公路桥梁施工混凝土裂缝及其防治措施
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
温度因素
日照。施工后的桥梁面板及侧面 受阳光暴晒后导致该部位温度明显高于 其他部位，在混凝土内部会生成温度梯 度，且其呈非线性分布，最终导致混凝 土内局部拉应力过大，当该应力超过混 凝土所承受的极限应力则会生成裂缝；
降温。天气突降大雨或冷空气侵 袭以及日落等均会导致结构外表面温度 突降，而内部温度降低较慢因此也会生 成温度梯度，继而会生成裂缝；
钢筋锈蚀
若混凝土保护层厚度不足或混凝土 存在松散、麻面等现象均会导致空气进入 混凝土内部而降低钢筋周围混凝土碱度，
或由于氯化物的浸入导致钢筋周围氯离子 含量增高均会导致钢筋表面存在的氧化膜 被破坏，继而空气中的水分及氧气会同钢 筋中铁离子发生锈蚀反应，反应生成的氢 氧化铁的体积是原来体积的2～4倍，因 而会对周围混凝土产生膨胀力导致保护层 混凝土开裂、剥离，最终沿钢筋发生纵向 裂缝，同时发生锈蚀现象的钢筋会减小有 效断面面积，消弱钢筋同混凝土间的握裹 力，继而会降低结构承载力并会诱发其他 形式裂缝的生成。
不均匀沉降
桥梁基础产生竖向不均匀沉降或 水平位移均会导致结构内附加应力的生 成，而导致不均匀沉降生成的主要因素 包括地址勘测精度不够，未能充分掌握 地址情况，或施工区域地ຫໍສະໝຸດ Baidu差异变化较 大，施工后桥体结构荷载差异较大或桥 梁基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等 不良地质等均会导致不均匀沉降生成。
混凝土裂缝防治措施
B桥梁隧道 RIDGE&TUNNEL
公路桥梁施工混凝土裂缝分析及其防
治措施
文/闫彤麟
随着国内桥梁技术突飞猛进，公路 桥梁正以前所未有的规模在各地 展开，但在桥梁施工及其投入运营后混 凝土裂缝问题比比皆是，裂缝的出现不 仅影响桥梁外观质量，甚至会影响其使 用功能和寿命，甚至会导致垮塌现象， 因此深入分析桥梁混凝土裂缝成因并针 对性的制定防治措施对保证桥梁施工质 量具有深远意义。
桥梁混凝土裂缝成因分析
施工材料因素
水泥。选用水泥安定性不合格， 其中游离氧化钙含量超标等会导致裂缝 的生成，由于氧化钙在凝结过程中水化 较慢，在混凝土终凝后仍在发生水化作 用，因此可能破坏已经硬化的水泥石而 降低混凝土强度；水泥出厂强度不足或 存放期过长或受潮而降低其强度，最终 会降低混凝土强度；水泥内碱含量较 高，而混凝土集料内含有碱活性骨料则 会导致碱骨料反应；采用低标号水泥， 为保证混凝土强度则增大用量，水泥用 量越大则最终混凝土收缩越大且发生收 缩的时间越长；
顶效隧道工程概况
该隧道为起讫桩号为 ZK81+765～ZK84+095，L=2330m； YK81+765～YK84+145，L=2380m。
左幅隧道板坝端位于半径为1780m曲线 上，右幅隧道板坝端位于半径为1720m 曲线上，隧道江底端均位于直线上。隧 道板坝端洞口轴线基本与等高线平行， 存在严重的偏压；隧道江底端洞口轴线 基本与等高线垂直，洞口地形条件较 好，但出口为桥隧相接，给施工带来一 定的难度。隧道围岩主要以Ⅳ为主，围 岩级别为Ⅲ～Ⅴ级。隧道穿越泥质粉砂 岩、灰岩、白云岩。
掺合料。可掺入一定量的粉煤灰 以增加混凝土的密实度，提高其抗渗能 力，并可改善混凝土的工作度，降低其 最终收缩量以减少水泥用量，因此可在
248 TRANSPOWORLD 2012No.13 (Jul)
地质雷达在顶效隧道超前地质预报中
的应用
文/黄启舒 吴宏阳
本文介绍了用地质雷达进行超前地 质预报的基本原理，以顶效隧道 施工中超前地质预报为例，总结了超前 地质预报的应用成果，结果表明，地质 雷达预报是一种操作简单、对施工干扰 少的预报方法，采用地质雷达探测掌子 面前方的地质情况是可行的。
塑性干燥。浇筑后的混凝土随表 面水分蒸发其体积逐步缩小，由于混凝 土表面水分损失快内部损失慢，因此形
成表面收缩量大内部收缩量小的不均匀 收缩，表面的收缩变形会受到内部混凝 土约束而导致表面承受拉应力，当超过 其抗拉强度则会生成裂缝；
