公路桥梁墩身混凝土的开裂与防治.pdf

Br i d g e a n dT u i ln e ，M a c h in e 桥 r y C 机 o n械s t r uc & t i o n 施 Te 工 c h n 技 o l o 术 g y RM C ： M l &■ — ■ ■ ■ ■ ● l ■ ■ ■ 公 路 桥 梁 墩 身 混 凝 土 的 开 裂 与 防治 Co nc r e t e Cr a c k a nd Tr e a t m e nt of Hi g hwa y Br i dg e Pi e r 张华 ， 李海峰 ZHA NG Hu a ，LI Hai — f eng 1 ． 新 疆 兵 团 建 工 集 团 ， 新 疆乌 鲁 木 齐 8 3 0 0 0 2 2 ．兰 州 交 大 工 程 咨 询 有 限 责 任 公 司 ， 甘 肃兰 州 7 3 0 0 7 0 1 ． X i n j ia n g B e i x i n C o n s t r u c t i o n E n g i n e e r i n g ( G r o u p ) C o ． L t d ． ， U r u mq i 8 3 0 0 0 2 ， X i n j ia n g ， C h i n a 2．L an zhou Ji a ot ong Uni ver si t y En gi neer i ng Consult i ng Co．Lt d． ，L an zhou 730070，Gansu，Chi na 【 摘要 】 通 过 对导 致公 路桥 梁 墩 身混 凝土 开 裂 的原 因进 行 分析 ， 总结 出相 关 施工 预 防措 施 ， 有 效地 保证 了桥梁 混凝 土 工 程 的质 量 。 实 践 证 明 ： 改 进 施 工 工 艺 措 施 ， 采 取 有 效 的 管 理 制 度 ， 可 以 对 墩 身 混 凝 土 开 裂 进 行 防 治 。 【 Ab s t r a c t】T h r o u g h t h e a n a l y s i s o n t h e r e a s o n s o f c o n c r e t e c r a c k o f h i g h wa y b r i d g e p i e r ， t h e p r e v e n t iv e me a — sur es w er e sum m a r i z ed， by w hich t h e c oncr et e qual it y w as guar an t eed e f f ect i vel y． The pr ac t i c e s how s t hat by i m pr ovi ng c ons t r uct i on t echnology and per f or m i ng ef f ec t i ve m an agem en t s ys t em ，concr et e cr ack of pier can be pr e vent ed． 【关键 词 】 公 路桥 梁 ； 混凝 土 ； 裂 缝 ； 防 治措 施 【 Ke y wo r d s】 h ig h wa y b r i d g e ； c o n c r e t e ； c r a c k ； p r e v e n t iv e me a s u r e 中 图 分 类 号 ： U4 4 3 ． 2 2 文 献 标 志 码 ： B 文 章 编 号 ： 1 0 0 0 -0 3 3 X( 2 0 1 2 ) 0 4 - 0 0 7 9 - 0 2 0 引 言 在公 路桥 梁 墩 身施 工 中 。