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1、学号2015145256郑州成功财经学院毕业论文(设计)大体积混凝土裂缝的控制与预防院 部 名 称: 建筑工程学院 专 业 名 称: 工程管理 学 生 姓 名: 乔新航 指 导 教 师:何建新 高级经济师 王 湘 2019年05月05日郑州成功财经学院本科毕业论文(设计)摘 要随着建筑施工技术的不断成熟发展,国家逐渐对建筑工程质量愈发重视,由于大体积混凝土在实际工程中得到了广泛的应用,裂缝问题是亟待解决,且需要每一个建设单位在施工中加强预防与控制。工程的裂缝不仅会影响到工程的使用功能和使用寿命,严重时还会影响工程的质量安全,对社会的安定和发展产生不利的影响。因此,分析裂缝的产生机理对预防裂缝的
2、产生和控制进一步的发展是有必要的。 本文首先对常见裂缝产生的原因与影响进行了阐述,并对收缩裂缝的预防提出了相对应的预防措施。以林州迎宾大桥工程实例,首先对桥梁周围的地质、温度、降水量等导致裂缝生成的因素进行了综合分析,分析认为该桥梁产生的裂缝主要为温度裂缝。通过分析裂缝形成的原因以及危害,提出了相应的预防措施,可通过对原材料的选取、浇筑工艺、温控措施等进行严格的控制,以达到对裂缝进行控制与预防的目的。为了减少工程结构中的有害裂缝产生,提高工程的耐久性,延长工程的使用寿命,本文还介绍了在建筑工程中温度裂缝的修复方法,目的是为了更好的进行修补或控制裂缝的发展。关键词:大体积;混凝土;裂缝;控制;预
3、防 1AbstractWith the development of construction technology, the country gradually pays more and more attention to the quality of construction projects. As mass concrete has been widely used in practical projects, crack problem needs to be solved urgently, and every construction unit needs to strengt
4、hen prevention and control in construction. Cracks in the project will not only affect the use function and service life of the project, but also affect the quality and safety of the project in serious cases, which will have a negative impact on social stability and development. Therefore, it is nec
5、essary to analyze the generation mechanism of cracks to prevent the occurrence of cracks and control their further development.Firstly, this paper expounds the causes and effects of common cracks, and puts forward corresponding preventive measures for shrinkage cracks. Taking Linzhou Yingbin Bridge
6、as an example, the factors causing cracks, such as geology, temperature and precipitation around the bridge, are comprehensively analyzed. It is concluded that the cracks are mainly caused by temperature cracks. By analyzing the causes and hazards of cracks, the corresponding preventive measures are
