桥涵施工中混凝土裂缝的原因及预防措施（全面）

1、桥涵施工中混凝土裂缝的 原因及预防措施随着我国桥梁建筑日益增多,桥梁中一些问题也逐渐显现出来,特别是混凝土表面出现裂缝个别的 出现通缝现象对其使用寿命大 大 缩短,同时也存在安全隐患.裂缝的 主要原因是混凝土结构厚实、混凝土体积大 、工程条件复杂(一般都是现浇且多为地下或半地下建筑)、施工技术要求高,水泥水化热易使结构产生温度 和收缩变形.因此,从设计、施工、质量管理等角度 ,研究裂缝产生的 原因,谈一些浅显的 看法尽供参考.1、混凝土裂缝产生的 主要原因混凝土结构裂缝的 主要原因如下：1)混凝土的 收缩混凝土在空气中硬结时体积减小 的 现象称为混凝土收缩.混凝土在受到外部约束时,将在混凝土中

2、产生拉应力,使得混凝土开裂.引起混凝土的 裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度 收缩等三种.在硬化初期主要是水泥在水化凝固结硬过程中产生的 体积变化,后期主要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的 干缩变形.2)水泥的 水化热由于水泥水化每克水泥可以放出500J左右的 热量,如果按最低水泥用量350千克米来计算,每立方米混凝土将释放出17500KJ的 热量,从而使混凝土内部温度 升高可达70左右,甚至更高).尤其对大 体积混凝土来讲,这种现象更加严重因为混凝土内部和表面的 散热条件不同,故混凝土中心温度 很高,就会形成温度 梯度 ,使混凝土内部产生压应力,表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土的 极限抗拉

3、强度 时混凝土表面就会产生裂缝.3)外界气温湿度 变化的 影响浇筑温度 与外界气温有着直接关系,外界气温愈高,混凝土的 浇筑温度 也就会愈高;如果外界温度 降低则又会增加大 体积混凝土的 内外温差梯度 .如果外界温度 的 下降过快,会造成很大 的 温度 应力,极其容易引发混凝土的 开裂.另外外界的 湿度 对混凝土的 裂缝也有很大 的 影响,外界的 湿度 降低会加速混凝土的 干缩,也会导致混凝土裂缝的 产生.4)混凝土配合比因素的 影响混凝土配合比不良会造成混凝土塑性沉降裂缝,一般是混凝土配合比中,粗骨料级配不连续、数量不够,砂率及水灰比不当所造成的 裂缝.5)基础不均匀沉降的 影响结构物基础的

4、 不也会产生裂缝,这种裂缝会随着基础沉降而不断的 增大 ,待地基下沉稳定后,将不会变化.超荷载使用或未达到设计过早加荷载导致结构出现裂缝,这种裂缝称之为荷载裂缝.2、混凝土施工预防裂缝控制措施1)混凝土配合比设计由于水泥的 用量直接影响着水化热的 多少及混凝土温生,特别是较大 体积混凝土应选用水化热较低的 水泥,如低热矿渣硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥等,并尽可能减少水泥用量.细骨料宜采用2区中砂,因为使用中砂比用细砂可减少水及水泥的 用量.在可泵送情况下粗骨料,选用粒径520米米连续级配石子,以减少混凝土收缩变形.使用掺合料,应用添加粉煤灰技术.在混凝土中掺用的 粉煤灰不仅能够节约水泥,降低水化

5、热,增加混凝土和易性,而且能够大 幅度 提高混凝土后期强度 ,推移温升峰值出现时间.另外采用减水剂,如缓凝高效减水剂;采用膨胀剂,如广泛使用u型膨胀剂无水硫铝酸钙或硫酸铝.试验表明,在混凝土添加了 膨胀剂之后混凝土内部产生的 膨胀应力,可以抵消一部分混凝土的 收缩应力,这样,相应地提高混凝土抗裂强度 .2)施工现场控制(1)混凝土温度 监测.在混凝土内部外部设置温度 测点,设置保温材料温度 测点及养护水温度 测点,现场温度 监测数据由数据采集仪自动采集并进行整理分析.每一测点的 温度 值、各测位中心测点与表层测点的 温差值,作为研究调整控温措施的 依据,防止混凝土出现温度 裂缝.(2)混凝土浇

6、筑控制.采用延缓温差梯度 和降温梯度 的 措施,在浇筑前经详细计算安排分块、分层浇筑次序、流向、浇筑厚度 、宽度 、长度 、前后浇筑的 搭接时间;控制混凝土入温度 并加强振捣,严格控制振捣时间,移动距离和插入深度 ,保证振捣密实,严防漏振和过振,确保混凝土均匀密实;做好现场协调组织管理,要有充足的 人力、物力、保证施工按计划顺利进行,保证混凝土供应,确保不留冷缝;浇筑后对大 体积混凝土表面较厚的 水泥浆进行必要的 处理,一般浇筑后34h内初步用木长刮尺刮平,初凝前用铁滚筒碾压2遍,再用木抹子搓平压实,以控制表面龟裂;混凝土浇灌完后,立即采取有效的 保温措施并按规定覆盖养护.(3)为反映温控效果

7、可在少数混凝土层中埋设应变计进行温度 应力检测,应变计沿水平方向布置检测水平方向应力分量.(4)通水冷却.采用薄壁钢管在一些混凝土浇筑分层中带没冷却水管,冷却水管使用前进行试水,防止管道漏水和阻塞,根据混凝土内部温度 监测,控制冷却水管进水流量及温度 .3)构造设计上对大 体积混凝土采取防裂措施(1)设计合理的 结构形式,可以减少工程数量,减低水化热.如可根据悬索桥锚碇受力特点,设计挖空非关键受力部分混凝土体积,利用土方压重方案 ,来减少混凝土结构体积.(2)充分利用混凝土在基坑有侧限条件,在混凝土中掺加微膨胀剂,使其在基坑约束下形成一定的 预压力,补偿混凝土内部温度 收缩产生的 拉应力,从而

8、有效的 避免混凝土裂缝的 产生.(3)大 体积混凝土体积庞大 ,施工周期一般较长,依据结构受力情况可合理地确定混凝土评定验收龄期,打破正常标准28d的 评定验收龄期,改为60d或更多天,评定验收龄期充分考虑混凝土的 后期强度 ,从而减低设计标号,达到减少混凝土水泥用量减低水化热的 目的 .(4)由于边界存在约束才会产生温度 应力,采用改善边界约束的 构造设计,如遇有约束强的 岩石类地基、较厚的 混凝土垫层等时,可在接触面上设滑动层来减少温度 应力.在外约束的 接触面上全部设滑动层,则可大 大 减弱外约束.(5)还应重视合理有益作用,可采取增配构造钢筋.配筋应尽可能采用小 直径、小 间距,全截面含筋率控制在0.30.5之间.在混凝土表面增设金属扩张网等有效措施,有效地提高混凝土抗裂性能.3、结束语虽然混凝土易产生裂缝,但是大 只要我们在设计、施工工艺、材料选择以及后期的 养护过程中充