墩 身 混凝 土开 裂 是 比较 常 见 的质 量通 病 。 ] 。针 对 桥 梁墩 身 混凝 土 开 裂 的 提前 防治 是保 证桥 梁 混凝 土 工程 质量 的一种 有效 措 施 ，如 果 混凝 土 出现 裂 缝 后进 行 修 补 ． 不仅 修 补 费 用 高 、 难 度 大 ， 而 且 影响 墩 身观 感 。 因此 ， 施 工单 位 应该 在 施工 ； 隹各及 施 工过 程 中 高 度 重 视 ， 尽 量 做 到 提 前 防 治 。 1 墩 身 混 凝 土 的 裂 缝 形 式 及 形 成 原 因 1 ． 1 纵 向 贯 穿 整 个 墩 身 的 深 层 裂 缝 1 ． 1 ． 1 裂 缝 的 形 式 及 危 害 该 种裂 缝 常在 桥墩 两 侧 对称 、 墩 身拆 模 后 3 个 月 内 出 现 ， 裂 缝 宽 0 ． 2 mm以上 。 深 度 在 1 0 c m以 上 ， 有 的 甚 至 穿 透 整 个 墩 身 。 在 寒 冷 地 区 ． 如 不 提 前 控 制 ． 这 种 裂 缝 尤 其 常 见 。 由 于 开 裂 宽 度 大 ， 深 度 深 ， 对 桥 墩 结 构 安 全 影 Ⅱ 向最 大 。 一 旦 出现开 裂 ， 裂 缝 长度 、 宽度 、 深度 会 不断 增长 ． 修 补前 须 进 行长 期 观 测 ， 经专 业 人 员检 算 ， 待 裂 缝 不再 发 展 ， 不 影响 整体 结 构 受力 后 ． 方可进 行修 补 。 1 ． 1 ． 2 裂 缝 的 成 因 ( 1 )大体 积 混凝 土 的 内部 温 度应 力 。 混凝 土 中胶 凝 材料 与 水 反应 ， 产 生水 化 热 ， 大体 积 混凝 土 由于 水 化热 作 用 ． 核 心 温度 可 高达 5 0℃ 以上 ． 在 混 凝 土 内部 形 成 较 大 的温 度 拉应 力 ， 导致 混凝 土 形成 开裂 l 2 。桥 梁 墩身 一般 均 为 大体积 混凝 土 。内部 温度 应 力 是桥 梁墩 身 混凝 土 形成 纵 向 贯 穿 整 个 墩 身 的 深 层 裂 缝 的 最 主 要 原 因 。 ( 2 )墩 身 混 凝 土 拆 模 时 间 早 ， 混 凝 土 表 面 过 早 失 去 约 束 力。 在墩 身 施工 过程 中发 现 ， 有 些施 工单 位 为加 快施 工进 度 ． 提高模 板 使 用周 转 次数 ， 在墩 身 混凝 土浇 注 完成 后 2 ～ 3 d 内就进 行 拆模 ，有 的甚 至 在 不到 1 d 时 间就 拆 除 了模 板 或 松 动 、 撬 动 模 板 。 而 这 时 混 凝 土 内部 温 度 正 处 在 上 升 阶段 ， 混凝 土 强 度也 较 低 ， 混凝 土 表 面 在 拆模 后 ， 如 不 采取 有 效 的养 护措 施 ，将 导致 表面 失水 ，温度 快 速下 降 ； 又 缺 少 了模 板 约 束 力 ， 内外 温 差 较 大 ， 造 成 桥 梁 墩 身 混 凝 土 更 易 出 现 上 述 裂 缝 。 ( 3 )混凝 土 坍落 度 大 ， 施 工操 作 不 当。 在 浇 注公 路桥 梁墩 身混 凝 土时 ， 一 般 采用 吊斗 、 串筒 或 混凝 土 泵车 两种 RM CM 桥 隧 机 械＆ 施 工 技 术 B rid g e a n d T u n n e l M a c h in e ry & C o n s tr u c tio n T e c h n o lo g y 方 式 。 采 用 吊 斗 、 串筒 方 式 浇 注 时 ， 混 凝 土 坍 落 度 一 般 比 较 小 ． 也 容 易控 制 ， 但 其 串通摆 放位 置 通 常在桥 墩 距 中心 轴 线 2 、 3 m处 两侧 ， 布 料 不均 匀 。 