隨著橋梁技術(shù)的高速發(fā)展，大體積砼在橋梁中的應(yīng)用越來越廣泛。大體積砼施工中，溫度裂縫對(duì)于結(jié)構(gòu)的影響至關(guān)重要。本文通過施工實(shí)例，闡述了橋梁大體積砼裂縫防治技術(shù)，以供同類工程施工所借鑒。
【關(guān)鍵詞】橋梁 大體積砼 裂縫 防治 方法 隨著橋梁技術(shù)的高速發(fā)展，大體積砼在橋梁中的應(yīng)用越來越廣泛。由于大體積砼結(jié)構(gòu)斷面較大，結(jié)構(gòu)最短邊小尺寸也一般在1～3m，砼澆筑后水化熱引起的砼內(nèi)部最高溫度與外界氣溫之差，往往會(huì)超過25℃，由于內(nèi)外溫差大，極易產(chǎn)生溫度裂縫，從而給工程帶來不同程度的危害。因此，如何減少水化熱和防止裂縫的產(chǎn)生是大體積砼施工中的一個(gè)重點(diǎn)、難點(diǎn)。本論文結(jié)合本人現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，分析承臺(tái)大體積砼裂縫的成因及總結(jié)施工中的應(yīng)對(duì)措施。
1、工程概況
本橋位于山西省大學(xué)城太原師范學(xué)院，是省重點(diǎn)工程。其結(jié)構(gòu)是上部三跨上承式連拱橋結(jié)構(gòu)，三座半圓式鋼筋砼主跨的自重推力直接支承于下部四座樁基承臺(tái)上，樁基承臺(tái)外形尺寸為長(zhǎng)45米、寬15米、高2.5米，砼一次澆筑方量達(dá)1688m3，是典型的大體積砼分項(xiàng)工程。
2、大體積砼裂縫產(chǎn)生原因
在承臺(tái)施工前對(duì)可能導(dǎo)致大體積砼產(chǎn)生裂縫的原因進(jìn)行分析，主要可分為三類：
一是砼材料及配合比設(shè)計(jì)不當(dāng)影響砼的抗拉強(qiáng)度而造成的裂縫，
二是砼的收縮引起的裂縫，在施工階段因水泥水化熱及外部氣溫作用引起砼收縮而產(chǎn)生的裂縫；
三是施工及現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)原因不當(dāng)引起的施工裂縫。
3、大體積砼裂縫防治的實(shí)施措施
針對(duì)上述分析大體積砼產(chǎn)生裂縫的原因，在本橋施工中采取如下應(yīng)對(duì)措施：
3.1大體積砼配合比設(shè)計(jì)及材料優(yōu)選
3.1.1大體積砼配合比設(shè)計(jì)
大體積砼配合比的設(shè)計(jì)要符合合理使用材料、降低砼絕熱溫升值的原則。
砼拌和物在澆筑工作面的坍落度不宜大于160mm。
拌和水用量不宜大于170kg/m。
適量摻加粉煤灰，但不宜超過水泥用量的40%；礦渣粉的摻量不宜超過水泥用量的50%，兩種摻和料的總量不宜大于砼中水泥重量的50%。
水膠比不宜大于0.55。
3.1.2材料的優(yōu)選
選用水化熱較低的水泥
大體積砼應(yīng)選用中、低硅酸鹽水泥或低熱硅酸鹽水泥，大體積砼施工所用水泥3d水化熱不宜大于240kJ/kg，7d水化熱不宜大于270kJ/kg。同時(shí)，在不影響水泥活性的情況下，要盡量使水泥的細(xì)度適當(dāng)減小，因?yàn)樗嗟募?xì)度會(huì)影響水化熱的放熱速率。
適量摻加粉煤灰。