长期干缩。混凝土凝固过程中内 部多余水分蒸发，同时体积缩小，水泥 水化作用逐步硬化形成水泥骨架并不断 紧密，其收缩量随时间延长不断增大； 混凝土成形后在水分蒸发的过程中会形 成自表及里形成湿度梯度，该梯度导致 内外干缩量不同，因而会导致内部拉应 力生成继而生成裂缝。
在隧道施工中，由于前方地质情 况复杂，存在着很多潜在的、无法预知 的地质因素，在开挖过程中常常会出现 塌方等各种风险。因此，在隧道开挖过 程中，用地质雷达进行超前地质预报就 显得尤为重要。通过超前地质预报，以 掌握掌子面前方的不良地质情况以及围 岩的完整性等，以便提前采取有效措 施，避免地质灾害的发生，确保隧道施 工的安全。
骨料。粗骨料粒径过小、级配不 良、空隙率过大则会增大拌合用水量， 继而会增大混凝土收缩量，或骨料内含 有花岗岩、长石等吸水率小、收缩性 低、收缩率低的骨料易于减轻混凝土收 缩量，而砂岩、角闪岩等吸水率大、收 缩性高的骨料则宜增大拌合时的用水量 而增大裂缝生成的可能性，同时若砂石 粒径过小、级配不良、空隙率大均会增 大拌合用水量，用水量过大则会影响混 凝土强度，并加大混凝土收缩量，尤其 细骨料采用特细砂该种现象更加严重。
严控材料质量
水泥。水泥的品种及用量决定着 水化热的大小，而水泥释放温度的大小 和速度取决于水泥内矿物成分不同，因 此在选用水泥时应尽量选用水化热低的 水泥，并在保证强度的前提下充分利用 混凝土的后期强度以减少水泥用量；
骨料。应在可泵送的前提下宜选 用粒径在5～20mm范围内的连续级配 石子以降低混凝土的收缩变形，细骨料 则应采用中砂以减少水和水泥用量，同 时应控制骨料内含泥量，以免含泥量过 高加大混凝土收缩变形并降低混凝土抗 拉强度；
水化热。混凝土浇筑后水泥发生 的水化热反应在很大程度上升高其温 度，因此会生成严重的温度梯度而引起 裂缝生成；
采用蒸汽养护或冬期施工时施工 措施不当导致混凝土骤冷骤热而形成内 部温度不均匀也会导致裂缝生成。
收缩裂缝
沉缩。浇筑后的混凝土逐步凝聚 而由流态变为塑态，过程中会由沁水或 随混凝土收缩而产生，混凝土浇筑和振 捣过程中在振捣和重力作用下会导致骨 料下沉、水泥浆上升，同时将内部水分 空气挤出，而骨料下沉过程中会受到钢 筋及预埋件等阻挡，而在其底部形成空 间，因此后期会沿该部位生成裂缝；
日照。施工后的桥梁面板及侧面 受阳光暴晒后导致该部位温度明显高于 其他部位，在混凝土内部会生成温度梯 度，且其呈非线性分布，最终导致混凝 土内局部拉应力过大，当该应力超过混 凝土所承受的极限应力则会生成裂缝；
降温。天气突降大雨或冷空气侵 袭以及日落等均会导致结构外表面温度 突降，而内部温度降低较慢因此也会生 成温度梯度，继而会生成裂缝；
钢筋锈蚀
若混凝土保护层厚度不足或混凝土 存在松散、麻面等现象均会导致空气进入 混凝土内部而降低钢筋周围混凝土碱度，
或由于氯化物的浸入导致钢筋周围氯离子 含量增高均会导致钢筋表面存在的氧化膜 被破坏，继而空气中的水分及氧气会同钢 筋中铁离子发生锈蚀反应，反应生成的氢 氧化铁的体积是原来体积的2～4倍，因 而会对周围混凝土产生膨胀力导致保护层 混凝土开裂、剥离，最终沿钢筋发生纵向 裂缝，同时发生锈蚀现象的钢筋会减小有 效断面面积，消弱钢筋同混凝土间的握裹 力，继而会降低结构承载力并会诱发其他 形式裂缝的生成。
不均匀沉降
桥梁基础产生竖向不均匀沉降或 水平位移均会导致结构内附加应力的生 成，而导致不均匀沉降生成的主要因素 包括地址勘测精度不够，未能充分掌握 地址情况，或施工区域地ຫໍສະໝຸດ Baidu差异变化较 大，施工后桥体结构荷载差异较大或桥 梁基础置于滑坡体、溶洞或活动断层等 不良地质等均会导致不均匀沉降生成。
混凝土裂缝防治措施
B桥梁隧道 RIDGE&TUNNEL
公路桥梁施工混凝土裂缝分析及其防
治措施
文/闫彤麟
随着国内桥梁技术突飞猛进，公路 桥梁正以前所未有的规模在各地 展开，但在桥梁施工及其投入运营后混 凝土裂缝问题比比皆是，裂缝的出现不 仅影响桥梁外观质量，甚至会影响其使 用功能和寿命，甚至会导致垮塌现象， 因此深入分析桥梁混凝土裂缝成因并针 对性的制定防治措施对保证桥梁施工质 量具有深远意义。
桥梁混凝土裂缝成因分析
施工材料因素
