路桥施工裂缝防治
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摘要：本文针对砼裂缝的成因进行理论分析,结合作者的施工经验，总结了一系列的防治措施。
关键词： 混凝土裂缝防治
前 言
随着我国交通事业的高速发展，我国的基础设施建设也达到了一个新的高潮。在砼施工中,通常有施工裂缝的身影。从理论上分析,施工裂缝的产生已经在预示着施工中某一管理环节的缺失,而施工管理的缺失,将会引起砼路面的提前破坏,缩短其设计的使用寿命,给工程造成一定程度的经济损失。对此,裂缝问题我们不得不重视。为了能有效地防范施工裂缝的出现,我们必须对其产生的根本原因进行剖析,从而才能制订出有针对性的技术防治措施。
1 施工裂缝成因分析
1.1 施工裂缝形成内因
混凝土堆聚结构的分层现象。混凝土在浇捣过程中,都会发生不同程度的分层现象,由于混凝土形成堆聚结构的过程中具有分层性,这种分层性使混凝土从表层到内层其强度越来越强,表层的抗拉能力最弱,这便是混凝土产生裂缝的主要原因。水泥的水化反应。在拌和、振捣、凝结、硬化的过程中,水泥与水自始至终存在着水化反应,试验表明在水化反应过程中混凝土有2 次升温与降温过程,混凝土的体积也有2 次胀、缩形变。如果混凝土体不受任何约束,这种胀缩变形就可以自由进行。然而,事实上混凝土体在胀缩变形中,要受到其内部集料及外部边界的约束,这就使混凝土自由胀缩变形受阻,其内部必然要产生相应的拉压应力,且具有反复性。加之混凝土的导热性能差,使表面与内部的胀缩变形也不能同步进行,这样相互的约束也会产生拉压内应力。而其收缩量是不容低估的,根据有关资料介绍,由混凝土中的水泥浆形成水泥石,在水泥石中只要产生3 %的体积变形,就足以使水泥石和集料界面上产生的拉应力达13 MPa。在混凝土凝结硬化期间,其内部的抗拉强度很小,由于冷缩和干缩产生的拉应力远远大于此时的抗拉强度,因而导致了混凝土内部及表面产生裂缝。
1.2 施工裂缝形成外因
1.21温度的变化
由于热胀冷缩的作用,气温较高的白天和上半夜浇筑的混凝土,在次日早晨气温最低时,必将产生体积收缩,即温度变形。或由于温度的急剧变化,如因大风、大雨造成的气温剧变,使混凝土急剧冷缩或干缩,加快了应力集中及混凝土早期裂缝的形成速度,也就是说,是混凝土强度的增长不足以抵抗因温度变化产生的温度应力,而形成早期裂缝。夏季在阳光的暴晒和干热风影响下,砂、石料的温度可高达60~70℃,拌制出来的混凝土的温度可达40℃左右。温度高,水泥水化反应加快,混凝土凝结硬化快,和易性降低,易造成蜂窝、麻面,密实度降低,水分蒸发快,表面易干燥,养生不充分,造成强度降低,增加了出现干缩裂缝的可能性。以前混凝土路面都是短胀缝距,先造成了有效的薄弱断面,使收缩裂缝只能在缩缝处发生。现在普遍采用的长胀缝和切缝施工工艺,给施工操作带来了较大的便利,加快了施工进度(一天最长可浇筑350m) ,但较容易产生裂缝。 传力杆安装不当。在某路段的一次施工中,有一种断裂发生在切缝的15m范围内,经调查分析,是传力杆放斜或自由端失效,致使混凝土板收缩受限制,产生路面断裂。
1.22配合比失控
施工中如果不能严格控制配合比特别水灰比,也是酿成早期裂缝出现的重要外在因素之一。水灰比的大小直接影响混凝土的强度,也与干缩裂缝有关。水多,混凝土的干缩性就大;水泥量多,则塑性变形就大。骨料含泥量大,骨料表面形成泥浆薄膜的颗粒就多,骨料与水泥间的胶结力就会降低,混凝土内部的薄弱部位就增多。
2 技术防治裂缝病害
2.1选择适宜的养护方法
尽早开始养护并保持混凝土表面湿润,可以防止蒸发,减少收缩,保障混凝土表面水化顺利进行。对采用各种养护的新浇混凝土,争取在混凝土表面整形完成后和表面水膜消失前即开始养生,但养生时一般不能污染或损伤混凝土已成型表面,因此必须选择适宜的养护方法及最佳的养护开始时间。用湿养生法养护时,湿草袋或湿麻袋不能漏盖,每天视气温情况均匀洒水,养护期不少于14 d。在非雨季应尽量采用喷塑养护工艺,该工艺在冬季可起一定的保温作用,夏季可大大防止水分的过快蒸发。在夏季施工时,应进行适当的湿水降温或在薄膜上涂一层石灰浆,以免在混凝土板中产生温度梯度而开裂减少温差效应,降低混凝土温度，夏季高温季节施工时,要将暴晒于烈日下的砂石料洒水润湿,并尽量避开烈日高温施工,以防止早期裂缝的产生。冬季施工要备好挡风、保暖棚,并采取相应的冬季施工措施。