粉煤灰中含有大量的硅、鋁氧化物，能夠與水泥的水化產(chǎn)物進(jìn)行二次反應(yīng);加部分粉煤灰，可減少水泥用量，降低砼的熱脹；由于粉煤灰顆粒較細(xì)，能夠加二次反應(yīng)的界面相應(yīng)增加，在砼中分散更加均勻；粉煤灰的火山灰反應(yīng)能夠進(jìn)一步改善砼內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)，使砼中總的孔隙率降低，孔結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的細(xì)化，分布更加合理，使硬化后的砼更加致密，相應(yīng)收縮值也減少。
加入適量外加劑。
1. 摻加減水劑。通過改善砼的和易性，降低水灰比，減少砼在硬化過程中因水分蒸發(fā)產(chǎn)生的孔隙。
2. 摻加緩凝劑。通過延緩砼放熱峰值出現(xiàn)的時(shí)間，將放熱峰值后延，給砼強(qiáng)度增強(qiáng)提供更長(zhǎng)的時(shí)間，從而減小裂縫出現(xiàn)的機(jī)率。
3. 摻加引氣劑。通過改善砼的和易性、可泵性，提高砼耐久性，在一定程度上增加砼的抗裂性能。
3.2對(duì)于砼收縮裂縫應(yīng)對(duì)措施： 在砼內(nèi)部設(shè)置降溫循環(huán)水管系統(tǒng),是防止高強(qiáng)度、大體積砼溫差引起的收縮裂縫的主要施工技術(shù)措施之一。
3.2.1測(cè)溫技術(shù)：施工可采用一種簡(jiǎn)單設(shè)備，直觀地測(cè)得混凝土內(nèi)部溫度，具體做法為：在擬澆筑的混凝土上選擇有代表性的溫控點(diǎn)，使用無縫鋼管，底端用比鋼管外徑大10㎜的圓鋼板焊牢密閉，使其不能滲水，布置于綁扎好的底板鋼筋網(wǎng)架上，并焊牢，鋼管頂端略高于混凝土頂面，鋼管口用木塊塞好�；炷翝仓�，即向鋼管中裝入自來水，每隔一定時(shí)間用棒式溫度計(jì)伸入管中，即可知該鋼管下部混凝土溫度。測(cè)溫孔測(cè)完溫度后，逐孔采用堵漏靈填實(shí)。
3.2.2大體積砼溫度控制：為防止砼升溫階段進(jìn)水與砼中心溫差太大(超過30℃),造成循環(huán)水管周圍砼與溫度場(chǎng)中心的過大溫度梯度,會(huì)形成另一個(gè)內(nèi)部裂縫區(qū)。降溫循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)作應(yīng)注意:
開始的循環(huán)水盡量接近環(huán)境溫度,減少循環(huán)水與入模砼的溫差。具體方法可在砼澆筑前一天啟動(dòng)循環(huán)。
當(dāng)砼開始升溫時(shí),采用加入自來水的方法降低循環(huán)水溫,通過調(diào)節(jié)流量流速,始終控制進(jìn)水與砼中心溫度差≤30℃。
當(dāng)砼升溫過峰值后,要嚴(yán)格控制砼的降溫速度YI≤2℃/晝夜。砼養(yǎng)護(hù)7天具有一定強(qiáng)度后,降溫速度可控制在2℃~2.5℃/晝夜。砼內(nèi)外溫差降至25℃以下時(shí)可停止循環(huán)。
在此期間測(cè)溫組與養(yǎng)護(hù)調(diào)節(jié)組一定要密切配合,做好詳細(xì)記錄,雙方共同簽字認(rèn)可為備查依據(jù)。監(jiān)理單位全過程檢查監(jiān)督。
3.3施工及現(xiàn)場(chǎng)養(yǎng)護(hù)
3.3.1大體積砼施工
大體積砼的拌制：混凝土的拌制過程，要嚴(yán)格控制原材料計(jì)量準(zhǔn)確，同時(shí)嚴(yán)格控制混凝土出機(jī)坍落度；夏季通過送冷風(fēng)或加冰拌制，對(duì)拌和物進(jìn)行冷卻，降低混凝土拌合物出機(jī)口溫度，新拌混凝土的出機(jī)溫度控制在6℃左右。