当 混凝 土 下 落 时 ， 粗 骨 料堆 积在 串筒 附近两 侧 ， 细 骨 料 、 水泥 浆则 流 动 到较远 的 地 方。 若施 工 人 员振捣 不 到位 ， 就 会 在墩 身 中心 轴线 附 近 形成 粗 骨料 少 、 水 泥浆 多 的情 况 ， 使该 处 混凝 土 强度 受 到 影 响 ． 成 为墩 身混凝 土 的最 薄 弱环 节 。 而 该 处恰 为 混凝 土 的核 心部 位 ， 温度 最 高 ， 在 温度 应 力 的作 用 下 ， 易 形成 纵 向 贯 穿 整 个 桥 墩 的 裂 缝 。 1 ． 2 混 凝 土 表 面 出 现 的 龟 裂 1 ． 2 ． 1 裂 缝 的 形 式 及 危 害 有 些 桥 墩 在 拆 模 数 日后 。 表 面 常 出 现 宽 度 小 于 0 ． 2 m m的 不规则 裂缝 ， 称 为龟 裂 。这种 裂 缝在 公 路桥 梁 墩 身 上 最 为 常 见 ， 裂 缝 长 度 不 等 ， 深 度 较 浅 ， 开 裂 面 积 大 。 在 开 裂 初期 直接 影 响混 凝土 观 感 ， 由于 开 裂面 积 大 ． 易进 入 雨 雪 ： 在 寒 冷 地 区 。 使 混 凝 土 产 生 冻 融 膨 胀 应 力 。 导 致 墩 身 混 凝 土 酥 碎 、 开 裂 、 剥 落 ， 耐 久 性 降 低 。 1 ． 2 ． 2 裂 缝 的 成 因 混 凝 土表 面龟 裂 的主 要原 因为 ：混凝 土拆 模后 室 外 环 境 温 差 大 ． 混 凝 土 表 面 不 断 形 成 热 胀 冷 缩 ． 从 而 出 现 细 微 拉裂 。加 上 空气 干燥 ， 后期 养 护 方法 不 当或养 护 不到 位 ， 使 得 细 微 裂 缝 不 断 增 多 。 1 ． 3 沿 墩 身 护 面 钢 筋 出 现 的 纵 向 、 环 向 裂 缝 1 ． 3 ． 1 裂 缝 的 形 式 及 危 害 这 种 裂 缝 只 出 现 在 墩 身 护 面 钢 筋 外 侧 ． 缝 宽 0 ． 2 mi l l 以 上 ， 长 度 不 等 ， 裂 缝 深 度 与 钢 筋 保 护 层 厚 度 有 关 。 裂 缝 的成 因 单 一 ． 容 易 控 制 ， 在 桥 梁 墩 身 出 现 较 少 。 若 不 及 时 处 理 ， 就 会造 成 钢 筋 锈蚀 ， 使 混凝 土 与钢 筋 失 去握 裹 力 ， 影 响钢 筋 混凝 土 的耐 久性 [ 4 ] 。 1 ． 3 2 裂 缝 的 成 因 墩 身 护 面 钢 筋 保 护 层 厚 度 不 够 。 在 施 工 中 ， 护 面 钢 筋 保 护 层 厚 度 未 按 设 计 及 规 范 要 求 留 置 ， 或 在 浇 注 混 凝 土 过 程 中护 面钢 筋定 位 不牢 固 、 保 护层 垫 块脱 落 ， 钢 筋 向模 板 方 向 移 位 ． 导 致 钢 筋 保 护 层 厚 度 不 够 ．混 凝 土 表 面 开 裂 ． 甚 至 漏 筋 。 混 凝 土 在 浇 注 完 成 后 、 终 凝 前 。 护 面 钢 筋 受 到 人 为 或 自 然 的 较 大 扰 动 ， 导 致 钢 筋 与 混 凝 土 脱 离 ， 形 成 裂 缝 。 2 墩 身 混 凝 土 开 裂 的 预 防 措 施 2 ． 1 纵 向贯 穿 整 个 墩 身 的 深 层 裂 缝 的预 防 通 过 试 验 ． 合理 确 定 拆模 时 间 ， 在墩 身 混凝 土 中埋 设 温 度 传 感 器 和 温 度 应 力 测 试 元 件 。 对 混 凝 土 核 心 温 度 、 开 盘 后 原 材 料 温 度 、 浇注 温 度 、 入模 温 度 、 室 外温 度 及 温 度 应 力 进 行 定 时 测 试 并 记 录 ． 留 置 混 凝 土 同 条 件 养 护 试 件 。 