桥梁混凝土裂缝分析及控制.pdf

2023年4 月工程技术与应用江西建材桥梁混凝土裂缝分析及控制曾军广西桂林市市政工程管理处，广西桂林541002摘要：文中以某桥梁工程为例，分析了混凝土裂缝的情况，总结了混凝土裂缝形成的原因，并提出了相应的控制措施，以降低裂缝对桥梁建设的影响，提高桥梁施工的质量。关键词：桥梁；混凝土裂缝；控制中图分类号：U445.4文献标识码：B文章编号：10 0 6-2 8 9 0（2 0 2 3）0 4-0 2 2 6-0 3Analysis and Control Measures of Concrete Cracksin Road and Bridge ConstructionZeng JunGuangxi Guilin Municipal Engineering Management Office,Guilin,Guangxi 541002Abstract:Taking a certain bridge project as an example,the article analyzes the situation of concrete cracks,summarizes the reasons for theformation of concrete cracks,and proposes corresponding control measures to reduce the impact of cracks on bridge construction and improvethe quality of bridge construction.Key words:Bridge;Concrete cracks;Control1工程概况某高速公路桥梁工程位于县级市交通要道，工程构件较复杂，桥跨结构选用变截面连续梁，跨中正弯矩大大减小，先简支后连续，采用预应力混凝土建成，混凝土设计标号为C30，跨径布置为：30 m+100m+30m，考虑地形、地质、安全、施工等多种因素，设计使用年限为10 0 年。在桥面整平、浇筑后，桥梁混凝土结构出现多处裂缝，桥梁路用性能下降，使用寿命缩短，降低了桥梁结构的耐久性，当裂缝宽度达到一定的数值时，桥梁混凝土结构的安全性能堪忧。2混凝土裂缝分析2.1裂缝检测裂缝成因复杂，检测混凝土裂缝是质量评估的重要内容，通常需对混凝土表观质量内容进行科学分析和危害评定，为裂缝定性 。裂缝外观检测主要是对表面裂缝进行检测，包括直观能看到的混凝土裂缝。常用的检测仪器是有刻度的放大镜和裂缝对比卡，该桥梁施工中，混凝土裂缝的表面裂缝检测如表1、图1所示。表1裂缝可见程度分类类别1类I类III类宽度/mm大于0.10.05-0.1小于0.0 5可见程度肉眼可直接识别近距离可仔细识别肉眼难以识别作者简介：曾军（19 7 3-），男，广西桂林人，本科，工程师，主要研究方向为道路桥梁。混凝裂缝土裂缝宽裂缝I(度检验卡刻度图1裂缝可见程度检测/mm由图1可知，有刻度的放大镜检测到的裂缝清晰可见，同时，采用裂缝对比卡对裂缝进行了比对。按照宽度和可见程度的分类，裂缝分为三类：第一类和第二类裂缝主要指肉眼可见和近距离可见的裂缝，属于可见裂缝范畴，肉眼难以识别的裂缝属于第三类，往往需要借助其他工具检测裂缝深度。裂缝检测方法为超声波法探测或直接钻芯法检测 2 1。从检测原理上看，超声波法探测是通过超声波在混凝土传播过程，遇到裂缝时，根据声波变化推测裂缝深度，发现裂缝缺陷。直接钻芯法检测需要深人裂缝深处，通过钻取混凝土芯样，并结合芯样的外观和观测数据，在芯样侧面直接测量裂缝深度，主要用于确定混凝土强度推定值。2.2裂缝类型勘察检测该桥面的情况如图2 所示。裂缝的类型为荷载裂缝和非荷载裂缝两类 3,其中，荷载裂缝占比2 0%，结构受到外部荷载作用力，局部承受荷载存在差异，混凝土疲劳开裂。非荷载裂缝总占比8 0%，主要由塑性裂缝18%、干缩裂缝2 7%和温度裂缝35%组成。