大體積混凝土裂縫控制技術在市政工程中的應用研究

周文倩 王志超

摘要：我國城市化進程加快，增加市政工程數量，同時大體積混凝土運用范圍擴大。人們生活質量得到較大改善，對市政工程施工安全質量提出越來越高的要求，大體積混凝土在市政工程應用過程中具有明顯的水化熱現象，缺乏良好的導熱性能，受到自然環境、材料和施工工藝等多方面因素的影響，產生裂縫現象，對整個工程建設質量產生不良影響。因此，市政工程施工單位需要全面研究相關控制技術，提高大體積混凝土實際應用效果。

關鍵詞：大體積混凝土;裂縫控制技術;市政工程;具體應用

市政工程主要包含城市公共交通設施、照明和燃氣系統等城市基礎設施建設，為人們日常生產生活帶來便利的服務。市政工程在社會經濟迅速發展的環境下，不斷擴大建設規模，相關工作人員要充分發揮大體積混凝土的應用優勢，采用針對性技術高效控制其裂縫問題，進一步保證項目施工質量。

1大體積混凝土裂縫類型

1.1收縮裂縫

大體積混凝土在市政工程應用時，需要相關養護人員按照相應的標準和要求，做好養護工作。但是，混凝土養護過程中受到工作人員自身工作態度和技術水平等因素的影響，存在不規范行為，造成大體積混凝土不能及時有效的散熱，加快其硬化速度，收縮幅度大，出現塑性收縮裂縫。另外，施工人員主要應用大體積澆筑技術，針對大體積混凝土進行施工操作，經常容易出現體積收縮現象，在收縮的過程中，導致其內外部溫差差距大，內部收縮和外部相比具有更大的應力，形成裂縫。

1.2溫度裂縫

市政工程中出現溫度裂縫主要是大體積混凝土內部和外部之間的溫差存在較大的差異性。當大體積混凝土內部具有較高溫度的情況下，其外部受到相關影響因素和降溫手段的影響，急劇降低了其外部溫度，同時不能及時有效的全部排出內部熱量，造成兩者溫差大的現象。另外，大體積混凝土澆筑的過程中，澆筑過多的數量，其內部熱量較多，造成內部溫度升高，出現該種裂縫。

1.3沉陷、干縮裂縫

混凝土在施工過程中受到多種相關因素的影響，造成一定的施工問題和缺陷，出現沉陷、干縮裂縫。沉陷裂縫主要是工程地基存在不同程度沉降的過程中，墻體出現附加應力，其應力高于極限強度的情況下，墻體比較薄弱的部分就會出現裂縫現象。干縮裂縫主要是施工養護人員在養護工作中，對大體積混凝土沒有采用合理措施，提高保濕養護效果[1]。大體積混凝土長期在干燥自然環境中，出現大量水分流失，進行形成嚴重收縮的現象，不能進行有效的反彈。大體積混凝土在完全硬化之后，其內部水分散失，產生負壓情況，促進其進一步收縮，出現裂縫現象。另外，干縮裂縫受到自然環境的影響，同時和水泥用量、添加劑等多個方面具有直接關系。

2大體積混凝土裂縫影響因素

大體積混凝土裂縫受到溫度和收縮應力的影響。大體積混凝土在水化時，和普通混凝土相比，水化熱現象更加突出，增加水泥用量，促進其內部的水化產熱，同時不能及時全面排除內部熱量，容易造成其內外溫差具有較大差距，形成溫度應力，超過其自身的抗拉強度情況下，就會造成裂縫問題。大體積混凝土在自然空氣中出現凝固現象，水分流失，縮小體積[2]。大體積混凝土促進整體的收縮量增加，造成邊界約束變形有限制作用的部分，出現附加應力，形成裂縫現象。

大體積混凝土在市政工程運用時，受到施工材料質量的影響。部分市政工程施工過程中的材料不符合設計要求，是混凝土裂縫的關鍵原因之一。水泥材料是大體積混凝土中應用的建材，具有早期水化熱較低的特性，一般情況下采用硅酸鹽和低熱礦渣水泥，同時增加粗骨料粒徑，應用級配優良的骨料，能夠有效降低孔隙率，減少對水泥材料的使用量，降低水化熱，有效預防裂縫問題。另外，市政工程包含多項施工內容和技術，施工人員在實際工作中存在不合理規范的行為，容易造成混凝土裂縫。施工人員需要嚴格按照大體積混凝土施工程序、厚度、推進形式等要求，能夠有效減少開裂現象發生。另外，大體積混凝土具有較大的地表跨越面積，不斷增大地基的不均勻性，同時增加其在基底的附加應力，出現地標不均勻沉降現象，產生沉降裂縫。