7、 put forward. The purpose of cracks control and prevention can be achieved by strictly controlling the selection of raw materials, pouring process and temperature control measures. In order to reduce the occurrence of harmful cracks in engineering structures, improve the durability of the project an
8、d prolong the service life of the project, this paper also introduces the repair methods of temperature cracks in construction projects, in order to better repair or control the development of cracks.Key Words: Large volume;Concrete;Fracture;Control;The prevention of目 录1 绪 论1.1 研究的工作背景和意义11.2 大体积混凝土
9、的定义11.3 国内外研究历史和现状21.3.1 国内研究历史和现状21.3.2 国外研究历史和现状32 大体积混凝土裂缝的原因以及控制措施2.1 混凝土裂缝对工程的影响42.1.1 安全性42.1.2 经济性42.2 收缩裂缝42.3 干缩裂缝62.3.1 干缩裂缝产生的原因62.3.2 干缩裂缝主要的预防措施62.4 塑性收缩裂缝72.4.1 塑性收缩裂缝产生的原因72.4.2 塑性收缩裂缝主要的预防措施72.5大体积混凝土施工技术研究72.6 本章小结83 河南林州迎宾大桥大体积混凝土裂缝的控制3.1 工程概况93.1.1 地形地貌103.1.2 气候103.2 桥梁裂缝产生的原因及控制
10、措施113.2.1 桥梁中大体积混凝土裂缝产生的主要原因113.2.2 地形原因的分析113.2.3 温度因素的影响123.2.4 降水量的影响133.3 大体积混凝土裂缝的危害133.4 本章小结144 大体积混凝土裂缝的补救措施研究4.1 表面修补法154.2 灌浆法154.3 结构加固法154.4 混凝土置换法154.5 修补方案的选择165 结论与展望5.1 结论175.2 展望17参考文献19致 谢211 绪 论1.1 研究的工作背景和意义我国随着改革开放的发展,桥梁建设随之也进入了高速发展阶段,由于混凝土造价成本低、抵抗外界压力的性能强、可模性强等优点成为了工程行业不二选择的建筑材
11、料。混凝土是否优良在一定程度上决定着工程的质量。桥梁工程行业在推动着经济的发展,势必造成桥梁工程是一个有前景的行业,而大体积混凝土在大型的桥梁建设中是广泛应用的,例如主梁、承台等都是以大体积混凝土为基础建立的。在桥梁中大体积混凝土极易出现裂缝,要对这种情况加以重视,采取有效的措施,避免裂缝对桥梁造成危害。如何预防与控制裂缝是本文研究的重点内容,由于桥梁是现代高速发展的工程行业,其安全性直接影响着人民的生命财产安全,而裂缝问题会直接对桥梁结构的安全性和耐久性造成影响。因此预防与控制桥梁结构裂缝的产生对工程的使用性和经济效益有着重要的作用。本文以林州迎宾大桥为例,由于该桥在高速路口处,每天过往的车
