1、 橋梁施工中混凝土裂縫概述

一般來講,橋梁施工中混凝土裂縫可分為溫度引起的裂縫、收縮引起的裂縫、鋼筋銹蝕引起的裂縫、沉降引起的裂縫、凍脹引起的裂縫、施工材料質(zhì)量引起的裂縫及施工裂縫等。

1.1 溫度變化引起的裂縫混凝土具有熱脹冷縮性質(zhì),當(dāng)外部環(huán)境或結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度發(fā)生變化時(shí),混凝土將發(fā)生變形,

一旦變形受阻,則會在結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力,當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí),即產(chǎn)生溫度裂縫。

在某些大跨徑橋梁中。溫度應(yīng)力可以達(dá)到甚至超出活載應(yīng)力。

1.2 收縮引起的裂縫收縮裂縫是混凝土因收縮而發(fā)生的體積變化,它主要包括塑性收縮裂縫和干縮裂縫。

塑性收縮裂縫主要發(fā)生在初凝開始,進(jìn)行養(yǎng)護(hù)之前.此時(shí)水泥水化反應(yīng)劇烈,會出現(xiàn)泌水和水分急劇蒸發(fā),混凝土失水收縮。

收縮時(shí),表層受到深層混凝土以及模板、鋼筋的制約,使由軟變硬中的塑態(tài)混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力,從而形成微裂縫。

而干縮裂縫則多發(fā)生在混凝土硬化前后.此時(shí)混凝土表層水分散發(fā)快,內(nèi)部散發(fā)慢,因此產(chǎn)生表面收縮大、內(nèi)部收縮小的不均勻收縮。

表面收縮變形受到內(nèi)部混凝土的約束,致使表面混凝土承受拉力,當(dāng)表面混凝土受到的拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度時(shí),就會產(chǎn)生收縮裂縫。

1.3 沉降引起的裂縫由于基礎(chǔ)產(chǎn)生豎向不均勻沉降或水平方向位移,使結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生附加應(yīng)力。當(dāng)其超過混凝土結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度時(shí),結(jié)構(gòu)開裂。

1.4 鋼筋銹蝕引起的裂由于混凝土質(zhì)量較差或保護(hù)層厚度不足,混凝土保護(hù)層受二氧化碳侵蝕碳化至鋼筋表而,

使鋼筋周圍混凝土堿度降低,或由于氯化物介人.鋼筋中鐵離子含量較高,均可引起鋼筋表面氧化膜破壞。

鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發(fā)生銹蝕反應(yīng),其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約24倍,從而對周圍混凝土產(chǎn)生膨脹應(yīng)力,

導(dǎo)致保護(hù)層混凝土開裂、剝離,沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫,并有銹跡滲到混凝土表面。

由于銹蝕,使得鋼筋有效斷面面積減小,鋼筋與混凝土握裹力削弱。結(jié)構(gòu)承載力下降,并將誘發(fā)其他形式的裂縫,加劇鋼筋銹蝕,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。

1.5 凍脹引起的裂縫混凝土構(gòu)件是非勻質(zhì)密實(shí)構(gòu)件,其內(nèi)部存在各種空隙,當(dāng)處于吸水飽和狀態(tài)的混凝土溫度低于0℃時(shí),

內(nèi)部水分凍結(jié),體積膨脹9%,使混凝土因膨脹而產(chǎn)生拉應(yīng)力導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。

冬季施工時(shí),對預(yù)應(yīng)力孔道灌漿后若不采取保溫措施,也可能發(fā)生沿管道方向的凍脹裂縫。

溫度低于0℃和混凝土吸水飽和,是發(fā)生凍脹破壞的必要條件。

另外,當(dāng)混凝土中骨料空隙多、吸水性強(qiáng),骨料中含泥土等雜質(zhì)過多;

混凝土水灰比偏大、振搗不密實(shí);

養(yǎng)護(hù)不足使混凝土早期受凍等,均可能導(dǎo)致混凝土凍脹裂縫。

2、 裂縫控制措施分析

2.1 加強(qiáng)溫度控制,改善混凝土裂縫 充分改良骨料的配置,適當(dāng)增加添加劑,盡可能采用干硬性混凝土進(jìn)行橋梁施工,這樣可有效降低混凝土中的水泥成分。

在混凝土的拌和過程中,在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)⑺疄⒃谒槭,達(dá)到冷卻碎石的目的,從而降低了混凝土澆注時(shí)的溫度。

尤其在夏天的施工中,必須減少混凝土的澆注厚度,利用澆注層的面積,充分散熱。

適當(dāng)條件下,可在混凝土內(nèi)部敷設(shè)降溫水管,達(dá)到全面降溫混凝土的目的。

對于施工工序的安排,必須時(shí)間合理。對于混凝土暴露面積,要適宜。對混凝土來說,其性能的好壞常常異常重.

