寒区混凝土墩台开裂与对策

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1、一水利建设与管理2013年·第4期寒区混凝土墩台开裂与对策王军玺丁东彦杨晓琴(兰州交通大学土木工程学院730070)【摘要】高原寒区，气候恶劣，混凝土墩台开裂现象普遍，这是混凝土的收缩和温度变化以及气候条件、低温早强耐久性混凝土的使用等多种因素共同作用的结果。本文针对寒区混凝土墩台的裂缝形式及开裂原因，从混凝土的原材料选择、配合比设计、生产、运输、浇筑、养护、施工管理等方面为寒区桥梁耐久性混凝土桥墩提出了裂缝控制的综合技术措施，供类似工程参考，以防止混凝土早期裂缝的产生。【关键词】开裂机理控制措施寒区墩台1引言近的竖向裂缝；墩台在日照时

2、间较长侧的裂缝；墩台模青藏铁路西格二线位于青海省境内，青藏高原东板对拉筋孑L处的裂缝；墩台模板分块接缝处的裂缝；桥北部，全线海拔3000m以上。当地大气环境干燥，少墩顶部环向裂缝；墩台混凝土表面细小、不规则、长短雨，风力强劲，太阳辐射强，日温差大，风蚀、风化现象严不一的裂缝。重，属青藏高原大陆性气候；部分河流存在氯离子、硫酸2．2墩台裂缝及其成因分析混凝土墩台开裂往往是多种因素共同作用的结根离子等有害离子，对混凝土具有强烈的腐蚀作用。果，造成寒区墩台开裂的主要因素有：寒冷、日温差大、为了适应当地恶劣的自然条件，确保混凝土墩台的干燥、多风

3、等恶劣自然条件，以及低温早强耐久混凝土耐久性，减少混凝土水化热升温对多年冻土的热扰动，胶凝材料用量大、收缩量大、水化热大且释放集中。并加快施工进度，混凝土必须具有良好的早强、低温负高原寒区特殊的自然条件是混凝土墩台开裂的一温强度增长性能，因此采用低温早强耐久性混凝土。个主要原因。我国高原寒区，尤其是青海，位于青藏高施工期问，混凝土墩台受到温度变化、徐变、干湿原东北部，海拔3000m以上，属青藏高原大陆性气候。变化、自生体积变形等作用。正是由于这一类荷载的高寒干燥，年平均气温一1．4～6qC，极端最高气温作用，墩台会产生过大的拉应力而出现

4、非结构性裂缝。33．5℃，极端最低气温一37．2qC，最大月平均温差而要通过工程措施，把这一类荷载所产生的拉应力控22．5℃，一年内冻结期长达6～8个月(每年1O月～次制在允许范围内有一定的难度，施工期墩台混凝土开年4—5月)，年蒸发量大，达1638．9mm，而年平均降水裂一直是困扰工程技术人员的难题。因此，分析这一量只有248．5mm。大风(7～8级)频繁，多集中于10类荷载对桥梁混凝土墩台的影响，并采取相应的对策月一次年4月间。日照时数较长，太阳辐射强，日气温有着重要的意义。变化剧烈，具有“一日四季”的气候特征。桥址所在地2墩台裂缝

5、形式及产生机理区，部分河流存在氯离子、硫酸根离子等有害离子，对2．1桥梁墩台裂缝形式混凝土具有强烈的腐蚀作用。寒区混凝土桥梁病害调查结果表明，寒区耐久性外部环境因素影响现浇混凝土墩台而产生的裂缝混凝土墩台在施工期出现不同程度、不同形式的裂缝，主要体现在：气温骤降、干燥收缩、冻胀、材料引起的裂是一个相当普遍的现象。具体形式为：桥墩中心线附缝等方面。·24·王军玺等／寒区混凝土墩台开裂与对策为了适应高原寒区恶劣的自然环境，确保墩台的收缩控制为主。必须通过对水泥品种的优选，选用抗长期耐久性，以及加快施工进度，混凝土除了应具备一拉强度较高、水化

6、热较低的中低热的水泥品种，以降低般高性能混凝土具有的物理力学性能外，还必须具有水化热温升，减少水泥用量，减小收缩量；采用低碱水良好的早强、低温、负温强度增长的性能，配合比设计泥，同时严格控制骨料的碱活性，防止碱骨料反应而产根据环境、地质条件采用低温早强耐久性混凝土，且混生膨胀破坏。所需水泥宜采用品质稳定的硅酸盐水凝土配制强度要比设计强度高一个等级。混凝土是一泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，强度等级宜为种不良的导温材料，对于混凝土桥梁墩台而言，水泥在32．5以上。水化固结过程中产生大量的水化热不易散发，会形成b．掺加外加剂：为提高混凝

7、土的抗裂性能，在其较高的水化热温升。而}昆凝土水化放热与其强度同步中掺入外加剂，主要包括：减水剂(萘系)，无机盐(防发展，受环境温度的影响，在混凝土温度变化过程中产冻、早强组分，为化学纯)，引气剂，以及DZ系列高性生的温度应力往往超过其抗拉强度而导致结构产生温能耐久性混凝土外加剂。度裂缝。所以耐久性混凝土的早强与水化热之间的矛c．优选粗、细集料：⑧粗集料：根据墩台最小断面盾是影响墩台产生施工裂缝的另一个主要原因。尺寸和泵送管径，选用较大粒径的碎石或卵石。选用混凝土内部因素影响墩台而产生的施工裂缝主要较大尺寸的粗集料，在给定的水胶比和稠度

8、下，水和水体现在塑性干缩与炭化收缩等方面。泥用量都有所下降。粗骨料要求粒径4．75～37．5mm，3耐久性混凝土墩台裂缝控制综合技术措施含泥量不大于1．0％，质地均匀坚固，级配连续，粒形制约混凝土墩台开裂的