12、辆不计其数,因此要严格控制桥梁的质量,基于对桥梁有关资料的了解,桥梁产生裂缝的主要原因有温度变化、混凝土收缩、地基基础变形、钢筋腐蚀等1。裂缝对桥梁的整体性、承载能力等都会产生影响。因此,通过研究预防控制裂缝措施对桥梁工程有着重要的意义。本文通过桥梁承台的研究,并对混凝土裂缝的形成进行了剖析,并针对其产生的原因提出了具体的防止措施。大体积混凝土施工技术为桥梁工程的发展起到了很大作用,保证混凝土的质量是桥梁结构质量的重要前提。1.2 大体积混凝土的定义迄今为止,对大体积混凝土的定义还没有确定下来,在日本定义则是:如果一个混凝土的截面超过了80cm,同时混凝土内部产生的水化热引起内外温差超过25,
13、则称这样的混凝土为大体积混凝土2。还有其它的规定是对于大体积混凝土的浇筑,必须解决水化热及水化热引起体积变形的问题,以最大的限度减少裂缝的产生。国内对大体积混凝土定义为混凝土结构物实体最小几何尺寸等于或大于1m,或预计因水化热引起的混凝土内外温差过大而导致有害裂缝产生的混凝土,称之为大体积混凝土。大体积混凝土形状大,在内部的热量大部分无法释放,内部的温度才得以提升,不能只仅仅考虑温度带来的影响,这样是片面的,需要考虑到约束力对混凝土产生的作用。大体积混凝土如果仅仅用形状大小来定义,只要一旦出现裂缝,就会忽略温度收缩裂缝及为防止裂缝而应采取的施工要求,对于混凝土指的是外形尺寸足够大,内部能够产生
14、足够的热量引起大的温度差,导致温度裂缝的生成。通过以上分析可得,大体积混凝土是指尺寸大到必须采用合理的科学技术、措施等方法去缩小温差,解决温度应力并对已经有的裂缝进行控制与修复。1.3 国内外研究历史和现状1.3.1 国内研究历史和现状混凝土研究在我国起步较晚,刚刚起步时候对于混凝土的研究所用的资料和数据都是参考外国的,虽然这对我们的研究有帮助,可是不利于我们更深入的探索,以至于会限制我们国家的创新道路。1980年代时期,科学家和技术人员根据我国材料的特点进行试验研究。我们国家的科学家和技术人员通过对“混凝土收缩徐变试验研究”专题研究,经过三年多努力攻克了种种困难,得到了很多宝贵的成果3。王明
15、磊通过对公路桥工程的研究,对于如何预防混凝土裂缝的生成,主要从配合比、施工工艺、温度控制等方面进行控制,通过这些方面在施工过程中的落实,裂缝就得了很好的控制4。因此优良的原材料、合理配合比、科学的施工管理、严格的温控措施对于裂缝的控制与预防是必要的前提条件。唐晓伟分析什么样的环境和因素易导致裂缝的产生,为了减少裂缝的产生,提出了措施减少裂缝的形成。对施工的每一个步骤,操作的规范程度都要进行严格的控制,通过科学的施工工艺,达到提高建筑物的整体性、安全性以及耐久性等目的5。李梅通过对工程的实际考察和研究发现,不免会遇到实际的问题,影响我们施工的进度,而面对这些因素,提出了一系列的解决方案解决工程实
16、际施工过程中遇到的问题,用来提高施工质量6。桥梁工程的建设是一个较为有难度的工程项目,本文研究的桥梁更是如此,跨度之大,施工条件困难,要求严格,施工人员要有高的职业素养,外界条件影响着混凝土的质量,只有通过科学的施工方法,减少造成裂缝的不良因素,对提高工程质量是有好处的。如果因为对哪一个步骤忽略,或者哪一道工序不合格造成的工程质量问题,造成的损失和危害是不可想象的7。通过对分析的总结得出,为了使桥梁工程向更好得方向发展,应采取严格控制施工材料的质量、优化施工工艺、规范施工操作等措施。1.3.2 国外研究历史和现状1930年,外国对混凝土裂缝的认知就已经开始了,通过借用火石灰的作用,减少热量生成
17、的。上世纪60年代德国研制了一套混凝土裂缝试验装置,是对混凝土收缩裂缝的试验总结和分析。Vincent LAMOUR. Adnan HAOUAS, Jean-Philippe DUBOIS and Richard POISSON研究了大体积混凝上结构,在长期监测条件下温度累积效应,指出:大陆气候中建造的混凝上结构,遭受严重的温度梯度威胁。Jan Olofsson和Per Kettil在Skanska Teknik AB得出了一种适用于裂纹风险评估的工程方法。本报告的目的是记录、测试和验证本工程方法,其中简化了相邻结构引起的结构约束效应8。Gajda等通过研究发现,混凝土裂缝产生主要的时期是大体
