浅谈桥梁裂缝成因及防治措施.pdf

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2012年9月■知固囊瞄交通建设浅谈桥梁裂缝成因及防治措施刘斌(广东鸿高建设集团有限公司)摘要：在桥梁建设及运营过程中，因桥梁裂缝影响工程质量而造成事故的例子屡见不鲜。本文结合作者多年的桥梁旅工经验，就桥梁工程中出现的裂缝问题，从施工的角度出发，分析其出现的原因及预防措施，防治桥梁裂缝出现，提高桥梁工质量，满足其安全性，耐久性。关键词：桥梁裂缝；防治措施；施工配合比；施工组织；施工技术1桥梁裂缝的种类、成因1．1桥梁裂缝的种类一般来说，桥梁混凝土裂缝分为结构裂缝和非结构裂缝。结构裂缝由外荷载引起，非结构裂缝由混凝土内部应力引起。当混凝土拉应力超过混凝土的抗拉强度时，就产生裂缝，如混凝土干缩，内外温差产生应力引起的裂缝。1．2桥梁裂缝的成因本文只讨论非结构裂缝，非结构裂缝产生原因以收缩为主，其他如地基、支架沉降，模板变形也有影响。桥梁混凝土浇筑后，自由水分蒸发，混凝土体积减小，产生干缩，由于表面水分蒸发快，内部水分蒸发慢，混凝土表面产生拉应力，内部产生压应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度时，就产生干缩裂缝。混凝土凝固过程中，会产生很大的水化热，混凝土表面散热快，内部散热慢，内部温度较高，夕}部温度较低，就出现温差应力，混凝土表面出现拉应力，内部出现压应力，当拉应力超过混凝土抗拉强度时，就会出现温差裂缝。2桥梁裂缝的防治措施2．1施工配合比控制2．1．1优化施工配合比混凝土配合比控制对混凝土性能有较大影响，配合比优化对防治桥梁裂缝有很大帮助。在保证强度的前提下适当降低水泥用量，可以较大降低混凝土凝固过程中的水化热，降低混凝土内外温差，进而降低裂缝出现频率。在混凝土中适量添加粉煤灰可以保证混凝土的和易性和可泵性，在一定程度上还可以吸收混凝土凝固过程中产生的水化热，对桥梁裂缝控制有较好效果。2．1．2水泥选用桥梁施工中，水泥选用对混凝土性能有较大影响，若规范允许并能达到设计要求，选用较低标号水泥，或选用水化热较低类型水泥，能降低混凝土凝固过程中产生的水化热，降低混凝土内外温差，达到防治裂缝的目的。2．1-3外加刹的使用在混凝土配合比设计中选用合适的外加剂对防治裂缝有较好效果。在配合比设计中加减水剂可减少水的用量，降低水灰比，保证混凝土坍落度及和易性，可减少混凝土中自由水，减少干缩裂缝。在混凝土中添加缓凝剂可延缓混凝土凝固，延缓水化热产生和降低水化热产生峰值，减小混凝土内外温差，减少温差裂缝。在混凝土中添加膨胀剂可补充因混凝土水分蒸发而产生的体积收缩，达到减少桥梁裂缝的目的。2．2施工组织控制2．2．1责任制控制首先，建立以项目经理为主的桥梁质量控制小组，督促各个部门、岗位质量控制落实。再者，桥梁混凝土浇筑，应由施工员、实验员、机械材料管理人员、电工组成值班小组保证桥梁施工质量。混凝土开盘前实验人员应检验原材料，做好施工配合比交底，并对混凝土各项性能进行跟踪检查，不满足要求的混凝土严禁使用。混凝土浇筑前施工员对工班加强交底，说明施工方法，阐明质量要求，在混凝土浇筑过程中全程旁站指导施工。机械材料管理人员在混凝土施工前配备足施工机械及材料，保证施工中混凝土正常供应。电工应保证施工中电力正常，防止出现断电。2．2．2对原材料的控制加强对混凝土原材料砂、石的控制对保证混凝土质量和防治桥梁裂缝有很好效果。砂、石料中含泥量超标，或砂偏细，或粗骨料级配不合理、压碎值超标会增大桥梁裂缝出现的频率。砂、石料含泥量超标会降低混凝土强度，混凝土易拉裂；含泥量超标还会增加配比中水的用量，增大水灰比，混凝土浇筑后有更多水分蒸发，混凝土易出现裂缝。砂偏细、粗骨料级配不合理、压碎值超标都会降低混凝土强度，混凝土内部薄弱位置会增多，桥梁裂缝就易出现。所以加强对砂、石料控制对防治桥梁裂缝非常必要。2t2．