1、橋梁墩臺施工混凝土裂縫原因分析及預(yù)防,編制：閆聚杰,簡介,近幾年，隨著我國工程建設(shè)的發(fā)展和橋梁施工技術(shù)的提高，橋梁在土建工程中比例越來越高，在橋梁墩臺施工后還沒有架梁鋪架時，由于多種因素，在不同齡期很多墩臺混凝土出現(xiàn)了裂縫，裂縫數(shù)量或多或少，走向變化多樣，裂縫幾何尺寸也不盡相同，成了鐵路橋梁墩臺混凝土質(zhì)量通病。裂縫的存在均可能不同程度降低混凝土的結(jié)構(gòu)承載能力或耐久性，因此要對裂縫有所認(rèn)識，查明分析其成因，掌握其發(fā)展規(guī)律，采取有效控制措施預(yù)防并對既有裂縫進行處理，才能保證工程質(zhì)量。,一、墩臺混凝土裂縫的類型,橋梁墩臺產(chǎn)生裂縫的原因收各類因素影響有很多，可能由于某種因素造成，也可能由于數(shù)種因素綜合

2、作用而產(chǎn)生?？偟膩碚f，產(chǎn)生裂縫的主要原因有以下幾個：,一、墩臺混凝土裂縫的類型,1、溫度變化產(chǎn)生裂縫 由于混凝土內(nèi)部溫度和表面溫度存在差異，造成較大溫差，尤其對于墩身大體積混凝土來講更為嚴(yán)重，造成內(nèi)部與外部熱脹冷縮的程度不一，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，而混凝土表面產(chǎn)生一定的拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強度時，混凝土表面便產(chǎn)生了裂縫。 水化熱、驟然降溫、蒸汽養(yǎng)護或冬季施工措施不當(dāng)都可能引起溫度變化。,一、墩臺混凝土裂縫的類型,2.混凝土的收縮產(chǎn)生裂縫 混凝土在不受外力作用下，由于收縮的自發(fā)變形而產(chǎn)生拉應(yīng)力，造成混凝土開裂產(chǎn)生裂縫。引起混凝土開裂的收縮類型主要有塑性收縮、干縮兩種。 高性能混

3、凝土對混凝土的承載力和耐久性提出更高要求，水泥品種、標(biāo)號、水泥用量、骨料品種、水灰比、外加劑等施工材料、施工工藝、外界環(huán)境和養(yǎng)護方法等這些都是產(chǎn)生收縮變形的主要因素。,一、墩臺混凝土裂縫的類型,3. 施工工藝質(zhì)量低劣產(chǎn)生裂縫 在混凝土澆筑制作過程中，由于施工工藝違規(guī)操作、施工質(zhì)量較低，造成裂縫產(chǎn)生。主要有以下幾個方面：模板剛度不足，安裝存在缺陷造成變形；混凝土塌落度不合理；混凝土澆筑工藝不符合規(guī)定不合理；混凝土過搗或欠振；混凝土沒有連續(xù)澆注，間隔時間超過混凝土初凝時間，新舊混凝土界面處理不當(dāng)，造成施工接縫。,一、墩臺混凝土裂縫的類型,4、混凝土養(yǎng)護不當(dāng)產(chǎn)生裂縫 由于混凝土養(yǎng)護未按照有關(guān)技術(shù)規(guī)定

4、，養(yǎng)護部到位也是造成裂縫產(chǎn)生的主要原因。主要有以下幾個方面：拆模過早；拆模后措施不當(dāng)造成混凝土受凍或表面急劇失水干燥，或未采取措施使混凝土表面溫度和周圍環(huán)境溫度相差較大等。,一、墩臺混凝土裂縫的類型,5、其他原因 除了上述原因是造成混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因外，也可能由于地基變形、鋼筋銹漲、外力荷載等因素造成。甚至可能由于數(shù)種原因同時作用而造成混凝土開裂。 我們這次主要講的是前面4種原因造成的裂縫。,二、墩臺混凝土裂縫的控制與預(yù)防措施,1、溫度的控制 （1）盡量選用低熱或中熱水泥，如礦渣水泥、粉煤灰水泥等。 （2）采用改善骨料級配，用干硬性混凝土，摻混合料，加引氣劑或塑化劑等措施以減少混凝土中的

5、水泥用量，將水泥用量盡量控制在450kg/m3以下。 （3）降低水灰比，一般混凝土的水灰比控制在0.6以下。 （4）改善骨料級配，摻加粉煤灰或高效減水劑等來減少水泥用量，降低水化熱。,二、墩臺混凝土裂縫的控制與預(yù)防措施,（5）改善混凝土的攪拌加工工藝，在混凝土中摻加一定量的具有減水、增塑、緩凝等作用的外加劑，改善混凝土拌合物的流動性、保水性，降低水化熱，推遲熱峰的出現(xiàn)時間。 （6）熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱或采用搭設(shè)遮陽板等輔助措施控制混凝土的溫升，降低澆筑混凝土的溫度。 （7）如果是大體積混凝土，因為溫度應(yīng)力與結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)，混凝土結(jié)構(gòu)尺寸越大，溫度應(yīng)力越大，所以在混凝土中