18、积混凝土施工时和对混凝土浇筑完成之后养护时,然后针对这两个阶段采用合理的措施控制裂缝的生成9。Bobko 等提出用于预测大体积混凝土温度发展的改进施密特法10。212 大体积混凝土裂缝的原因以及控制措施2.1 混凝土裂缝对工程的影响2.1.1 安全性 我们国家对于建筑行业的发展是越来越重视起来了,因为它无时无刻都在和我们的生活打着交道,桥梁建成之后,每天有数以万计的车辆经过,一旦出现安全事故,造成的后果是无法想象的。桥梁工程在快速的发展,不能只仅仅要求发展的速度,而忽略对质量的控制。据相关资料表明,中国目前估计有各种大大小小的桥梁50万座,而对于准备新建的有上万座,我国在2012年曾经发生过桥
19、梁坍塌事件事故不下7起,对安全和经济都造成了很大的损害,出现这样的事故,轰动了整个工程界,需要我们加强对工程的质量控制。桥梁的建设是为了给人民提供方便,且在建设中必须把人民的生命是放在第一位。因此,要不断提高施工质量确保桥梁的安全性能,减少不必要的损失。2.1.2 经济性从该工程建设的经济性意义上来说,一旦投入使用,哪怕出现一点的安全问题,造成的经济损失都是没有办法弥补,而损失远远要高于投入的成本,所以一旦出现严重的安全事故是我们无法承担和想象的。工程出现严重的裂缝问题对于人们的生命和安全都是一个很大的威胁,发生事故的危害程度是我们无法预测的。我们不能忽视经济原则,而仅仅是为了追去跨越。因此,
20、对于桥梁的建设,质量肯定是所有一切的前提,控制好质量是每一个建设单位成立的基石,在把控好质量的同时,也要对经济指标进行合理规划,只有这样,才能建造出优质的桥梁,为人民造福的桥梁。2.2 收缩裂缝对于大体积混凝土出现裂缝是不足为奇的,尤其在混凝土里面聚了很多的热量,又因为体积较大,热量不易散发出来,而混凝的表面由于受到自然条件的影响比如风力的影响等,使热量较易散发,温度得以降低,这样就构成了内部温度远高于外部的温度,进而温度应力就会形成,一旦温度应力大于混凝土本身的强度,就会产生裂缝。在大体积混凝土浇筑完成之后,外表面受到外界环境的影响,水分流失过快而内部水分基本没有变化,从而使混凝土产生收缩的
21、变化。混凝土在浇筑完成后产生裂缝的原因是由温度变化和收缩作用导致的,进而导致裂缝的产生,这种裂缝大致可以分为三类。按照裂缝的深度进行分类,如图2-1为表面裂缝,在工程中是很常见的,这种裂缝存在于结构的表面,裂缝是窄浅且分布较广,但对于这种裂缝也要控制与预防,虽然危害性小,但也要及时采取措施,避免对工程造成损害。如图2-2为深层裂缝,一般情况下,表面裂缝出现之后没有及时处理,才形成深层裂缝,这种裂缝会贯穿部分混凝土块,宽度一般为0.2mm至0.4mm,缝隙深度为1mm至5mm。如图2-3为贯穿裂缝,就是表面裂缝受到了温度应力和外力的影响,导致表面裂缝进一步的扩大,形成危害更大的裂缝,这种裂缝会贯
22、穿混凝土块,一旦出现,就会将结构分离,对混凝土稳定性和整体性都是具有很大威胁性的,会使桥梁工程的承载力大幅度的下降1112。图2-1 大体积混凝土结构表面裂缝图图2-2 大体积混凝土结构深层裂缝图图2-3 大体积混凝土结构贯穿裂缝图2.3 干缩裂缝2.3.1 干缩裂缝产生的原因干缩裂缝通常在浇筑完成之后大约一周的时间生成,由于水泥中水分过多的流失引起混凝土产生干缩。受到外界条件影响,混凝土外表面水分流失,引发外表面混凝土的干缩,而在混凝土内部水分基本没有什么流失,体积就不会有太大的变化,混凝土外表面要干缩变形,混凝土内部则没有发生变化,就会使外表面的干缩变形受到内部的束缚,产生的拉应力较大时,
23、就会导致裂缝的生成,因此当内外湿度差距较大时,就会容易引起干缩裂缝产生13。2.3.2 干缩裂缝主要的预防措施1、混凝土加入适量的掺合料,改善水泥石和集料的粘结强度,进而能够提高混凝土的密实度,达到提高混凝土强度的目的。2、混凝土的水灰比增大,就会导致混凝土的强度降低,对于混凝土的用水量应当严格控制。在混凝土的水灰比确定之后,就随时可以检查砂石含水率,方便及时调整混凝土的用水量。3、通过振捣提升混凝土的密实度,是为了提升混凝土本身的强度,对于抵抗温度应力和外界的作用力都是有很大作用的。采用合理的振捣措施,要进行充分的振捣,以最大的可能防止呈现出缺乏振捣或过多振捣的情况。4、不要让刚浇筑完成的混