其也是该桥梁混凝土的主要裂缝，这类裂缝受外界环境作用而产生，由于水灰比、内外湿度、温度等对混凝土造成的不良影响形成的裂缝，对混凝土结构耐久性和强度会2272023年4 月江西建材工程技术与应用产生不利影响。塑性裂缝18%荷载裂缝2 0%干缩裂缝2 7%温度裂缝35%图2裂缝的分布及分类2.3裂缝分析2.3.1温度裂缝该桥梁温度裂缝较多，占混凝土裂缝总比的35%，说明桥梁混凝土浇筑时，内外温差控制不合理，导致桥梁出现裂缝，影响桥梁的稳定性。温度裂缝在混凝土裂缝中较为常见，温差使混凝土产生不均匀涨缩就会出现表面裂缝。控制温度裂缝有一定的难度，有些受不可控的外界气温影响，无法做到对温度的精准控制，但结合混凝土内外温差变化规律以及温度应力对混凝土变形的影响，对温度裂缝的控制还是有迹可循的 4 。2.3.2干缩裂缝该桥梁干缩裂缝的占比较多，占混凝土裂缝总比的2 7%，需引起重视。干缩裂缝主要是由于混凝土由于内外湿度变化不均、水分蒸发不均产生的裂缝。形成的混凝土干缩变形 5,裂缝走向纵横交错，没有规律。加之桥梁施工中的养护不当或缺水，就会导致混凝土干裂，形成裂缝。2.3.3塑性裂缝该桥梁由于在混凝土浇筑初期，混凝土配合比不良，水灰比过大，保水性差，容易形成“泌水”，超量的水在混凝土内部留下了孔缝，产生了塑性裂缝，塑性裂缝占混凝土裂缝总比的18%。加之混凝土凝结时间差异，摊铺混凝土的时间和终凝时间不同，为混凝土塑性裂缝的形成埋下了隐患，这也会形成混凝土裂缝。3混凝土裂缝控制措施3.1温度裂缝控制措施道路桥梁施工中对温度裂缝的控制，要把握好两个主要关键点。（1）合理分缝分块。桥梁混凝土施工通常需要用到的混凝土基数较大。采取合理分缝分块的方式，在结构合理的混凝土分区中便于控制温度，降低混凝土的内外温差，以达到控温的目的 6 。在具体施工方面，全面分层法是将桥梁工程整体规划，在浇筑混凝土的时候，对全部的混凝土浇筑层进行分层，力求浇筑层若干层的厚度相等，第一层混凝土还未初凝，如此逐层连续浇筑，直至完工为止。分段分层法是指浇筑混凝土时，沿高度均匀分段，分层浇筑。逐层浇筑中，第二层混凝土要在第一层混凝土初凝前浇筑完毕，混凝土内部的水化热得以充分散发。混凝土振捣工作从浇筑层下端开始逐渐上移，要求斜面的坡度不大于1/3，避免出现振捣不密实和漏振的现象。需要注意的是，体积相对较小的混凝土，不适合多次浇筑，应确保混凝土浇筑质量，尽量采用一次性整体浇筑的方法。（2）控制混凝土浇筑温度。为避免温度裂缝的产生，对混凝土浇筑的温度应控制在5 35以内，以2 0 2 5为最佳。降温措施可通过降低原材料温度、加冰拌和、浇筑前预冷混凝土等方法实现。当温度低于5时，在混凝土施工时，用热水进行搅拌 7,加热骨料，拌合掺加防冻剂、早强剂，浇筑成型之后，用覆盖薄膜等方式。此外，综合蓄热法和蒸养法也可以对混凝土起到保温防冻害的作用，提高混凝土的强度，防止混凝土受冻。3.2干缩裂缝控制措施该道路桥梁混凝土干缩裂缝的控制，在原材料的选择方面应注重质量，综合考虑混凝土的强度、落度、初凝时间、水化热等指标，C30混凝土配合比设计如表2 所示。表2C30混凝土配合比材料名称水水泥砂子石子FJ-1掺合料质量比0.5212.003.140.0300.308用料/(kg/m)180344689108110.48106由表2 可知，在混凝土配比上进行了调整，按照GB500102010混凝土结构设计规范规定，C30混凝土的抗压强度分别为2 0.1N/mm和14.3N/mm，立方体的抗压强度为30 MPa。在混凝土施工中，控制砂石含泥量是关键，合理的砂石含泥量可以确保混凝土质量，避免受到其他外在干扰因素的侵害。同时，在混凝土搅拌过程中，添加适量的减水剂，可减少收缩量，起到控制干缩裂缝的作用 8 。对长期露天堆放的预制构件，应做好养护，避免过于湿润或干燥的现象发生。