3温度的控制桥梁施工中温度对桥梁裂缝有很大影响。①加强施工中环境温度的掌握，高温季节选在晚间气温较低时浇筑混凝土。因为温度较高时水分停置12h以上，然后才能用砂轮切割机对钢绞线进行切割作业，必须保证不损伤到锚具。3．2竖向预应力的张拉工作在跨济兖公路特大桥腊山分洪渠连续梁施工中，竖向预应力张拉采用的是高强精轧的螺纹钢筋，锚具型号为JLM一25，千斤顶的型号选用的是YCW一60B，锚下控制应力达到700MPa。其张拉的程序为：(1)清除垫板上的水泥浆及杂物，并将螺母完全拧紧直至其根部。(2)将套筒螺母的接头套进千斤顶的套碗之中，旋转900卡牢。(3)大缸进油，小缸则回油，活塞杆缩进，并通过拉头的张拉应力筋进行精轧钢的预张拉，做好标记，做为测量高强度精轧钢伸长量的起点。(4)加荷其到控制的应力，持荷时间为两分钟，测量其伸长量，伸长值校核后迅速将套筒螺母再次完全拧紧至其垫板根部。(5)大缸回油，小缸进油，活塞杆反向旋转900，卸下千斤项。(6)大缸进油，小缸回油，将活塞杆退回至原先的位置。3．3横向预应力的张拉工作在跨济兖公路特大桥腊山分洪渠连续梁施工中，其横向预应力的张拉工作，采用的张拉机具为YDc2400，采用单侧单根张拉的方式，其张拉的程序为：O一10％％一20％哪一100％仃。(保持5m∞一补拉至％一回油锚固，张拉工作结束。4结束语随着我国经济水平的进一步提高，高速铁路的工程建设项目也会越来越多，加强大跨度连续梁预应力施工工艺的研究探索，能够有效提高高速铁路大跨度连续梁的施工质量，对于我国社会经济的发展有着重要的意义。参考文献[1]田书民，张平．后张法预应力混凝土连续箱梁桥现浇施工技术闭．黑龙江科技信息，2007，13(7)：18．22．【2】陈中民．预制预应力钢筋混凝土箱梁后张拉施工工艺叨．山西建筑，2007，32(9)：48—51．【3】闰世岗．预应力混凝土箱梁后张法预应力施工控制要点叨．山西建筑，2009．34(5)：15。】8．·13l· 交通建设■阿目爱瞄2012年9月浅析白山村特大桥岩溶注浆施工工艺及处理方法徐孝峰(中铁七局集团第一工程有限公司)摘要：本文作者结合工程实例对白山村双线特大桥岩溶注浆施工工法进行了阐述，，白山村上线特大桥36～39#墩基底岩溶较发育，地下水位随季节变化特别是雨季，地下水上下波动急骤，在潜蚀、真空抽吸等作用下，易形成土洞，并发展成坍陷；或由于既有线荷载等原因增加荷载而使溶洞顶板产生坍陷等。溶岩发育地区桩基施工难度较大且影响工期进度，需进行岩溶注浆加I司处理。关键词：白山村双线特大桥；岩溶注浆施工；施工注意事项；质量控制1工程概况白山村双线特大桥36～39#墩处上跨既有湘桂铁路，毗邻既有线。设计3甜墩钻孔桩桩径1．5m，桩长26m；37#墩钻孔桩桩径1．25m，左侧桩长36m，右侧桩长29m；38#墩钻孔桩桩径1．25m，左侧桩长9m，右侧桩长10．5m；39#墩钻孔桩桩径1．5m，桩长6m。其中36#～38#墩桩基溶洞发育都极为明显。注浆水泥采用P．O．42．5水泥，水玻璃38～43Be，模数2．4～3．O。水泥浆液水灰比为l：1。若遇空的岩溶通道、较大溶洞或裂隙处，视具体情况先灌注中粗砂或稀的水泥砂浆对溶蚀腔体进行充填，再采用水泥浆液或双液注浆，全充填溶洞一般采用单液注浆。白山村双线特大桥36～3赡墩地下溶洞为全充填溶洞，原则上采用单液注浆。注浆压力，一般基岩中为不小于O．1加．3MPa，岩土界面附近逐步加大至O．3加．5MPa。岩溶注浆，原则上以封闭土、石界面，形成隔水帷幕，根据先导勘探孔揭示岩溶发育情况，加固深度由探灌结合孔确定一般为桩底标高一下1m，若施工中如遇溶洞，孔深至溶洞底板下1．Om。2岩溶注浆施工工艺2．1工艺流程图(见图1)2．2工艺说明2．2．1工艺原理湘桂客运专线柳南段白山村上线特大桥36～39#墩基底岩溶较发育，地下水位随季节变化特别是雨季，地下水上下波动急骤，在潜蚀、真注，E施先浆般浆l：导⋯刚；_j_：劐注}it效准孔注浆孔浆粜备钻水孔检进试例l注测验进装图l岩溶注浆施工工艺流程图空抽吸等作用下，易形成土洞，并发展成坍陷；或由于既有线荷载等原因增加荷载而使溶洞顶板产生坍陷等。