2.2采用正确的切缝工艺
2.21掌握切缝的合理时间
切缝的目的在于把混凝土内部的应力适时地释放,而切缝又要求混凝土必须具备一定的强度。一般以混凝土抗压强度达5~10MPa 时为适宜的切缝时间。另外,也可根据经验现场确定,即用指甲在混凝土路面上划痕,若不出现痕沟,只出现灰白色划痕时,则可切缝。
2.22控制切缝的长度和深度
切缝深度一般为板厚的1P3~1P4为宜(或按设计)。切缝从一端走向另一端,如果端头为填挡混凝土还没有施工,可以留1cm左右不切通,以免填挡混凝土施工时水泥浆漏入缝内,待填挡混凝土切缝时一起切通。
2.23严格规范施工,确保工序质量
2.231在安装传力杆装置时,一定要保证自由端绝对自由,并垂直截面,以确保其使用功效。2.332在振捣过程中,采用3 次振捣法。即插入式振捣、平板震动、振动梁或整平机振动。最后在混凝土表面使用真空吸水或收水抹面,进一步排除混凝土中多余的水分,增加混凝土的密实度和提高混凝土的早期强度,同时使混凝土在初凝中产生的细微裂缝重新愈合。
2.4表面封闭修补法
这是最简单和最普通的裂缝修补方法，用于修补对结构影响不大的静止裂缝。该法是指在混凝土表面沿裂缝凿出“V”形或“U”形槽裂缝，然后先在槽面上刷一层环氧树脂浆液，然后嵌填水泥砂浆进行修补。凿深槽嵌补。先沿裂缝将混凝土凿一条深槽，然后嵌补各种粘结材料，以达到恢复耐久性，以及部分恢复结构整体性的目的。该方法适用于数量较少的宽大裂缝及钢筋锈蚀所产生的裂缝修补。
2.5压力灌浆法修补裂缝
泥灌浆法是指施加一定的压力，将水泥浆液灌人结构物内部裂缝深部，以达到封闭裂缝、恢复结构整体性、耐久性及防水性的目的。该法适用于宽度较大、深度较深的裂缝修补，尤其是受力裂缝的修补。化学灌浆法是采用环氧和甲凝这两类粘结强度高、可灌性好的材料。
2.6粘贴加固法
注入法粘贴钢板，即首先在混凝土表面与钢板之间加垫块，然后用环氧树脂胶泥进行周边封闭，以使粘贴钢板与混凝土之间形成一个封闭的空腔，随后从注入口，选择从每片钢板的最低点开始注胶，以利于注胶空腔内空气的排出。
3桥梁施工中高性能混凝土的应用
在长大桥梁和许多离岸结构物的设计和施工中，高性能混凝土被广泛的应用，也包括大跨桥所需要的各种拌合物。高性能混凝土由于具有高超的易于浇筑、长期不变形的力学性能，在施工初期的强度和韧性都比较高，并且稳定性好，能够在各种恶劣的环境和气候下，实现延长寿命，增加强度和流动性、提高建筑物耐久性的要求，被广泛推广。在桥梁施工中大力推广高性能混凝土的使用，延长桥梁使用寿命的同时，节约工程造价成本，提高经济效益。另外，值得注意的是，人们所关注的是高性能混凝土，而不仅仅是高强度混凝土。耐久性、养护的难易程度以及建设的经济性已成为工程建设的目标。当前国内应用较好的如上海东海大桥用的混凝土，设计寿命l00年，使用的“高性能海工混凝土”是粉煤灰、矿粉等废料化腐朽为神奇，成为特殊的掺和材料，使海工混凝土既有高强度、耐久性、抗腐蚀等特性，又易于施工，直接节约材料成本2000万元。不仅效果稳定，还能能提前感知混凝土的过度疲劳。高性能混凝土在桥梁工程中应用的优点是：跨径更长；主梁间距更大；构件更薄；耐久性增强；力学性能加强。
4 结束语
路桥施工因为其工程量大、工序复杂、人员、机械投入多等特点，需参建各方协作配合，方能达到优质、高效、节能降耗。施工前设计并制定出可靠可行的施工方案，并将措施与办法落实到实处，周密部署，严格管理，实现对大体积混凝土裂缝的有效防治。
参考文献
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