選擇高性能的混凝土,增加抗裂效果,避免表面干縮程度大的混凝土應(yīng)用于橋梁施工中。

塑性沉降裂縫在施工中常常見到,所以在施工中必須加強(qiáng)基礎(chǔ)處理,合理對支架進(jìn)行布置。

就支架來說,必須用面積法測定表面受力,采取預(yù)壓措施,來減低非彈性形變的產(chǎn)生。

在混凝土中添加減水劑,這樣的話能避免泌水,增加了混凝土保護(hù)層厚度,在橋梁施工中,有必要采取二次抹面。

對于塑性收縮裂縫而言,其主要的防治方法是加強(qiáng)混凝土的早期養(yǎng)護(hù),然后降低混凝土中水分增發(fā)的速度。

此方法具體是用麻袋以及海綿等物質(zhì)覆蓋混凝土結(jié)構(gòu)的表面,對混凝土進(jìn)行澆水濕治。

溫度裂縫的防治措施,主要是加強(qiáng)注意施工中混凝土澆注時(shí)間以及速度,在澆注過程中控制溫度。

在夏季而言,混凝土骨料必須進(jìn)行灑水,而在冬季施工中,混凝土表面采取保溫措施。

2.2 施工控制 嚴(yán)格控制混凝土施工配合比,根據(jù)混凝土強(qiáng)度等級和質(zhì)量檢驗(yàn)以及混凝土和易性的要求確定配合比,嚴(yán)格控制水灰比和水泥用量,要求監(jiān)理嚴(yán)格監(jiān)督控制。

把好質(zhì)量關(guān),選擇級配良好的石子,控制砂的粒徑及含量,適當(dāng)減少空隙率以減少混凝土收縮量,從而加強(qiáng)混凝土抗裂強(qiáng)度。

養(yǎng)護(hù)實(shí)踐證明,混凝土養(yǎng)護(hù)工作,是整個(gè)施工過程中非常重要環(huán)節(jié),忽視對混凝土的養(yǎng)護(hù),既會降低混凝土的強(qiáng)度,又易使其在硬化過程中失水得不到及時(shí)補(bǔ)償而產(chǎn)生裂縫。

更重要的是在高溫下施工,應(yīng)經(jīng)常澆水養(yǎng)護(hù),一來可減少溫度產(chǎn)生的裂縫,二來可降低由于混凝土的收縮而產(chǎn)生的約束應(yīng)力,有效控制裂縫。

3、 裂縫修補(bǔ)

3.1 表面修補(bǔ) 裂縫的修補(bǔ)方法通常是表面修補(bǔ),其優(yōu)勢十分明顯,常常處理表面裂縫以及深度裂縫,而且對于混凝土的結(jié)構(gòu)承載力影響很小。

表面修補(bǔ)法,作為裂縫修補(bǔ)的常用技術(shù),一般來講,其做法就是表面涂漿,即在混凝土裂縫的表面涂抹水泥漿,

有些橋梁工程中采用環(huán)氧膠泥進(jìn)行表面涂抹,并為了滿足防腐需要,在裂縫涂漿后,采取刷漆措施。

有些時(shí)候,表面修補(bǔ)完成后,往往由于應(yīng)力的存在,使得混凝土裂縫繼續(xù)開裂,此時(shí)可在裂縫的表面粘附玻璃纖維布,確保裂縫修補(bǔ)完整。

3.2 灌漿法 當(dāng)裂縫對于橋梁結(jié)構(gòu)有嚴(yán)重影響的時(shí)候,或者橋梁對防滲有著一定的要求時(shí),表面修補(bǔ)已不能滿足相關(guān)要求,必須采用灌漿法進(jìn)行處理。

所謂灌漿法,通常而言,是采用真空壓力設(shè)備將漿質(zhì)料壓入裂縫中,漿質(zhì)料隨著時(shí)間的推移,會達(dá)到硬化,

硬化后的漿質(zhì)料與混凝土形成具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的整體,避免的裂縫的存在,并具備一定的密封性能。

漿質(zhì)材料通常有很多種,在工程中一般采用水泥漿或者環(huán)氧聚合物,對于裂縫比較嚴(yán)重的,可采用甲基丙烯酸酯以及聚氨酯作為漿質(zhì)料。

3.3 嵌縫法 嵌縫法是裂縫修補(bǔ)方法中非常有效的方法。所謂嵌縫法,即在混凝土的裂縫處開槽,

在開好的槽內(nèi)填充止水材料,這樣既可對裂縫進(jìn)行封堵,有利于裂縫外觀的平整。

3.4 結(jié)構(gòu)加固法 在很多橋梁工程中,有些裂縫的產(chǎn)生,會嚴(yán)重改變混凝土結(jié)構(gòu)性能,對橋梁壽命以及使用性能產(chǎn)生嚴(yán)重影響。

此時(shí)對于橋梁混凝土裂縫,必須采取結(jié)構(gòu)加固法來進(jìn)行混凝土加固。

結(jié)構(gòu)加固法一般包括增加混凝土結(jié)構(gòu)的截面面積、預(yù)應(yīng)力加固、支點(diǎn)加固以及混凝土補(bǔ)強(qiáng)加固。