浅谈混凝土技术在路桥施工过程中的应用

梁 勇

(贵州省公路工程集团有限公司)

1 混凝土在路桥施工过程中易出现的问题

1.1 抗拉力较弱

在普通混凝土中，砂、石主要起骨架并抑制水泥收缩的作用，水泥浆体包裹着骨料并填充粗细骨料的间隙，硬化后与砂石骨料形成一个坚硬的整体。而由于水泥、砂石骨料均为易脆性材料，本身的抗拉力较弱，混凝土在受弯或受拉的状态下，很小的拉应力就会导致开裂。

1.2 收缩易变形

普通混凝土由于热胀冷缩性质的影响，在外界或者结构内部温度变化时，混凝土会收缩变形。当变形受到约束，混凝土结构内所产生的应力大于混凝土本身的抗拉强度时，就会出现温度裂缝。混凝土凝结硬化后，混凝土的湿度逐渐降低，由于表层的水分损失较快，内部损失较慢，混凝土就会发生不均匀的收缩，此时，表层混凝土因收缩受限会承受一定的拉力，当拉力大于其抗拉强度时，就会出现收缩裂缝。

1.3 弹性较差

混凝土材料本身的抗压强度较高，在掺入高效减水剂与掺合料，强度更高。但混凝土的弹性较差，混凝土路桥面在荷载量大并且不均匀受力的情况下，荷载力无法均匀驱散，最终导致混凝土裂缝的产生。

1.4 耐久性不强

混凝土耐久性较差主要表现在抗冻性以及抗侵蚀较弱两个方面。当外界气温低于零度时，混凝土内部的膨胀力变大，强度降低，易产生裂缝;混凝土保护层的厚度不足，加之受环境恶化的影响，混凝土保护层因二氧化碳侵蚀，钢筋表明发生炭化，造成钢筋周围的混凝土碱度的降低，从而导致混凝土耐久性的减弱。

2 混凝土裂缝产生的原因

2.1 荷载引起的裂缝

混凝土路桥设计不合理，荷载存在少算或漏算的问题，导致结构实际受力与受力假设情况不符;配筋不合理，钢筋设置位置不合理或设置偏少，造成路桥结构的刚度不够，安全系数不高。在施工过程中，设计缺陷的存在，会导致结构无法承受应力而发生开裂。同时，为满足构造和施工的需要，路桥结构经常要进行凿槽、开洞等施工操作，挖孔后，力流所产生的绕射现象会在在受力构件孔洞周围密集，产生强大的应力集中。此时处理不当，在桥梁构件形状突变、结构转角或受力钢筋的截断处极易出现裂缝现象。

2.2 施工工艺不合理引起的裂缝

钢筋绑扎不准确，承受负矩的钢筋的保护层厚度增加，导致构件有效高度降低，与受力钢筋的垂直方向上易产生裂缝;混凝土振捣不均匀、密实度不够，导致应力集中，混凝土易出现劈裂现象;混凝土浇筑过程中，浇筑的速度过快对混凝土的流动性产生影响，混凝土受硬化前后沉实度变化的影响，浇筑后易出现塑性收缩裂缝;混凝土搅拌或运输时间过长，造成混凝土的坍落度过低，在混凝土表面上会出现不规则的裂缝;此外，分层或分段浇筑时，如处理不好，新旧混凝土接头和施工缝间易出现裂缝。

2.3 收缩引起的裂缝

混凝土施工过程中，由收缩引起的裂缝最为常见，而塑性与缩水收缩是引起混凝土体积变形的主要原因。

(1)塑性收缩。混凝土在完成浇筑后4 －5 小时左右，水泥的水化反应激烈，此时泌水与水分的快速蒸发，混凝土因失水而发生收缩，由于此时的混凝土尚未完全硬化，混凝土此时发生的收缩即为塑性收缩。该类收缩所产生量级很大，骨料下沉时，如果受到钢筋阻挡，会沿钢筋方向形成裂缝;而在构件竖向变截面处由于硬化前的沉实不均匀，混凝土表面沿顺腹板方向会形成裂缝。

(2)缩水收缩。混凝土硬化后，由于表层水分蒸发，湿度降低，使得体积减小，产生缩水收缩。由于混凝土表层的水分损失较快，内部较慢，混凝土的表面与内部存在不均匀收缩，表层混凝土由于内部混凝土的约束，而承受一定的拉力，当拉力强度大于其抗拉强度时，就会出现收缩裂缝。混凝土在硬化后发生的收缩多为缩水收缩。特别是一些配筋率较大的构件，缩水收缩更为明显。

2.4 温度变化引起的裂缝

混凝土具有热胀冷缩性质，在外界或者结构内部温度发生变化时，会发生收缩变形，当变形受到约束，混凝土结构内所产生的应力超过其抗拉强度时，就会出现温度裂缝。混凝土温度裂缝区别于其它类型裂缝的最主要特征是裂缝会随温度变化而发生合拢或扩张。导致温度裂缝的因素主要包括日照、骤然降温、水化热等。

2.5 地基变形引起的裂缝

地基基础的竖向不均匀沉降或水平位移，造成结构中产生的附加应力超过了结构自身的抗拉能力，引发结构开裂。地基的地质差异、基础类型差异以及结构荷载差异过大以及桥梁基础处于不良地质时，均可能造成地基变形，产生裂缝。

3 混凝土质量及裂缝控制措施

3.1 优化混凝土材料

选择合适的水泥，优先使用高标号水泥，对水泥用量、骨料级配进行严格控制;同时合理选择外加剂及配合比并适当增加预埋件。

3.2 注重温度控制

为防止裂缝的产生，进行混凝土拌和时，严格控制混凝土入模温度，可通过水冷却砂石骨料冷却的方法，降低浇筑温度;在夏天高温环境下进行混凝土浇筑时可减少浇筑的厚度，或在混凝土层中埋设水管，进行内部降温。

3.3 加强早期养护

混凝土裂缝多为深度不同的表面裂缝，这主要是由温度梯度引起的。应加强早期养护，降低混凝土的内外温差，尽量保证施工过程中的最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度;此外，在进行分层浇筑时避免老混凝土面过冷，以降低新老土间的约束。

此外，应加强地质勘查以准确掌握地质资料，保障桥位选址的合理性，以尽量避免因地基变形造成混凝土裂缝。

［1］韦青锋. 中桥基坑施工中钢板桩围堰的应用探索［J］. 科技风，2008，(7).

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