大體積砼澆筑、振搗：本橋砼采用商品砼攪拌車運(yùn)輸,泵送入模。根據(jù)泵送砼漿量多、泌水多的的特點(diǎn),施工采用“分層定點(diǎn)、一個(gè)坡度、薄層澆筑”的斜面澆筑方法。由于泵送澆筑時(shí)自然形成一個(gè)坡度的實(shí)際情況，在每條澆筑帶前、后布置兩道振搗器。前道振搗器布置在底排鋼筋處和砼的坡腳處，確保砼的下部密實(shí)，后道振搗器布置在砼卸料點(diǎn)，確保上部砼的密實(shí)。嚴(yán)格控制振搗時(shí)間和插入深度。嚴(yán)禁采用振搗棒振動(dòng)鋼筋或模板的方法來振實(shí)砼。
大體積砼表面處理:砼在初凝前1-2小時(shí),先用長(zhǎng)刮尺刮平,用工具打磨抹壓二次,并用硬掃帚刷砼表面,以防止砼早期收縮裂縫。
大體積砼的泌水和浮漿處理：砼在澆筑和振搗中，上涌的泌水和浮漿會(huì)順著砼坡面流到坑底隨砼向前推進(jìn)，若處理不當(dāng)，將易形成薄弱部位，成為裂縫易發(fā)區(qū)。支模時(shí)，在砼澆筑前進(jìn)方向、兩側(cè)模板底部留孔排出泌水和浮漿�；虍�(dāng)砼坡腳接近端模板時(shí)，立即改變砼澆筑方向，由端部往回澆筑，同時(shí)在兩側(cè)加強(qiáng)砼的澆筑，使砼的澆筑形成四面會(huì)合，泌水和浮漿就在中間聚集，集中用軟軸泵或人工等及時(shí)排除。大體積泵送混凝土，排除泌水和浮漿后，表面仍會(huì)留有較厚的水泥漿，必須認(rèn)真處理。在澆筑后4～5小時(shí)左右，按標(biāo)高用長(zhǎng)括尺括平，表面要壓實(shí)、抹平，以防止表面裂縫，在初凝前用滾筒來回碾壓數(shù)遍，用木蟹打磨壓實(shí)，待接近終凝前，用木蟹再打磨一遍，使收水裂縫閉合。
3.3.2大體積砼的養(yǎng)護(hù)
砼的養(yǎng)護(hù)是防治大體積砼裂縫產(chǎn)生的重要環(huán)節(jié)，大體積砼養(yǎng)護(hù)不同于常規(guī)砼養(yǎng)護(hù),養(yǎng)護(hù)時(shí)要遵循降溫速率“前期大后期小”的原則。在養(yǎng)護(hù)前期，因?yàn)轫盘幱谏郎仉A段，彈性模量、溫度應(yīng)力較小，而抗拉強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，所以在保證砼表面濕潤(rùn)的基礎(chǔ)上應(yīng)盡量減少覆蓋，讓其充分散熱，以降低砼的溫度。養(yǎng)護(hù)后期砼處于降溫階段，彈性模量增加較快，溫度應(yīng)力較大，應(yīng)加強(qiáng)保溫，控制降溫速率。
如夏季養(yǎng)護(hù)時(shí)，養(yǎng)護(hù)前期可采用活動(dòng)式?jīng)雠锏日陉幗禍�，減少外界高溫倒灌，防止干縮裂縫發(fā)生，促進(jìn)砼強(qiáng)度穩(wěn)定增長(zhǎng)。同時(shí)，若在寒冷季節(jié)，要防止冷空氣的襲擊，或者過分通風(fēng)散熱，造成表面溫度降溫過快。如采用木、鋼質(zhì)模板作承臺(tái)側(cè)模,模板外須掛棉氈保溫養(yǎng)護(hù),尤其是冬、夏季節(jié)(環(huán)境溫度低主要考慮砼的內(nèi)外溫差;溫度高則主要考慮干縮裂縫和模內(nèi)砼表面的氣化因素)。
4 結(jié)束語
大體積砼的開裂是目前公路行業(yè)普遍面臨的問題，其裂縫的防治也成為大體積砼的通病。通過以上實(shí)例分析，只要采取優(yōu)選的材料，通過合理的配合比設(shè)計(jì)，在施工過程中嚴(yán)密策劃澆筑方法、振搗及養(yǎng)護(hù)方法，嚴(yán)格控制各施工環(huán)節(jié)，落實(shí)確定的對(duì)策措施，完全可以有效地防止大體積砼裂縫的發(fā)生。