24、凝土露天时间过长,避免过多的水分蒸发。还要对混凝土进行湿水养护,在炎热的天气下,水分蒸发肯定会很快。所以,要不定时且适量的进行洒水养护,使表面保持湿润性,减少干缩裂缝的产生。2.4 塑性收缩裂缝2.4.1 塑性收缩裂缝产生的原因混凝土在浇筑完成初期,阻止不了受到其它因素的影响,混凝土表面的水分蒸发过快,水分流失严重就会导致混凝土急剧收缩,早期的混凝土自身强度较小,抵挡不了本身的收缩,就会导致裂缝的生成,而这种裂缝的形成具有随机性。塑性裂缝产生的原因还与环境因素、终凝时间、水灰比、相对湿度等有关14。2.4.2 塑性收缩裂缝主要的预防措施1、当在混凝土经过足够的振捣之后,再进行抹平工作,使表面压
25、实,提高了混凝土的强度,才能减少混凝土裂缝的生成。2、在混凝土浇筑之前,应当使混凝土的接触面湿润,比如模板、基层面等,避免因为接触面干燥缺水,使混凝土中的水分流失,引起收缩。高标准要求施工工艺,对每一道工序操作都规范化,进而提高混凝土质量。3、该工程的主体在夏天浇筑,夏天温度高会容易导致水分的蒸发,浇筑在结束之后,要抓紧时间对混凝土表面进行覆盖,可采用塑料薄膜进行覆盖,不能让太多的水分散失,要确保表面的水分不会受到影响,保持表面的湿润性。2.5大体积混凝土施工技术研究1、首先做一个切实可行并有效的计划,正确规划大体积混凝土施工的详细步骤,才能有目的性的进行施工,做好对温度的控制,最好的结果能使
26、温差不会大于25。 2、对大体积混凝土进行形态的判断,以及分布状态和施工的条件,充分振捣混凝土,使水泥,石子等材料充分的融合,避免出现断层现象,达到良好的密实性,不能出现振捣不足引起的离析现象。3、在混凝土将要凝结的时候,要对表面进行多次的抹面,此时能到达对表面压实的最好效果。4、对混凝土要用科学且有效的方法进行养护,来保证湿度和温度这两个变化量,在完成浇筑大体积混凝土之后,只有使冷却的速度变慢,温度应力变小,裂缝产生的就会少。5、在工程施工阶段的时期,就要运用科学的方法阻止裂缝的形成,在工程收工阶段完成之后,要对已经产生的裂缝,采用修补的方法进行限制。2.6 本章小结1、从安全性和经济性这两
27、个方面就可以总结出工程质量的控制是具有重大的意义,对于一个工程的建设,要严格控制工程质量,施工的管理符合科学的标准,科学的施工管理对施工的每一个步骤都要标准化,这些措施对桥梁工程的质量也是一个基本的前提,进而能使桥梁的耐久性得到大的提升。桥梁工程质量对于每一个使用者来说,都是在第一位,也有利用工程行业的发展和社会的稳定。2、大体积混凝土呈现出裂缝的现象也是比较多见的,只因为形状大,所用的水泥也随之增多,水泥产生的水化热多,这是最容易产生裂缝的原因。在实际工程中,不论怎样都少不了裂缝,为了使裂缝在可控的范围内,对于一些常见裂缝产生的原因进行了剖析,得出了处理的方法,比如干缩裂缝,在浇筑完成一段之
28、后,因为表面水分大量的蒸发导致了内外湿度的不同,引起的裂缝,就需要及时的进行保湿养护。塑性裂缝主要是在混凝土浇筑完成的早期阶段产生,由于养护的不及时,表面水分流失太多,使混凝土快速收缩,早期混凝土强度较低,不足以抵抗混凝土的收缩,所以才会产生裂缝的。混凝土在浇筑完成之后,温度和湿度两个变量对混凝土的影响较大,通过本文提出的控制措施,目的是为了减少裂缝的生成,提高工程质量。3、根据裂缝的深度,大体积混凝土裂缝可分为三类,分别是表面裂缝、深度裂缝、贯穿裂缝。由于裂缝的深度和宽度不同,其危害性也不同。本节对这三种裂缝产生的原因和危害进行了说明,并对裂缝产生的原因进行了研究,为了减少裂缝的产生,保证工
29、程的质量,需要采用合理的施工技术进行预防。3 河南林州迎宾大桥大体积混凝土裂缝的控制3.1 工程概况表3-1 工程简介表名称林州迎宾大桥5#主墩尺寸(m)33.5m20.5m4m位置河南林州市主墩的设计混凝土方量(m)2235桥长(m)740设计寿命(年)100桥宽(m)30.5成本投资(万元)8615 图3-2 项目全景图图3-3 项目施工图3.1.1 地形地貌林州市位于太行山东侧边,也处在华北地震带上,地形为山地地形,以山川丘陵为主,山脉是比较多的,地势自西北向东南逐渐的降低。施工人员在施工之前要进行详细的地址勘察才可以施工,要对当地的地形地貌有一定的了解,以免因为勘察不详,引起桥梁基础问
