橋梁工程大體積混凝土裂縫控制

摘要：大體積混凝土開裂后，其性能與原狀混凝土性能會有很大差距，特別是對耐久性（滲透性）的影響更大，嚴重影響結構的安全和耐久性能。目前，在橋梁工程的施工中，大體積混凝土被廣泛應用其中，本文分析了大體積混凝土裂縫可能產生的原因，并提出預防裂縫的一些措施。

關鍵詞：橋梁工程；大體積混凝土；裂縫問題；防治措施

引言

交通工程建設的進一步擴大使橋梁施工技術得到了突飛猛進的發展。在橋梁施工中大體積混凝土被廣泛的應用，但相應的一些問題也充分的暴露出來，其中大體積混凝土施工裂縫最為突出。混凝土裂縫問題一直是建筑橋梁施工的重要問題，困擾著工程施工技術人員。因此采取有效措施能夠將大體積混凝土裂縫問題控制在一定的范圍之內。工程施工人員要對混凝土橋梁裂縫問題進行深刻的認識，這樣能夠有效避免工程施工過程中出現更大的裂縫。

一、橋梁混凝土施工中的常見問題

1、水泥的水化熱導致的溫度裂縫

水泥在水化時會產生大量的熱量，如果混凝土的體積較大，熱量很難散發出去，混凝土內部的溫度就會快速升高。混凝土在澆筑3～5天后溫度會達到高溫峰 值，當混凝土內部溫度與表面溫度差距過大時，就會產生溫度應力和溫度變形。當這種溫度應力大于混凝土內外的約束力時，就會形成混凝土溫度裂縫。

2、混凝土自身的收縮裂縫

混凝土拌制過程中使用了大量的水，其中極少部分水分是水泥水化所必須的，大部分水分在之后都要蒸發掉，混凝土中多余水分的蒸發是引起混凝土體積收縮的主要原因之一。這種收縮變形不受約束條件的影響，若存在約束，就會產生收縮應力而出現裂縫。

3、約束條件產生的裂縫

在橋梁工程中大體積混凝土通常與地基澆筑在一起，當溫度變化時，在下部地基的約束下，會產生外部的約束力。混凝土早期的彈性模量較小，混凝土的徐變 度和應力松弛度卻很大，因此，壓應力也較小。但當溫度下降時，拉應力會隨之上升，混凝土的抗拉應力小于這種拉應力時，裂縫便會產生。

4、干縮裂縫

混凝土的配制比、用料構成、添加劑等方面也會影響混凝土裂縫的出現，混凝土的干縮現象主要是混凝土內外水分蒸發過程導致不同形態的變化。混凝土會受 到外部條件變化的影響導致表面水分蒸發過快，變形較大。同時內部濕度變化較小，產生的變形也較小。混凝土干縮變形主要是受到混凝土內部條件的制約，產生的 拉應力較大時更容易出現混凝土裂縫。

5、荷載導致的混凝土裂縫

混凝土橋梁在荷載力的影響下會出現不同程度的裂縫，這種裂縫主要是應力裂縫或者是次力裂縫。大體積混凝土結構設計計算不合理，建造的模型不符合建設 要求，針對混凝土的受力情況計算結果與受力不相符合。同時配筋數量與內力有著明顯的錯誤，造成結構安全系數較低，施工面臨安全隱患的影響。結構設計沒有可 行性，結構設計剛度不夠。混凝土施工現場要控制施工工具的擺放，將材料有規則地進行放置。施工人員不了解混凝土結構受力情況，不按照施工要求進行施工，忽 視施工設計的作用，施工隨意性較大，并且會擅自更改施工工序，將混凝土結構受力模式改變，沒有對混凝土承受力強度進行驗算。

6、水泥水化熱引起的裂縫

大體積混凝土中產生的裂縫主要是有水泥水化熱所引起的。據統計，水泥在水化熱的過程中釋放出大量熱，這使大體積混凝土在澆筑過程中環境溫度和水化熱 溫度出現差別，就會形成兩個獨立的溫度環境，在應力和溫度的變化中就形成了混凝土裂縫。另外水化熱裂縫另一個形成原因和水泥用量有著直接的關系，混凝土水 泥含量越高，其收縮性就越大，這中收縮性當超過混凝土抗拉強度時就出現了裂縫。

