加固的钢筋会使用直径小、间距小的钢筋，布置方式使用布筋混凝土减低温度变化使结构产生的温度应力带来的变形。3）在结构的角部、错列截面、构件产生变化的位置处、预留孔、截断应力钢筋长产生应力变化截断处等容易出现问题的位置处增加抗裂钢筋，有些空洞较大的位置可在周围增加保护用的角钢。将应力集中的问题解决，减少裂纹。（2）道路的稳定性增加，延长使用寿命。1）在小截面结构(会使用防撞护栏)中根据受力特点有目的的增加应力释放缝，保证结构的安全规范使用。2）后浇缝:当大体积混凝土在施工时，因为构件的原因平面尺寸比较大时，在结构上增加后浇缝，为了结构稳定性需要将结构的外部应力和温度应力降低；在增加混凝土冷却面积的同时，还可以使用结构内部降温，来保证结构的稳定性。3）滑动层及缓冲层:在施工时可以增加滑动层在基础与混凝土，也可以铺设碾压材料。或者在交接的位置处增加缓冲层，可以使用泡沫板进行缓冲，帮助结构分散多余应力，增强稳定性。4）预埋冷却水管用于大体积混凝土、预制T型梁和连续刚构安全性中，对混凝土施加压力，降低混凝土水化热散发的热量。5）主要结构易产生裂缝，对于这部分结构部分混凝土设计时可加入一定的纤维材料，混凝土的抗拉能力提高，减少裂缝的产生。（3）结构方面。1）地质调查局经过检查得到精确地报告、实验数据准确可靠，正确使用实验材料，防止地基基础使用的材料因为与实际的使用产生误差造成裂沉降缝或不均匀。2）在同一座桥梁中，应尽可能使基础结构类型相同，以防止不同类型基础混合使用或同时采用导致基础出现基础产生标高数值较大，基础出现不均匀沉降造成基础沉降不均匀。3）减少出现结构突变，如果实在没有办法避免，就将结构进行处理，保证结构的过度更加顺利，可以将直角变成圆角，突然变化较大的位置处变成平缓的转变，减少应力集中造成的裂纹。3.1.2选择最佳配合比（1）使用正确的材料比。1）水泥:对于水泥的选择需要选用水化热时产生热量较少的、体积变化小的选择、干缩小、高标号、早期强度高、碱的含量低、开始凝结的时间长的，这样子选择的水泥会降低水化热数量，还可以将因为温度变化使水泥产生的裂缝数量减少，减小水泥收缩，增强水泥浆体强度，较少因为温差变化造成的裂缝及干缩裂缝。2）粗纠集料:选择低吸水率、体积变化小、骨料良好的，将云母、泥浆、硫化物等的数量减少，以达到将骨料整体压缩，保证混凝土的强度等级。（2）断定最佳配合比。1）水灰比:水泥的水灰比是根据实际的使用来进行的，正常使用时会根据使用的要求来进行。水多，比例值就会越大，就会出现大干缩。但是数据比需要小于0.5。2）矿物粉外掺:混凝土施工时减少水泥量，会降低水化热和混凝土体积变化量，较少的水泥量需要增加矿物粉，经常使用的是煤灰粉，代替的是水泥减少的数量，并且增加的矿物粉数量值最好不要超过凝胶的百分之0.25。3）外加剂:添加高效减水剂、增塑剂和缓凝剂可以将混凝土的凝结程度和工作性提高，在进行搅拌时将水泥和水的使用量减少，可以帮助施工时将水泥砂浆的流动性和保水性性能提升，减少水泥砂浆的热能释放，将水化热性能降低，延缓混凝土热峰时间的出现。3.2定量测量大体积混凝土释放热能和吸收热能、应力设计、伸缩缝的距离需要进行计算，经过分析实际的施工情况，确定各项施工的适合数据值，混凝土使用时达到极限值，就需要在施工时采用冷却、将应力增加来帮助桥梁路面的使用，还可以控制伸缩缝控制生出裂缝。3.3合理施工在混凝土在进行施工时，经历的支模板、砂浆浇筑、运输构件、材料机械的放置、构件组装等在进行在进行施工时，对于施工需要进行合理组织，较少裂缝的产生。（1）混凝土立模与支架。混凝土施工时模板和支架需要有达到施工条件的强度和刚度。在保证施工强度的地基上设置支架，避免生成裂缝。