6、埋設(shè)水管，通入冷水降溫，減小混凝土的內(nèi)外溫差，減小約束。,二、墩臺混凝土裂縫的控制與預(yù)防措施,（8）拌合混凝土?xí)r加水或用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度，澆筑混凝土?xí)r，預(yù)留溫度收縮縫。 （9）是減小約束，澆筑混凝土前宜在基巖和老混凝土上鋪設(shè)5mm左右的砂墊層或使用瀝青等材料涂刷。 （10）是加強混凝土養(yǎng)護，混凝土澆筑后，及時用濕潤的草簾、麻片等覆蓋，并注意灑水養(yǎng)護，適當(dāng)延長養(yǎng)護時間，保證混凝土表面緩慢冷卻。長期暴露的混凝土澆筑塊表面或薄壁結(jié)構(gòu)，在寒冷季節(jié)采取保溫措施，以防止寒潮襲擊。,二、墩臺混凝土裂縫的控制與預(yù)防措施,11）在混凝土中配置少量的鋼筋或者摻入纖維材料將混凝土的溫度裂縫控制在一

7、定的范圍之內(nèi)。 （12）規(guī)定合理的拆模時間，氣溫驟降時進行表面保溫，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度。,二、墩臺混凝土裂縫的控制與預(yù)防措施,2. 采用合理的施工方法 （1）混凝土的拌制，要嚴(yán)格控制原材料計量準(zhǔn)確，同時嚴(yán)格控制混凝土出機塌落度，要盡量降低混凝土拌合物出機口溫度。 （2）混凝土澆注過程質(zhì)量控制。澆注過程中要進行振搗方可密實，振搗時間應(yīng)均勻一致以表面泛漿為宜，間距要均勻，以振搗力波及范圍重疊二分之一為宜，澆注完畢后，表面要壓實、抹平，以防止表面裂縫。另外，澆注混凝土要求分層澆注，分層流水振搗，同時要保證上層混凝土在下層初凝前結(jié)合緊密。,二、墩臺混凝土裂縫的控制與預(yù)防措施,避免縱向施工

8、縫、提高結(jié)構(gòu)整體性和抗剪性能。盡量避開在太陽輻射較高的時間澆注，若由于工程需要在夏季施工，則盡量避開正午高溫時段，澆注盡量安排在夜間進行。混凝土在實際溫度養(yǎng)護的條件下，強度達(dá)到設(shè)計強度的75%以上，混凝土中心與表面最低溫度控制在25以內(nèi)，預(yù)計拆模后混凝土表面溫降不超過9以上允許拆模。在混凝土在拆模后，特別是低溫季節(jié)，在拆模后立即采取表面保護。防止表面降溫過大，引起裂縫。另外，當(dāng)日平均氣溫在23d內(nèi)連續(xù)下降不小于68時，28d齡期內(nèi)混凝土表面必須進行表面保護。,二、墩臺混凝土裂縫的控制與預(yù)防措施,3. 混凝土材料方面 （1）選用收縮性較低的水泥，合理搭配水泥強度等級與混凝土強度等級之間關(guān)系。一般

9、情況下，水泥強度比所使用的混凝土強度大一個等級。如配置C30混凝土，使用強度等級為42.5的水泥比較合適，可以達(dá)到合理的水灰比，保證施工質(zhì)量。切記不能只為片面追求經(jīng)濟效益，使用高標(biāo)號水泥、大水灰比的配合比。在現(xiàn)場一定要設(shè)置與施工規(guī)模和進度相匹配的水泥庫，嚴(yán)禁不同廠家的水泥混用。,二、墩臺混凝土裂縫的控制與預(yù)防措施,（2）選用級配良好的粗、細(xì)骨料，粗骨料中針片狀石子嚴(yán)禁超標(biāo)，細(xì)骨料不能使用細(xì)砂，含泥量嚴(yán)格控制在規(guī)范要求以內(nèi)。盡量選用收縮率小的骨料。夏季骨料溫度高時，采用灑水等降溫措施，減緩混凝土水化反應(yīng)速度，降低混凝土入模溫度。,三、墩臺混凝土裂縫的處理,1.表面處理法 包括表面涂抹和表面貼補法

10、。表面涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細(xì)而淺的裂縫，深度未達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不再活動的裂縫。表面貼補法適用于大面積漏水（蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫）的防滲堵漏。,三、墩臺混凝土裂縫的處理,2. 填充法 用修補材料直接填充裂縫，一般用來修補較寬的裂縫（0.3mm），作業(yè)簡單，費用低。寬度小于0.3mm、深度較淺的裂縫，或是裂縫中有充填物、用灌漿法很難達(dá)到效果的裂縫，以及小規(guī)模裂縫的簡易處理可采取開型槽，然后作填充處理。 3. 灌漿法 此法應(yīng)用范圍廣，從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。,三、墩臺混凝土裂縫的處理,4.結(jié)構(gòu)補強法 因超荷載產(chǎn)生的裂縫、裂縫長時間不處理導(dǎo)致的混凝土耐久性降低、火災(zāi)造成的裂縫等影響結(jié)構(gòu)強度可采取結(jié)構(gòu)補強法。包括斷面補強法、錨固補強法、預(yù)應(yīng)力法等混凝土裂縫處理效果的檢查包括修補材料試驗、鉆心取樣試驗、壓水試驗、壓氣試驗等。,四、結(jié)束語,裂縫是混凝土工程的常見通病，防止鐵路墩臺混凝土裂縫是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，產(chǎn)生裂縫的原因很多，工程情況不盡相同，但只要我們在設(shè)計、施工、養(yǎng)護等環(huán)節(jié)嚴(yán)格按照規(guī)定嚴(yán)格