根 据 测 试 记 录 总 结 ，混 凝 土 核 心 温 度 在 浇 注 完 成 后 7 2 h 后 不 再 升 高 。 趋 于 稳 定 ； 1 2 0 h 左 右 开 始 下 降 ， 温 度 应 力 也 开 始下 降 。 考 虑 到合 理安 排 施工 ， 认 为墩 身混凝 土 拆模 时 间 应 不 少 于 5 d 。 严 格 控 制 混 凝 土 坍 落 度 ， 并 进 行 记 录 。 对 大 于 施 工 配 合 比坍 落度 要 求 的混凝 土 ， 直 接 按 报废 处理 ； 要 求施 工单 位 改 进施 工 工 艺 ． 在 墩身 轴 心 处加 设 串筒 ， 串筒 出料 口下 面 ． 混 凝 土堆 积 高 度 不 宜超 过 1 IT I ， 并严 禁用 振 动棒 分摊 混 凝 土 l 。 2 ． 2 混 凝 土 表 面 龟 裂 的预 防措 施 加强 混凝 土 拆模 后 的养 生工 作 ，要 求施 工做 好 拆模 准 备 工作 ． 尽 量缩 短 拆模 时 间 ， 拆模 后 立 即对墩 身混凝 土 进 行 2 ～ 3 层 的 包 裹养 护 ， 最 里层 用 塑 料 薄膜 包 裹 ， 外层 用 吸水 棉毯 或 土工 布包 裹 。 定 时 进行 浇水 养 护 ， 养 护时 间 不 得 少 于 2 8 d 。 2 ． 3 沿 墩 身 护 面 钢 筋 出 现 的纵 向 、 环 向裂 缝 的 预 防 要 求施 工单 位完 善 自检 程序 ，施 工 单位 质检 人 员 与 监 理 工程 师在混 凝土 开 盘前 对 护面 钢筋 绑 扎 、模 板 安 装 等工 序进 行 认真 检查 并 签字 确认 。 保证 钢筋 保 护层 厚度 等 上 道 工 序 达 到 设 计 及 规 范 要 求 后 ， 方 可 进 行 开 盘 。 浇 注 过程 中进 行 实 时监控 ． 发 现垫块 脱 落 、 钢 筋移 位 后及 时 进 行 纠 正 。 混 凝 土 分 段 浇 注 完 成 后 、 终 凝 前 ， 施 工 人 员 不 得 攀爬 、 晃动 护面 钢 筋 ， 应 采取 覆盖 、 看 守等 保护 措 施 ， 防 止 人 为 因 素 或 自然 因 素 造 成 的 损 坏 。 3 结 语 综 合 以上针 对 公路 桥梁 墩 身 混凝 土开 裂所 采 取 的施 工 防治 措施 ，基 本 形成 了一 套预 防混凝 土 开裂 的有效 管 理 办 法 ．确 保 了 桥 梁 墩 身 预 防 开 裂 施 工 措 施 始 终 在 受 控 状 态 下 进 行 。 实 践 证 明 。 采 取 改 进 施 工 工 艺 措 施 和 有 效 的 管 理 制 度 等 办 法 ， 可 以 对 墩 身 混 凝 土 开 裂 进 行 防 治 。 参考 文 献 ： [ 1 ]祝金鹏 ， 李术才， 刘宪波， 等． 冻融环境下混凝土力学性能退化模 型[．I ] ． 建筑科学与工程 学报 ， 2 0 0 9 ， 2 6 ( 1 ) ： 6 2 —6 7 [ 2 ]赵煜 ， 任伟， 李春 风， 等． 预应力混凝土简 支箱梁裂缝损伤参 数影 响分析 I ] ． 长安 大学学报 ： 自然科学版， 2 0 1 0 ， 3 0 ( 2 ) ： 5 8 — 6 3 [ 3 ] 马志林 ， 史庆轩 ， 王 伟． 钢 筋混凝 土联肢 剪力墙弹塑性分析[ J ] 建筑科 学与工程 学报 ， 2 () 1 0 ， 2 7 ( 1 ) ： 6 0 — 6 4 ． 『 4 ]GB 5 0 4 9 6 --2 0 0 9 ， 大体积混凝土施工规 范[ S ] [ 5 ] J TG ／ T F 5 0 —2 O 1 1 ， 公路桥涵施工技术规范[ S ] ． 收 稿 日期 ： 201 1 -0 8-1 6 [ 责 任 编 辑 ： 袁 宝 燕 ]