拆支架需要按照拆除的要求来进行拆除，减少出现误差的可能性，避免对结构的稳定性的影响。（2）混凝土浇筑。1)施工混凝土时，需要按照规范要求来进行施工，避免不规范操作生成的裂缝。2)水泥砂浆经过搅拌机运输时，需要根据实际的时间断定使用时间，避免因为不适当操作使混凝土砂浆失效，影响施工的安全性。对水泥砂浆的比例需要严格控制，避免出现水泥砂浆固结，在施工时时出现坍塌，生成压缩裂缝。3)水泥砂浆搅拌时需要按照要求搅拌，禁止水泥砂浆搅拌时有不均匀的粗细骨料，这样会导致施工时出现蜂窝、麻面、空洞，会使结构中钢筋生锈，影响使用寿命，避免混凝土生成裂缝。4)在进行混凝土浇筑时会使用分层或分段浇筑，应对接缝部位进行处理，避免交接处施工缝与出不同时间使用的混凝土处出现裂缝。保证水泥砂浆的散热情况。5)水泥砂浆施工后需要进行洒水养护，并且施工时需要注意施工环境，对于暴露在空气中需要注意保温，避免出现上冻影响混凝土的后期使用。6)当混凝土浇筑在长、高、小宽度(一般小于90公分)、钢筋多、孔洞出现较多的结构中时，浇筑时会使用许多方法，避免混凝土出现麻面空洞蜂窝。（3）预制构件运输、堆放、吊装.堆放构件时，需要在构件下面支承垫片，并且需要将其放在一条水平线上，机器的臂长不能太长，避免运输时出现碰撞，使构件损坏，并且需要将机器放置的位置适合，在不稳定的位置加固，避免生成裂缝。3.4实时监控（1）支架及模板变形监控。1）构件的支架及模板是施工时的重要组成，在进行施工时需要将受到的力值进行数据计算分析，将出现的变形的问题进行预测，避免出现变形。2）混凝土在进行施工时需要将支架与模板安排固定的人员进行施工，并且在发现变形时需要进行防护，避免出现更大的变形。（2）混凝土配合比监控。将混凝土拌合物中的粗细骨料中的水的量值进行检测，得到水泥砂浆的合适比例。并且在后期的搅拌时，在一定的时间内控制好水量，并将加入的添加剂用称进行测定，液体使用量杯控制数量，保证施工时的严格按照水泥砂浆比例进行施工。（3）温度监控1）混凝土在浇筑时需要控制温度，保证在32℃，并且在施工时需要控制好施工的温度，尤其是施工后的三天内的温度变化。2）对于混凝土搅拌时出水的温度进行控制，需要根据规范要求将水温与使用要求结合，保证施工温差变化对于水泥砂浆的影响。桥梁大体积混凝土裂缝处理混凝土在进行施工时或者使用时出现的裂缝，需要根据情况进行修补，一般使用的方式有:表面修补法、灌浆、嵌逢封堵法、结构加固法等。4.1表面修补法表面修补是修补裂缝的一种弥补方式，这种修补方式最经常使用在结构下部比较稳定的情况下，并且结构的力值处于要求范围内，另外混凝土表面的裂缝并不会影响结构的使用的情况下可以使用表面修补。一般操作是在裂缝处使用水泥砂浆，或者使用使用时间更长更耐磨损的沥青等，还可以使用玻璃纤维布加水泥砂浆修补裂缝。4.2灌浆、嵌逢封堵法灌浆法施工时用在结构不完整或出现渗露的情况下，使用时具体操作是在裂缝压入填充缝隙的材料，材料灌入裂缝后进行凝固将裂缝填充结实，使裂缝被堵住。例如水泥浆、聚氨酯等。嵌缝法是使用最多的修补裂缝方式，在修补时是将塑料或刚性防水材料填充进裂缝，堵住裂缝。经常使用的材料是聚合物，例如塑料油膏、氯乙烯水泥、丁基橡胶等。4.3结构加固法当裂缝混凝土结构被影响时会使用结构加固处理缝隙，具体的操作是：将结构的截面增加，在边沿处增加钢构件，增加结构的刚度，对于结构的受力较大处进行加固，保证结构的稳定性。4.4混凝土置换法混凝土置换法主要是对于损害比较严重的情况时的处理办法，在进行处理时需要将损害的没用的混凝土铲除，再加入水泥砂浆及凝结材料将两者凝结。使用的材料可以为水泥砂浆和聚合物。结论现在的桥梁在施工时，一些大体积组合件在进行施工时，往往会出现许多裂缝。