二、大體積混凝土裂縫的防治措施

1、設計工程中的措施

（1）精心設計混凝土配合比。在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應盡可能地降低混凝土的單位用水量，采用“三低（低坍落度、低砂率、低水膠比）二 摻（摻高效減水劑和高性能引氣劑）一高（高粉煤灰摻量）”的設計準則，生產出高韌性、高強、中彈、低熱和高極拉值的抗裂混凝土。

（2）避免結構突變產生應力集中，在易產生應力集中的薄弱環節采取加強措施。

（3）增配構造筋提高抗裂性能。配筋應采用小間距、小直徑。全截面的配筋率應在0.3%～0.5%之間。

（4）在結構設計中應充分考慮施工時的氣候特征，合理設置后澆縫，保留時間一般不小于60d。如不能預測施工時的具體條件，也可臨時根據具體情況作設計變更。

（5）在易裂的邊緣部位設置暗梁，提高該部位的配筋率，提高混凝土的極限拉伸。

2、在施工過程中的控制措施

（1）大體積混凝土的溫度控制宜按照“內降外保”的原則，對混凝土內部采取設置冷卻水管通循環水冷卻，對混凝土外部采取覆蓋蓄熱或蓄水保溫等措施進行，保證溫度可以緩慢下降，盡可能的降低裂縫。

（2）在進行澆筑時，要合理清理模板內部，并且進行適當的水潤，使混凝土在入模后的溫度可以合理控制。

（3）在施工過程中要合理控制澆筑厚度，并且做到均勻澆筑，減少混凝土在流動中的高差，使其在初凝前完成澆筑。

（4）為了提高混凝土的密實度和抗拉強度，減少收縮，施工時設置專人加強混凝土的振搗工作，嚴格控制振搗時間和插入深度，振搗間距不得大于40厘米，并且在振搗過程中注意對模板的保護。

（5）合理控制混凝土的塌落度，因為現階段混凝土澆筑大部分都使用泵送，要合理配置混凝土的集料，并且控制好水量，在拌和劑的摻拌中要以保證混凝土流動性為標準。

3、大體積混凝土后期的養護措施

養護的目的是為混凝土硬化創造必要的濕度、溫度等條件。為了確保新澆筑的混凝土有適宜的硬化條件，防止在早期因干縮而產生裂縫，大體積混凝土澆筑完 畢后，應在12h內加以覆蓋和澆水，澆水次數應能保持大體積混凝土處于濕潤狀態，混凝土養護用水應與拌制用水相同。當日平均氣溫低于5℃時，不得澆水，應 用塑料布覆蓋養護混凝土，其敞露的表面應覆蓋嚴密，并應保持塑料布內有凝結水。硅酸鹽水泥澆筑的混凝土養護時間不得少于14d，其他水泥拌制的混凝土養護 時間不得少于21d，混凝土的保溫措施常常也有保濕的效果。從理論上分析，新澆混凝土中所含水分完全可以滿足水泥水化的要求，然而因為蒸發等原因常引起水 分損失，從而推遲或妨礙水泥的水化，表面的混凝土最容易而且直接受到這種不利影響，所以混凝土澆筑后的最初幾天是養護的關鍵時期，在施工中應特別重視。

結束語

雖然大體積混凝土很容易產生裂縫，但是大量的科學研究以及成功的工程實例都表明：只要我們在設計、施工工藝以及后期的養護過程中可以充分考慮的各種因素的影響，還是能夠避免危害結構裂縫的產生。大體積混凝土施工技術分析探究隨著社會的發展逐漸成為了我國的重點研究課題，近年來關于橋梁大體積混凝土施工技術分析有了很大的進展，相信通過工作人員 以及研究人員的努力，我國的橋梁大體積混凝土施工技術分析探究會得到進一步的發展，進入一個全新的領域。

參考文獻：

[1]尹學勝，孫亮.大體積混凝土裂縫產生原因及防治研究[J].山西建筑，2013，05：80-81.

[2]王良榮.大體積混凝土裂縫產生的原因與防治技術措施[J].門窗，2014，05：135+139.

[3]趙人越.大體積混凝土施工技術淺析[J].科技創新與應用，2013，17：220.

[4]張廣盛.水利工程大體積混凝土施工技術研究[J].科協論壇（下半月），2013，05：9-10