桥梁大体积混凝土裂缝施工控制研究

【关键词】桥梁;大体积混凝土;裂缝;施工控制

　　大体积混凝土主要指混凝土结构物实体的最小尺寸不小于1m的混凝土。公路桥梁中大体积混凝土承台、桥墩台等下部基础结构在浇筑后极易出现裂缝等病害，一旦这些混凝土结构物产生裂缝，事必会使整个公路桥梁工程质量受到极大的影响，因此，有效地控制桥梁大体积混凝土裂缝施工对于确保公路桥梁结构的施工质量有着十分重要的意义。

　　１．大体积混凝土裂缝的基本类型及形成原因

　　1.1塑性收缩裂缝

　　塑性收缩裂缝多出现在夏季干热或大风天气的情况下，裂缝之间形状不一，长短不一，一般中间宽，两端长，较长的裂缝长可达2～3m，较短的裂缝通常长为20～30cm。大体积混凝土在凝结前，由于表面水分散失较快会产生一定的收缩，这时大体积混凝土的泌水现象便会相对减小，倘若无法及时补充混凝土表面蒸发损失的水分，那么这时的混凝土将会处于一种塑性状态，在拉力的作用下，混凝土表面就会有分布不均匀的裂缝产生，当混凝土温度较高，水泥活性大或水灰比较低时，大体积混凝土表面的裂缝便会发生开裂。

　　1.2温度裂缝

　　温度裂缝主要指因水化热引起的内外温差而产生的裂缝。大体积混凝土在连续浇筑和硬化过程中，会发生水泥水化反应，从而产生大量的水化热，由于混凝土有着较大的热阻力，使得聚集在内部的热量不易散发，而表面的热量却散发快，从而使得混凝土内外温差过大，而大体积混凝土内外温差会随着环境温度的变化而发生变化，这样易形成不均匀的温度变形和温度应力，一旦大体积混凝土的温度应力和收缩应力超过混凝土的抗拉强度便会使混凝土内部或表面出现裂缝。此外，在拆模前后，由于混凝土表面温度降低较快，易出现温度陡降情况，也易引起裂缝。当大体积混凝土内部温度达到最高时，热量会逐渐散发，从而达到环境温度，环境温度与最高温度之间的差值即为内部温差，这种内部温差也会产生温度裂缝。

　　1.3干缩裂缝

　　大体积混凝土干缩与混凝土的水灰比、集料性质和用量、外加剂用量、水泥成分和用量密切相关，因混凝土内外水分蒸发而导致变形的结果。大体积混凝土干缩裂缝通常为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，多出现在混凝土浇筑结束后的一周左右或在混凝土养护后的一段时间。混凝土硬化后，由于受到外部环境的影响，混凝土内部水分会不断地向外散失，表面水分蒸发损失过快，变形也就较大，内部湿度变化较小时，变形也就较小。较大的表面干缩变形在受到混凝土内部约束力的作用下会产生较大的拉应力，从而导致裂缝的产生。

　　1.4沉陷裂缝

　　沉陷裂缝通常以进深较大或贯穿性裂缝为主，主要由桥梁基础结构所处的地基土质不均，回填不实，或基坑长时间浸泡等原因引起的不均匀沉降而造成的。尤其在北方地区冬季施工，由于模板长期支撑在冻土上，一旦冻土消融后极易产生不均匀沉降，从而使得大体积混凝土基础结构产生沉陷裂缝。沉陷裂缝危害性较大，且沉陷情况多与其走向密切相关，通常与地面呈30°～45°角或与地面垂直。

　　2.桥梁大体积混凝土裂缝施工控制措施

　　2.1合理设计大体积混凝土配合比：

　　2.1.1原材料的选用

　　（1）水泥。由于水泥的含量对混凝土温升及水化热的多少有着直接的联系，因而大体积混凝土应以水化速度慢、后期强度高、凝结时间长的水泥品种为好，如低热矿渣硅酸盐水泥等，同时尽量降低水泥用量，其强度设计也以达到标准要求为宜。

　　（2）粗、细骨料。当前在桥梁大体积混凝土施工过程中比较注重骨料强度和含泥量等指标，对骨料粒形和级配却有所忽视，骨料粒形和级配不当，会使混凝土的胶凝材料和用水量得以加大，致使混凝土的渗透性在混凝土中的扩散系数。因此，细骨料应以Ⅱ区中砂为好，由于使用中砂可适当地减少水及水泥用量，因而在使用时还需注意砂、石级配，并对砂、石中的泥含量进行严格控制，石子含泥量不超过1%，砂含量不超过2%，这样还能够促使混凝土抗压强度得以提高。