30、题。3.1.2 气候林州是一个四季分明、夏季温度高且雨水多、冬季冷且干燥的地方。由于桥梁工程的主体浇筑是在夏季进行的,夏季最高温为25.8,高温的天气会左右着混凝土本身的温度变动。采取有效的措施尽量降低高温天气对混凝土浇筑的影响,从而提高施工的质量。表3-4 林州的气候特征表气象要素林州市气象要素林州市年平均气温()12.8年日照时间()2251.6最热月(7)平均温度()25.8最大冻土深度(mm)42最冷月(1)平均温度(摄氏度)-2.5无霜期(d)192年降雨量(mm)672.1最大积雪厚度(mm)1803.2 桥梁裂缝产生的原因及控制措施3.2.1 桥梁中大体积混凝土裂缝产生的主要原因
31、通过对林州迎宾大桥结构的研究,桥梁主塔为实心混凝土构件且5#主墩承台的大小为33.5m20.5m4m,尺寸符合大体积混凝土的要求,由此可得,该混凝土为大体积混凝土。温度的变化是导致大体积混凝土表面形成裂缝的原因之一,尤其是内部和外部温度相差太多时更容易造成混凝土裂缝的产生。混凝土在凝结硬化时,内部和外部的散热速度是不一样的,外部由于受到外界因素的影响,散热速度要比内部快很多,导致混凝土内外温差过大,内部的压应力与外部的拉应力共同作用,便容易导致混凝土形成裂缝15。3.2.2 地形原因的分析林州市的山地、丘陵面积占总面积的86,而地势是自西北向东南依次为四方垴、五龙镇的方向降低。工程在建成之后,
32、不单单考虑自身稳定性的原因,也要随着该工程所在的地质,进行研究。该桥梁工程恰好位于山丘陵地带,地质情况复杂多变,山区土质的疏松,坍陷、滑坡时有发生,常因土质的原因造成地基的不均匀沉降,桥梁基础下降,桥梁的主体因受到外力作用,便会出现裂缝。桥梁基础一旦出现问题也往往是最难修复的,基础的修复成本很高。地质对工程的稳定性,起到决定性作用的,因此在施工之前要及时详细的进行地质勘察,防止桥梁基础因地质稳定性不足导致沉降。3.2.3 温度因素的影响林州市四季气候分明,春天的天气较为多变,风力适中,夏季气候炎热,雨水量多,秋季风力大,且干燥,冬季温度低,降水量偏低。温度变化多,冷热交替明显,白天和黑夜温差大
33、。在此基础上,由于混凝土内外产生温度存在一定差异,造就成了温度差,混凝土表面会形成热胀冷缩的现象,内部的压应力与外部的拉应力共同作用,便会导致混凝土表面形成裂缝。该桥梁的主体工程由于在高温天气下进行浇筑,外界的气温对缩减混凝土内外部的差距是有一点作用的,在一定程度上会减少有害裂缝生成的。气温高有利也有弊,温度高也会有不好的一面,为了避免高温带来的负面影响,可采取一下措施进行防护。1、应选取合适的原材料,通常采用水化热较低的水泥,比如矿渣水泥、粉煤灰水泥、掺加矿粉等方法进而能减少热量的生成。通过在基础内部预埋冷水管,并用冷水不断的循环降温,用降低内部的温度,达到一个强制降温的目的。2、水泥的水化
34、反应是需要充足的时间进行的,假如在气温较高的状态下浇筑,就会加速水泥的反应,施工时间就显得很仓促,而浇筑时的质量就会或多或少的下降,这样就会导致振捣不足,引起混凝土出现蜂窝状的现象,导致混凝土的质量就会下降。由于在高温天气下进行施工,该地方的天气气温中午高,而早上和晚上较低,浇筑的时间在温度适宜的时候进行浇筑,避免温度带来的不利影响。 3、夏季施工养护工作尤其重要,脱模之后由于气温较高,水分会大量的流失,此时水化反应就不会充分的进行,就会引起混凝土强度不够,比如强度不足,对混凝土的收缩就无法抵抗,从而引起裂缝的生成。具体的措施可采取简易的遮阳设备避免阳光的直射,引起混凝土温度的升高。还可以通过
35、对骨料浇冷水的方法达到降温的目的,通过这些措施会在很大程度上减少温度的产生,降低温度对裂缝的影响。4、在施工现场工人为了降温并稀释混凝土在混凝土中加冷水,那么就会有可能增大混凝土的坍落度,坍落度一旦增大,就降低了混凝土的抗拉抗压强度,容易导致混凝土裂缝的生成,所以控制好混凝土的坍落度是必要的。5、在混凝土浇筑的时候,设置水平施工缝和垂直施工缝能够加快内部热量的散失,进而能减少热量的聚集。在炎热的天气下,还可利用浇筑层面散热。还可以通过改善配筋的方法,达到增强混凝土本身强度的目标,减少温度应力对混凝土的影响16。6、混凝土在浇筑的时候会受到高温天气的影响,首先有必要降低入模的温度,减少温度在内部
