桥梁工程大体积混凝土裂缝的原因分析及质量控制.pdf

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1、桥梁工程大体积混凝土裂缝的原因分析及质量控制霍志刚(中铁十八局集团第一工程有限公司，河北保定072750)摘要：在桥粱建造和使用过程中，大体积混凝土裂缝经常出现。大体积混凝土的裂缝是由于大体积混凝土内部应力和外部荷栽作用，以及温度变化等因素作用下形成的。本文结合笔者的工程实践经验，介绍大体积混凝土工程施工中几种常见裂缝的产生原因，并给出具体的质量控制方法。关键词：桥梁施工；大体积混凝土；裂缝；控制中图分类号：TU755．7文献标识码：B文章编号：1672—4011(2012)06—0137—020前言随着桥

2、梁技术的突飞猛进，大体积混凝±在桥梁结构中应用的越来越多。我国普通混凝土配合比设计规范规定：混凝土结构物中实体最小尺寸不小于1m的部位所用的混凝土即为大体积混凝土。美国则规定为：任何现浇混凝土，只要有可能产生温度影响的混凝土均称为大体积混凝土。目前，国内外对机械荷载引起的开裂问题研究的较为透彻，而对温度荷载引起得有关裂缝的研究尚不充分。我们应对此加以重视，防止危害结构的裂缝产生。另外对于大体积混凝土内温度应力与裂缝控制也多集中在水利工程中的大坝、高层建筑的深基础底板。而对于桥梁中大体积混凝土的裂缝的研究并未

3、得到足够的重视。大体积承台混凝土在硬化期间，一方面由于水泥水化过程中将释放出大量的水化热，使结构件具有“热涨”的特性；另一方面混凝土硬化时又具有“收缩”的特性，两者相互作用的结果将直接破坏混凝土结构，导致结构出现裂缝。因而在混凝土硬化过程中，必须采用相应的技术措施，以控制混凝土硬化时的温度，保持混凝土内部与外部的合理温差，使温度应力可控，避免混凝土出现结构性裂缝。1桥梁混凝土裂缝常见的部位及现象(1)轻型桥台，在耳样与矮墙连接处出现竖向裂缝，裂缝由下向上延伸。(2)u型桥台翼墙与前墙连接处开裂，裂缝由上向下

4、延伸。(3)墩身中部的水平裂缝，有时水平裂缝贯通，当桥梁有重载通过时甚至可见水平裂缝开合。(4)墩柱顶部有细小裂纹，有时会沿箍筋形成环状水平裂缝。(5)墩身小规则纵向裂缝，多发生在大型混凝土墩身上。(6)墩身网状裂纹，通常阳光直射面较多，背阴面较少。(7)桥墩台帽上支承垫石下四周出现的裂缝，常呈放射状。(8)构件在堆放、起吊、运输过程中产生的裂缝。2大体积混凝土裂缝产生的原因大体积混凝土结构通常具有以下特点：混凝土是脆性材料，抗拉强度只有抗压强度的10％左右。大体积混凝土的断面尺寸较大，由于水泥的水化热会使

5、混凝土内部温度急剧上升，以及在以后的降温过程中，在一定的约束条件下会产生相当大的拉应力。大体积混凝土结构中通常只在表面配置少量钢筋，或者不配钢筋。因此，拉应力要由混凝土本身来承担。大体积混凝土承台结构裂缝的发生是由多种因素引起的。各类裂缝产生的主要影响因素有。(1)收缩裂缝。混凝土的收缩引起收缩裂缝。收缩的主要影响因素是混凝土中的用水量和水泥用量，用水量和水泥用量越高，混凝土的收缩就越大。选用的水泥品种不同，其干缩、收缩的量也不同。(2)温度裂缝。混凝土内外部温差过大会产生裂缝。主要影响因素是水泥水化热引起

6、的混凝土内部和混凝土表面的温差过大。特别是大体积混凝土更易发生此类裂缝。大体积混凝土结构一般要求一次性整体浇注。浇注后，水泥因水化引起水化热，由于混凝土体积大，聚集在内部的水泥水化热不易散发，混凝土内部温度将显著升高，而其表面则散热较快，形成了较大的温度差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。此时，混凝土龄期短，抗拉强度很低。当温差产生的表面抗拉应力超过混凝土极限抗拉强度，贝lj会在混凝土表面产生裂缝。(3)沉降裂缝。沉降裂缝主要在混凝土表面沿水平钢筋通长方向出现，分布面比较广，一般在拆模后3—7天出现

7、，其主要原因在于，若混凝土浇捣时，骨料颗粒下沉，水泥浆上浮，受到钢筋或预埋件或大骨料的阻挡，造成混凝土分离。(4)施工裂缝。模板施工不规范，如拆模过早，脱模剂质量差及涂刷不均匀等均能引起大体积承台混凝土裂缝。3大体积混凝土承台结构裂缝的控制措施3．1收缩裂缝的控制收缩裂缝的控制主要在于控制湿度的变化，使结构具有相对稳定的湿度。加强混凝土的早期养护，混凝土浇注完后，裸露表面应及时用草垫、草袋或塑料薄膜覆盖，并洒水湿润养护。在气温高、湿度低、风速大的天气应及早覆盖、喷水雾养护，并适当延长养护时间。加强混凝土表面

8、的抹压，但应注意避免过分抹压。采用密封保水方法，在混凝土表面覆盖塑料薄膜，使水分不易蒸发或采用其他养护空气流动(如设挡风墙、罩)、延缓表面水分蒸发的办法。适当选择配合比，避免水灰比、水泥用量、砂率过大、严格控制砂、石的含泥量，避免使用粉砂，以提高混凝土抗拉强度。3．2温度裂缝的控制在大体积混凝土施工时，应控制混凝土内部实际温度、混凝土表面温度及混凝土内部与表面温差，选取适宜的施工工艺、采取相应的降温与养护措施，从