溶岩发育地区桩基施工难度较大且影响工期进度，需进行岩溶注浆加固处理。覆盖型岩溶注浆，原则上以封闭土、石界面，形成隔水帷幕，阻隔桩基滞水与岩溶水的联系。2．22施工工艺(1)施工准备①熟悉各岩溶注浆工点工程概况，并提前作好旌丁方案、岩溶注浆孔位布置平面图和施工技术交底等技术工作。将原挖孔桩用粘土回填，以防泥浆从孔中冒出。②场地平整用机械将场地平整，利于钻机就位、移位以及注浆机的布设。③测量放线根据岩溶注浆孔位平面布置图，对各孔位进行放样，并测量、记录对应的孔口地面高程。施工平面图及立面图附后。)．亭。搴“》搴一》搴一：一言一。．e一扣搴“：一搴-：一搴吒H搴-o．争oe-o．搴吒H争oe．oe吣ooo．oeo审oe田e岫e吣eoe．o审oooo．0e．oo．oe．oe．o审oeoeo争。．90eoe．oe吣e吣e．o尊oo．oe．oe．oo-oe《蒸发快，也易产生较高温差，桥梁裂缝易产生。②混凝土施工中还要控制好混凝土入模温度，环境温度较高时，可采取水中加冰，砂、石料仓设遮阳棚，砂、石料洒水降温，水泥提早准备等措施来降低混凝土入模温度。降低混凝土入模温度可以减慢混凝土水分蒸发速度，减少混凝土干缩，防止桥梁裂缝。③混凝土浇筑之后加强混凝土温度控制，高温天气有可靠的降温措施，保证混凝土散热，降低混凝土内外温差，降低温差裂缝出现。2．3施工技术控制2．3．1添加钢筋网片在桥梁裂缝经常出现的薄弱位置添加钢筋网片对桥梁裂缝控制有较好效果。据现场旖工经验，在桥梁钢筋保护层较大位置，混凝土凝固过程中拉应力较集中易出现裂缝位置，如入孔位置、翼缘板与腹板交接倒角处，添加一定量钢筋网片，能增加其抗拉强度，达到减少裂缝的目的。2．3．2加强振捣控制桥梁混凝土旌工中振捣效果好坏对桥梁裂缝出现有很大影响。桥梁裂缝往往出现在振捣不到位、抽芯中混凝土气泡较多的位置。桥梁混凝土施中漏振或振捣不到位，混凝土不密实，气泡未排除，会降低混凝土强度，受拉应力开裂。因此桥梁混凝土施工中加强振捣控制十分必要，做到不漏振，不过振，振捣棒快进慢出，振捣间距控制好，振捣时间为混凝土中无气泡排出，表面泛浆。2．3．3二次收面混凝土施工中加强二次收面对桥梁裂缝防治也有较好效果。桥面混凝土进行二次收面可以很大程度减少裂缝。二次收面在一次收面之后、混凝土初凝之前进行。此时混凝土表面水分蒸发，部分位置出现干缩裂·132·缝，而混凝土还未凝固，对开裂位置二次收面，可减少裂缝出现。另外，合理的拉毛深度对控制裂缝也有效果，经现场试验，拉毛深度在5mm左右，符合混凝土凝固过程中表面收缩变形，可以消除部分拉应力，减少裂缝出现。2．4注重养护混凝土浇筑后，初凝时，混凝土表面自由水分大量蒸发，内部水分蒸发少，表面体积收缩比内部大，混凝土表面形成拉应力，内部形成压应力。而此时混凝土强度较低，在桥梁薄弱位置易出现干缩裂缝。因此，混凝土初凝时，用雾化水湿水，保持混凝土表面湿润，减小表面收缩变形，降低拉应力，减少桥梁混凝土开裂。混凝土终凝过程中释放大量热量，表面热量散发侠，内部热量散发慢，内外温差很大，混凝土表面受拉，内部受压，混凝土表面易出现温差裂缝。此时用土工布或麻袋等对混凝土覆盖，并洒水养护，不问断用流动水带过混凝土凝固过程释放的热量，降低混凝土温度，使内外温差减小，减少温差裂缝。3结语桥梁裂缝是桥梁工程中的“多发病”、“常见病”，严重影响桥梁安全性、耐久性，制约了桥梁工程质量提高，影响国家基础建设质量和经济发展。桥梁工程师应在岗位上积极主动工作，提高自身业务水平，严把质量关。因水平有限，文中探讨不全面，但笔者会再接再厉，理论联系实际，加强总结，提高自身水平。参考文献【1]王铁梦．工程结构裂缝控制的综合方法．旌工技术．2000(5)．5—9【2】楼庄鸿．论预应力混凝土梁桥的裂缝．交通部公路科学研究所．