36、大量的聚集,加入冰水进行搅拌。 温度裂缝问题对于桥梁的影响是不可忽视的,要对温度裂缝重视起来,因为有温度裂缝的存在,能够造成结构失去防渗的能力,进而降低了结构的耐久性能17。3.2.4 降水量的影响桥梁工程所在的地方在林州境内,而林州地区全年的降水量为672.1mm,主要分布在春夏两个季节,秋季在大幅度的减少。该工程的主体浇筑在夏天进行,而偏逢夏季多雨,雨水对地质的影响是很大的,雨水冲刷土质,便会引发土质的疏松、坍陷等不良现象的出现,桥梁基础不均匀的沉降,就会使桥梁的路面出现裂缝。长期的雨天,对浇筑的质量也会有影响,降雨量较大时,还会引起施工的停顿,延误工期。桥梁在刚浇筑完成不久,密实性还不高
37、,雨水会顺着缝隙进入混凝土内部,影响水泥和石子的结合,结果就会影响混凝土的强度。3.3 大体积混凝土裂缝的危害1、影响整体性。整体性对于一个工程来说是一个基础,一旦出现裂缝,影响到工程的整体结构和框架,那对于工程的影响是巨大的,而贯穿裂缝就会影响工程的整体性,对于桥梁的结构以及功能都会产生很大的危害。2、影响工程的耐久性。根据桥梁的整体结构可得5#主墩承台体积较大,对地质的荷载更大,其它承台对地质的荷载较小,这样由于对地质的荷载差异大,随着时间的流失,就会引起地质的不均匀沉降。林州在夏季雨水偏多,只要出现了缝隙,而外来具有腐蚀性的物质就会沿着裂缝进入混凝土的内部,就会在混凝土内部发生反应,引起
38、内部的钢筋发生腐蚀,混凝土会发生碳化反应等等,这些情况能使承载能力下降,会给工程带来不可估量的损害18。3、影响桥梁结构的刚度。桥梁混凝土施工中裂缝的存在将直接影响桥梁混凝土结构的强度和稳定性,不利于桥梁的正常使用。该桥梁工程是在高速路口,每天来来往往的车辆会很多,每天对桥梁的冲击也会很大,因此对桥梁的刚度要求会很高,一旦出现破坏性大的裂缝,导致桥梁使用功能受损,对每一个使用者都是极大的威胁。 4、经济性的影响。该桥梁工程跨径大、规模大,设计的年限长,但也不能只是为了追求跨径大,也要同时保证质量。桥梁的建设需要投入大量的资金,桥梁出现质量问题,就会使桥梁的验收不合格,会导致再次返工,会误工误时
39、,增加人工和材料的成本,导致超出桥梁的预算。出现严重的质量问题时,比如桥梁的断裂,就会使整个桥梁都无法使用,恢复的成本就会很大。 3.4 本章小结通过实际情况的了解,此混凝土为大体积混凝土,大体积混凝土具有水泥需求量大、水泥的水化热高、收缩大、易开裂等特点。通过了解林州的天气和地质地貌,能够在施工的过程中,尽量避免外界因素造成不必要的影响。对温度有一个把握,同时对桥梁基础的施工也是有必要的,这些对桥梁的建设都是必不可少的。能够更好地控制混凝土裂缝的生成,进而能够将温度应力产生的不利影响降到最低。通过本章的分析,该桥梁主要产生的裂缝为温度裂缝,严重的温度裂缝会对整个大桥的耐久性、刚度等构成不可想
40、象的危害。为了保证该桥梁工程的质量,分别从原材料、施工工艺、降温措施、等方面进行严格把关,减小裂缝出现的概率 19。4 大体积混凝土裂缝的补救措施研究不同等级的混凝土裂缝对桥梁的危害是不同的,轻微的裂缝可能会引起钢筋的锈蚀,首先从混凝土内部开始损害,降低混凝土的正常使用功能,降低使用年限。严重的裂缝会对桥梁的刚度和承载力产生危害,对于对桥梁的损失是巨大的。轻微裂缝和严重的裂缝都是会对工程质量造成危害的,要及时做出应对措施,对于一些轻微的裂缝也要防患于未然,使工程的质量得到保证20。工程中出现了裂缝,为了恢复使用功能以及延长使用期限,提高工程的使用寿命,可采取下面的方法进行修复:表面修补法,灌浆