水泥。选用水泥安定性不合格， 其中游离氧化钙含量超标等会导致裂缝 的生成，由于氧化钙在凝结过程中水化 较慢，在混凝土终凝后仍在发生水化作 用，因此可能破坏已经硬化的水泥石而 降低混凝土强度；水泥出厂强度不足或 存放期过长或受潮而降低其强度，最终 会降低混凝土强度；水泥内碱含量较 高，而混凝土集料内含有碱活性骨料则 会导致碱骨料反应；采用低标号水泥， 为保证混凝土强度则增大用量，水泥用 量越大则最终混凝土收缩越大且发生收 缩的时间越长；
顶效隧道工程概况
该隧道为起讫桩号为 ZK81+765～ZK84+095，L=2330m； YK81+765～YK84+145，L=2380m。
左幅隧道板坝端位于半径为1780m曲线 上，右幅隧道板坝端位于半径为1720m 曲线上，隧道江底端均位于直线上。隧 道板坝端洞口轴线基本与等高线平行， 存在严重的偏压；隧道江底端洞口轴线 基本与等高线垂直，洞口地形条件较 好，但出口为桥隧相接，给施工带来一 定的难度。隧道围岩主要以Ⅳ为主，围 岩级别为Ⅲ～Ⅴ级。隧道穿越泥质粉砂 岩、灰岩、白云岩。
掺合料。可掺入一定量的粉煤灰 以增加混凝土的密实度，提高其抗渗能 力，并可改善混凝土的工作度，降低其 最终收缩量以减少水泥用量，因此可在
248 TRANSPOWORLD 2012No.13 (Jul)
地质雷达在顶效隧道超前地质预报中
的应用
文/黄启舒 吴宏阳
本文介绍了用地质雷达进行超前地 质预报的基本原理，以顶效隧道 施工中超前地质预报为例，总结了超前 地质预报的应用成果，结果表明，地质 雷达预报是一种操作简单、对施工干扰 少的预报方法，采用地质雷达探测掌子 面前方的地质情况是可行的。
塑性干燥。浇筑后的混凝土随表 面水分蒸发其体积逐步缩小，由于混凝 土表面水分损失快内部损失慢，因此形
成表面收缩量大内部收缩量小的不均匀 收缩，表面的收缩变形会受到内部混凝 土约束而导致表面承受拉应力，当超过 其抗拉强度则会生成裂缝；
长期干缩。混凝土凝固过程中内 部多余水分蒸发，同时体积缩小，水泥 水化作用逐步硬化形成水泥骨架并不断 紧密，其收缩量随时间延长不断增大； 混凝土成形后在水分蒸发的过程中会形 成自表及里形成湿度梯度，该梯度导致 内外干缩量不同，因而会导致内部拉应 力生成继而生成裂缝。
在隧道施工中，由于前方地质情 况复杂，存在着很多潜在的、无法预知 的地质因素，在开挖过程中常常会出现 塌方等各种风险。因此，在隧道开挖过 程中，用地质雷达进行超前地质预报就 显得尤为重要。通过超前地质预报，以 掌握掌子面前方的不良地质情况以及围 岩的完整性等，以便提前采取有效措 施，避免地质灾害的发生，确保隧道施 工的安全。
骨料。粗骨料粒径过小、级配不 良、空隙率过大则会增大拌合用水量， 继而会增大混凝土收缩量，或骨料内含 有花岗岩、长石等吸水率小、收缩性 低、收缩率低的骨料易于减轻混凝土收 缩量，而砂岩、角闪岩等吸水率大、收 缩性高的骨料则宜增大拌合时的用水量 而增大裂缝生成的可能性，同时若砂石 粒径过小、级配不良、空隙率大均会增 大拌合用水量，用水量过大则会影响混 凝土强度，并加大混凝土收缩量，尤其 细骨料采用特细砂该种现象更加严重。
严控材料质量
水泥。水泥的品种及用量决定着 水化热的大小，而水泥释放温度的大小 和速度取决于水泥内矿物成分不同，因 此在选用水泥时应尽量选用水化热低的 水泥，并在保证强度的前提下充分利用 混凝土的后期强度以减少水泥用量；
骨料。应在可泵送的前提下宜选 用粒径在5～20mm范围内的连续级配 石子以降低混凝土的收缩变形，细骨料 则应采用中砂以减少水和水泥用量，同 时应控制骨料内含泥量，以免含泥量过 高加大混凝土收缩变形并降低混凝土抗 拉强度；
水化热。混凝土浇筑后水泥发生 的水化热反应在很大程度上升高其温 度，因此会生成严重的温度梯度而引起 裂缝生成；
采用蒸汽养护或冬期施工时施工 措施不当导致混凝土骤冷骤热而形成内 部温度不均匀也会导致裂缝生成。
收缩裂缝
沉缩。浇筑后的混凝土逐步凝聚 而由流态变为塑态，过程中会由沁水或 随混凝土收缩而产生，混凝土浇筑和振 捣过程中在振捣和重力作用下会导致骨 料下沉、水泥浆上升，同时将内部水分 空气挤出，而骨料下沉过程中会受到钢 筋及预埋件等阻挡，而在其底部形成空 间，因此后期会沿该部位生成裂缝；