　　（3）掺合料。由于粉煤灰具有抗裂性好、需水量小等特点，将其掺入到大体积混凝土中既能够使混凝土后期强度得以提高，推移混凝土温升峰值出现的时间，又能够使混凝土的和易性得以增加，降低水化热。

　　2.1.2外加剂的使用

　　在大体积混凝土中掺加适当的膨胀剂，其内部产生的膨胀应力可以将混凝土的部分收缩应力抵消掉，从而提高混凝土的抗裂强度。缓凝高效减水剂不仅能大大提高混凝土的抗拉强度，而且还能减少混凝土单位用水量和胶凝材料用量、改善新拌混凝土的工作度。

　　2.2施工现场控制

　　2.2.1正确制定大体积混凝土浇筑方案

　　在浇筑大体积混凝土前，应对分层浇筑次序、流向、浇筑厚度、长度、宽度以及浇筑的搭接时间做出合理的安排。同时应对大体积混凝土的浇筑速度进行严格控制，切忌一次浇筑的混凝土过高、过厚，否则难以使混凝土温度的均匀上升。浇筑完成后，需对大体积混凝土表面较厚的水泥浆进行有效地处理，以免大体积混凝土表面出现龟裂。

　　2.2.2施工温度控制

　　大体积混凝土施工宜选在春秋季进行，若在夏季进行施工，需通过冷水搅拌混凝土、降低原材料温度、对骨料进行覆盖或设置遮阳装置等方式方可进行。进行混凝土浇筑时，尽量不要直接在太阳下曝晒，而应加强通风，促使模内热量尽快散发，以降低混凝土拌合物的入模温度。

　　2.2.3通水冷却

　　在大体积混凝土浇筑分层中通过薄壁钢管设置冷却水管，在使用冷却水管前应做好试水试验，这样能够避免管道漏水、阻塞。同时，根据混凝土内部温度监测情况，对冷却水管进水流量及温度进行严格控制。

　　2.2.4采用透水模板布

　　采用透水模板布能混凝土透水模板布的保水作用不仅能很好地养护混凝土，增加混凝土密实度、减小内部微裂，而且还能有效地改善混凝土耐久性，提高表面抗拉强度，增强混凝土耐磨性、抗冻性。

　　2.2.5振捣

　　振捣时应按照“同时浇捣、分层推进、一次到位、循序渐进”的工艺要求进行操作。应注意薄层浇捣均匀上升，对混凝土流淌的最近和最远点等边缘部位进行重点把握，以免在振捣时出现漏振，同时应控制好振捣的时间及插入深度。高频振捣棒尽可能垂直插入，插入点宜交错，均匀。对上一层混凝土时进行振捣时，需深入下一层约5cm，这样能够将层间的接缝加以消除。

　　2.3大体积混凝土裂缝的处理

　　大体积混凝土裂缝的出现不仅会使公路桥梁结构的刚度和整体性受到影响，而且还会使钢筋发生锈蚀，降低混凝土抗疲劳性、抗渗性及耐久性。因此一旦混凝土出现裂缝，应及时进行处理，处理措施有以下几种：

　　（1）表面裂缝的处理。可将涂刷油漆、沥青等防腐材料涂抹在混凝土表面，或在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布，将水泥浆、环氧胶泥涂抹在裂缝的表面，粘贴玻璃纤维布，以防止混凝土发生开裂。

　　（2）当裂缝使桥梁混凝土结构的性能受到影响时，应通过加固法对大体积混凝土结构进行处理，如将混凝土结构的截面面积加大，在构件的角部外包型钢、粘贴钢板加固等。

　　（3）灌浆法。灌浆法可对影响桥梁结构整体性或有防渗要求的混凝土裂缝进行修补，它主要借助压力设备将胶结材料压入到混凝土裂缝中，待胶结材料硬化后，会与混凝土形成一个整体，从而达到封堵加固的目的。　[科]

　　【参考文献】

　　［１］钟彬.浅谈桥梁大体积混凝土施工技术[J].施工技术,2009,(12).

　　［２］魏丽.论桥梁大体积混凝土裂缝施工控制方法[J].中国新技术新产品,2011,(11)．