41、法,结构加固法,混凝土置换法。4.1 表面修补法表面裂缝常出现在混凝土中,数量多而且分布较广。对于这种裂缝的修补措施可采用手工或者机械的方法进行涂抹修补材料,达到混凝土整体密实的效果。4.2 灌浆法深层裂缝对混凝土的耐久性会产生一定的影响的,对于这种裂缝可采用灌浆法进行修补,所用的材料为水泥浆、环氧树脂等材料。4.3 结构加固法贯穿裂缝的出现会影响混凝土结构整体性和稳定性,降低桥梁的承载能力。可对混凝土进行增补钢筋或增大截面达到加固的目的,还可以采用体外预应力法进行加固。4.4 混凝土置换法对于浇筑完成之后的混凝土,如果出现了被损害的情况,就会失去所具有的功能性。需要把已经损害的混凝土给剔除,
42、换上新的材料,以保证混凝土整体性的良好。4.5 修补方案的选择本工程在施工过程中,通过采用合理的措施对裂缝进行控制与预防,取得了不错的效果,严重的裂缝目前还没有出现,不需要考虑结构加固方法、置换方法等措施。该桥梁的主体工程在最近刚刚完工不久,由于受到温度和气候的影响,出现了轻微的裂缝,只需要及时的修补和控制。经过综合分析,对桥梁裂缝的修复可采用表面修补法。 5 结论与展望5.1 结论在实际工程中大体积混凝土出现裂缝是无法防止的,而混凝土裂缝产生的原因是多方面的,需要进行综合的考虑。裂缝的出现不仅会影响桥梁的美观性和局部的使用性能,严重时还会降低结构的刚度和整体性。运用科学有效的控制方案,旨在预
43、防混凝土裂缝产生,进而提高桥梁工程的质量21。通过这一系列研究得出了以下结论1、大体积混凝土裂缝产生的主要两个时期分别是混凝土在硬化时期和养护时期,混凝土在浇筑之后慢慢的进入固化时期,由于养护措施进行不及时会容易导致裂缝的生成,而在中后期阶段主要由于内外温度差异较大,也会导致产生温度裂缝。2、通过一些资料和数据表明了林州的地理位置与气象水文都是可能影响桥梁地基稳定性,进而导致裂缝的生成。在施工的同时也要考虑外界环境的影响,要对出现的问题及时处理和修复,这是极其有必要的。 3、在本文中提到了桥梁出现裂缝会对桥梁的安全、经济等会造成极大的威胁性。为了更好的减少裂缝产生,采用的预防和控制措施可以分两
44、个方面,第一个方面是减少水泥水化热的产生,选取优质的原材料、严格控制施工工艺等措施来预防裂缝的产生,第二个方面是提高混凝土本身的硬度,采取合理提高配筋率、改善约束条件、提高混凝土抗拉变形能力等措施减少裂缝的生成。5.2 展望通过对工程中出现的裂缝,提出了对应的措施。裂缝虽然在工程中较为常见,但通过运用合理的施工计划,科学的施工工艺等途径能够使裂缝在可控的范围内。为了阻止裂缝的形成,新的工艺和技术对混凝土发展是有很大的好处,以下几点可供进一步的深究。1、本文主要研究该桥梁主体工程在夏季浇筑时,为避免裂缝的产生所采取的控制措施。为了预防和控制裂缝产生的措施更全面,可对冬季施工浇筑进行研究,比如冬季
45、的温度低,温度差会进一步的加大,在对大体积混凝土浇筑完成之后,可以用棉被进行覆盖保温。通过这样的研究使混凝土裂缝的预防措施更加完善。2、就实际工程而言,需要消耗太多的人力和财力来建设,成本费用较高,假如施工单位为了消减本钱,会导致工程质量的下降。因此要对管理人员和施工人员进行严格的要求,加强基本职业素养,对工程的建设施工要有较强的责任感。3、关于研究的方法,目前单一的研究对混凝土裂缝的控制是不够的,如果只考虑温度带来的影响是不够的,还需要考虑荷载、基础变形等影响,需要把这些因素都要考虑进去,对这些问题进行一个系统的研究,才能更加全面解决工程裂缝。参考文献1 吴岳雄.浅谈混凝土施工裂缝的控制与预
46、防J.山西建筑,2007(04):166-167. 2 高向东. 大体积混凝土裂缝预控系统的研究D.长安大学,2009. 3 曲艺. 工程结构中混凝土裂缝控制技术研究D.中国海洋大学,2010. 4 王明磊. 大体积混凝土施工裂缝的预防与补救措施研究D.长安大学,2010. 5 唐晓伟. 浅谈钢筋混凝土裂缝产生的原因与预防措施J. 建材与装饰,2017(49):38.6 李梅. 关于建筑混凝土施工裂缝的控制和预防分析J. 建材与装饰,2018(15):18-19.7 刘振兴.桥梁混凝土施工裂缝成因及预防措施分析J.住宅与房地产,2018(03):164.8 Paul J. Uno. Plast
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