3.3塑性裂缝控制措施为预防塑性收缩带来的混凝土裂缝，配制商品混凝土时，应减少浇筑过程中混凝土的需水量，选择级配良好的石子，石子应大小均匀、质地较好。用优质的石子减小空隙率和砂率。同时，要振捣密实。在混凝土振捣过程中，应做好对振捣的把关和控制，以“密实”为标准，将混凝土振捣密实，可以减少收缩量，提高混凝土抗裂性能 9)。具体而言：（1）浇筑混凝土前，将基层和模板浇水湿润，做好初步的处理工作，这一准备工作中，要去除杂质，保障混凝土浇筑之前基层的干净、整洁、无杂质，才能让基层吸水均匀。（2）混凝土浇筑后，要对混凝土表面进行管理，对裸露表面，应及时用潮湿材料覆盖。这样做的好处是保障混凝土浇筑期间的水分不流失，适当延长养护时间。（3）在气温高、湿度低或风速大的天气施工，要避免干燥天气对水分蒸发的不良影响，防止强风吹袭和烈日暴晒，做好对混凝土的养护，如喷水养护，定期喷水为混凝土保湿，保持混凝土终凝前表面湿润10 。（4）混凝土养护可根据实际情况，灵活选择不同的方式，如喷氯偏乳液养护剂、覆盖湿草袋、塑料布等方法，防止表面水分蒸发。当表面发现微细裂缝时，可采用重新振捣的办法来消除，再覆盖养护。（5）设挡风设施，防止迎风面对混凝土的不良影响，保证混凝土有足够湿润状态。3.4加强对施工过程的监督和管理道路桥梁施工中，对混凝土裂缝的监督与控制应贯穿施工的全过程，对容易导致混凝土裂缝的诸多因素，提前做好预案和防控措施，尽可能降低裂缝对道路桥梁施工的影响，确保桥梁施工的有序开展。具体做法为 11-12 （1）加强质量意识。重视混凝土施工质量，从混凝土原料的选购、配比，施工工艺，养护管理等方面加强质量管理，定期做好检查和监督，一旦发现问题，及时调整施工过程，严把混凝土施工质量关。（2）合理安排混凝土浇筑顺序。桥梁施工中，统筹规划混凝土施工浇筑顺序，确保板体达到一定的均匀度和密实度。（3）加强对混凝土施工连续性的管理，尽量浇筑到缩缝或者胀缝部位，且最好做成施工缝的结构形式。（4）做好混凝土裂缝检测工作，检测混凝土裂缝应采取多种方法与多次检测的方式，以确保混凝土228上接第2 2 5页）上接第2 2 3页）2023年4 月工程技术与应用江西建材检测的准确性和桥梁施工的效果。4结语综上所述，桥梁结构裂缝问题较为常见，在实际施工中，应结合桥梁施工的具体情况，综合考虑地理位置、温度、湿度、材料等对混凝土结构的影响，将设计要求与实地勘察相结合。在桥梁施工建设期间，应结合具体的裂缝原因，从温度裂缝、干性裂缝、塑性裂缝等方面，采取行之有效的裂缝预防措施，做好对裂缝监控与管理，尽可能降低裂缝对桥梁建设的影响，提高桥梁施工质量。参考文献【1李丽君.大体积混凝土施工中裂缝控制探讨J】.中国住宅设施，2021(11):23-24.2张冰清，朱德庆.道路桥梁施工中混凝土裂缝及控制措施分析J】工程建设与设计，2 0 18（2 1）：2 12-2 13.3刘涛.道路桥梁工程中的混凝土施工及裂缝控制分析【J，工程设计与施工，2 0 2 2，4（4）：12-14.内处理完成后，间隔4 8 h待胶体初凝，对管材内部进行全面检查，确保管内缝处理已覆盖全面，检查合格后，进人下一个管节施工。4试验4.1闭水试验管节内缝处理完成7 d后方可进行闭水试验。试验水头以上游检查井高度为准，管材直径为DN1200mm，闭水试验应符合GB50268一2 0 0 8 给水排水管道施工及验收规范的相关规定。化学建材管的实测渗水量小于或等于按下式计算的允许渗水量。q=0.0046Di(1)式中，q为允许渗水量（m/24hkm）,D,为管道内径（mm）。闭水试验实测渗水量小于允许渗水量，符合规范及设计要求。4.2监测监控项目竣工后，通过两年的管道监测监控，无任何渗漏现象发生。5结语本文所述方法解决了以钢带增强聚乙烯（HDPE）螺旋波纹管为主材的管节内缝处施工难点问题，消除了管材连接时的各类缺陷。