桥梁施工时对于裂缝进行控制管理是非常重要的。混凝土在进行施工时遇到水时会吸收热量，但是在凝固成型时会释放热量，并且在混凝土固结时，混凝土会收缩体积。混凝土在水化热时热量会在一定的时散失，并且在空气中遇冷收缩时，因为温度的变化会出现裂缝，但是在后期可以通过加入火山灰来减少出现裂缝的情况，并且还会在混凝土凝固时通过人工洒水帮助减少混凝土的裂缝产生。在施工时需要对于操作的员工进行培训，必能且对于一些重要项目需要有专人负责，在工作时需要认真观察，出现问题需要及时解决，不要任其发展，最后到不可收拾的地步，需要认真负责，定时检查施工情况。参考文献[1]褚艳花.桥梁大体积混凝土裂缝控制与防治措施[J].西部交通科技,2019(01):95.[2]严伟.试析市政道路桥梁大体积混凝土施工裂缝产生的原因及防治策略[J].四川水泥,2019(01):133.[3]徐磊.桥梁大体积混凝土施I裂缝的成因及防治措施[J].交通世界,2018(09):28-29.[4]丁华国.浅谈混凝土桥梁裂缝的成因及处理办法.黑龙江交通科技.2020（3）:90．[5]王兴.道桥施工中混凝土施工技术的应用分析[J].黑龙江交通科技,2021,37(12):73-73.[6]张彦余.对道桥施工中的混凝土施工技术探究[J].黑龙江交通技,2018,37(2):117-117.[7]郭明.对道桥施工中的混凝土施工技术的探究[J].黑龙江交通科技,2018,38(2):79-79.[8]刘勇刚,彭晓光.混凝土桥梁施工裂缝产生的原因及防治措施[J].交通科技,2019(B07):21-22.[9]赵成毅.研究道路桥梁施工中混凝土裂缝的成因和应对措施[J].四川建材,2021,47(03):111-112+116.[10]王铁梦.工程结构裂缝把持[M].北京:中国建筑工业，2020.12.[11]彭立海、阎士勤、张春生、翟建.大体积混凝土温控与防裂2005.11.[12]鞠丽艳.混凝土裂缝克制措施的钻研进展.混凝，2002.5（ZK）.[13]胡建勤.高性能混凝土抗裂性能及其机理的钻研[D].武汉:武汉理工大学,2022.1[14]彭波.高强混凝土开裂机理及裂缝把持钻研[D].武汉:武汉理工大学,2022.1[15]刘旭莉,薛鸿儒.市政道路桥梁工程的施工管理策略解析[J].中国新技术新产品,2018(01):141-142.[16]LiXiangdong.Researchontheadvancedgeologicalpredictionanditsdevelopmentoftunnelconstruction[J].JournalofShijiazhuangRailwayVocationalandTechnicalCollege,2018,17(01):30-32.[17]ChenYu.Feasibilityanalysisofhigh-performancetunneltwo-liningself-compactingconcreteapplication[J].JournalofShijiazhuangRailwayVocationalandTechnicalCollege,2018,17(01):8-12.[18]ZhengYuChao,ZhongHeng,XiongJun,LiMingchong.Researchontheremediationtechnologyofqualitydefectsinthebottomofrailwaytunnel[J].JournalofRailwayEngineering,2018,35(03):69-73.[19]LiXian