用化学胶体及防水卷材在管道接口内缝处进需结合建筑具体设计情况及GRC板技术参数展开科学设计，合理确定幕墙结构荷载条件及面积，精细化完成幕墙分格，通过GRC板幕墙制作设计而强调规格指标及允许偏差，对幕墙结构节点优化设计，方可保障设计效果。施工期间，应明确施工流程，做好现场准备，合理安装GRC板，以实现高质量大块GRC板干挂幕墙施工。参考文献【1武文龙，李志亮.浅述CRC建筑装饰构件特性及施工要点J.4享郭献雪.道路桥梁工程施工中混凝土裂缝成因与防治措施J.中文科技期刊数据库（全文版）工程技术，2 0 2 2（5）：7 8-8 1.5巧张卫成.混凝土结构裂缝的控制措施【J工程技术研究，2 0 2 1，6(2):124-125.【6 王国强.公路桥梁大体积砼温差裂缝的控制举措探讨【J.建筑与装饰，2 0 2 0（2 0）：10 0-10 1.7 向文静.建筑施工中混凝土裂缝产生的原因与预防措施【J.新材料新装饰，2 0 2 2，4（7）：16 3-16 5.8沈惠惠.道路桥梁施工中混凝土裂缝成因分析以及应对措施J。价值工程，2 0 2 0，39（2 6）：157-158.9余江.大体积混凝土桥墩施工中裂缝成因及防治措施【J.交通世界，2 0 18（2 9）：10 7-10 8.【10】王文学，李元兵.斜拉桥桥塔承台大体积混凝土水化热仿真分析与裂缝控制J.城市道桥与防洪，2 0 18（11）：17-18，12 1-12 5.【11马云生.桥梁混凝土裂缝分析及控制J.吉林建筑工程学院学报,2 0 0 8,2 5（4)：2 8-30.【12】段峰，马朝雷，王莉莉.现浇大体积混凝土裂缝的成因与防治J.混凝土，2 0 0 3（5）：4 8，58.行柔性连接，消除管节处由于焊接缺陷造成的质量隐患，利用防水卷材的抗拉性能，保证了管道接口良好的防水及抗拉强度，提升了工程质量，提高了管道工程的使用寿命。该方法在兰州碧桂园项目多个工程雨污水管道中进行了应用（D N8 0 0/12 0 0/16 0 0），通过闭水试验、两年的监测监控及现场回访，无任何渗漏及沉降现象发生，实际应用效果显著。参考文献【1】王清平.钢带增强聚乙烯波纹管在市政排水管道中的应用【J】。工程建设与设计，2 0 2 2（2 2）：19 8-2 0 0.【2 孙金海.钢带增强聚乙烯（PE）螺旋波纹管薄弱环节试验J】.中小企业管理与科技，2 0 18（2）：16 5-16 6.3享戴维生，方舟，赵勇钢带增强聚乙烯螺旋波纹管在污水工程中的应用【J.中国给水排水，2 0 11，2 7（16）：10 4-10 6.【4 唐定国，钟泽发.埋地钢带增强聚乙烯螺旋波纹管施工技术【J.石油化工建设，2 0 17，39（4）：7 3-7 9.5 草韩彦彦.浅析钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的检测和应用J，中国机械，2 0 15（1）：6-7.【6 李国玲.钢带增强聚乙烯螺旋波纹管道在道路中的应用J.山西建筑,2 0 15，4 1（2 7）：117-118.75张旭滨，刘继文，齐欣.大口径钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的设计及应用J.中国给水排水，2 0 12，2 8（2）：10 2-10 4.河南建材，2 0 0 9（5）：14 7，14 9.【2】徐锋.浅谈异型GRC幕墙控制要点J】.江西建材，2 0 15（2 4）：135.3唐世标，张健，刘文昌。砂胶比对GRC抗弯强度和韧性的影响J】.广东建材，2 0 2 0，36（5）：2 2-2 3，34.4张宝典.预制装配式曲面GRC板幕墙施工技术 J.建材与装饰，2019(35):1-2.5武念铎，孙播，董俊杰，等.既有建筑斜向交叉异形CRC板保护性拆除施工技术J】.建筑施工，2 0 2 0，4 2（7）：12 2 8-12 30.6美尹素洁.浅谈GRC幕墙施工技术管控J.建设监理，2 0 2 1（2）：67-70.