3市政工程中大體積混凝土裂縫控制技術的具體應用

3.1施工材料控制技術

市政工程中，相關工作人員需要科學有效的管控施工原材料（如表1所示），采用材料控制技術，進一步保證材料安全質量。工作人員選擇和采購水泥材料過程中，保證其凝結時間長、水化熱低，如大壩、粉煤灰等水泥材料，之后針對水泥材料類型開展水化熱試驗，做好相關信息數據的對比和研究，選出最佳的水泥材料，有效符合市政工程設計標準要求[3]。施工人員對混凝土進行施工應用的過程中可以充分發揮粗骨料的重要作用，對水泥石體積變化進行有效的抑制，增強抵抗收縮的效果，進而提升混凝土抗裂縫性能。

混凝土在輸送的過程中，施工人員需要采用相應的措施防止其早期水泥水化熱的現象，溫度升高，對混凝土質量產生不良影響。施工人員需要對混凝土的配合比進行不斷的改善，提升其抗裂縫功能。如，大體積混凝土水泥實際用量需要控制在350kg/m3之下，選擇35%摻量的外摻粉煤灰，實現摻粉煤灰和聚羧酸外加劑，對混凝土配合比進行有效優化和設計。

3.2設計控制

相關工作人員要加強大體積混凝土應用設計控制力度，科學合理的選擇結構體系，當以平面形狀結構為主的情況下，保證其剛度對稱，同時有效管控平面凹凸和長度，針對其內收、外挑實行相適應的處理，科學合理的降低結構約束，繼而有效避免由于其結構突變產生應力聚集的現象[4]。另外，工作人員設計大體積混凝土內部鋼筋保護層的過程中，通常情況下選擇厚度系數的最小值，由于其保護層厚度較大的情況下增加裂縫現象發生概率。工作人員在設計工作開展過程中，增設構造鋼筋時，需要更多注重結構交接位置、高低錯落部位的設計，避免邊緣位置出現裂縫，提高其配筋率，需要在具體位置設計暗梁，提升大體積混凝土極限拉伸。工作人員配筋設計過程中，高度重視補償配筋高度，按照細直徑密配筋特點和實際要求，合理增加構造筋，進一步增強其抗裂性能。

3.3施工技術控制

首先，大體積混凝土施工過程中受到施工技術的影響，施工人員需要綜合性考慮其結構當地地質、自然環境氣候等相關條件，可以對地基實行人工換土、夯實等相適應的加固手段，有效避免其受到建筑物不均勻沉降現象造成的大體積混凝土裂縫。施工人員有效控制大體積混凝土輸送和澆筑質量，需要做好相應的準備工作，結合市政工程的實際狀況和要求，制定合理規范的大體積混凝土輸送距離、時間等工作內容，同時加強輸送過程中溫濕度控制力度，減少其由于運輸問題出現相關參數的轉變。

然后，施工人員需要高度重視大體積混凝土的制作流程，保證配合比的合理有效性，滿足市政項目施工要求，避免其出現裂縫問題[5]。工作人員需要對混凝土正式配置之前，科學規范的在實驗室做好試配工作，經過多次試驗，確定最合適的配合比。通常情況下，混凝土制作過程中需要控制灰砂1：2的配合比，水膠比要低于0.5，砂率保持在36%，同時需要嚴格控制水泥和水的用量，進而有效增強混凝土結構的強度。

最后，施工人員在澆筑施工中，需要全面根據相應的標準和規定做好澆筑工作，按照以下流程進行施工，保證混凝土澆筑過程中呈現均勻上升的狀態，防止其拌合物堆積較大，按照從低端部分開始澆筑，沿長邊方向從一側向另一側開展。

①需要注重混凝土澆筑質量，科學合理的管控混凝土入模溫度，保證混凝土內外溫差控制在24攝氏度之內。同時，施工人員需要考慮混凝土澆筑實際情況，在夏季可以適當縮短混凝土運輸時間，同時在運送的過程中適當增加冰塊，提升混凝土使用質量和效率。②控制混凝土澆筑速度，有效縮短混凝土施工分段澆筑的長度，通常情況下，混凝土分段澆筑的長度需要保持在15米之內，同時在高溫條件下開展混凝土澆筑工作，需要將分段澆筑長度控制在10米之內，主要控制混凝土澆筑中產生裂縫現象。③結合混凝土澆筑實際面積，選擇合適的澆筑方法，當澆筑面積較大的情況下，可以采用分層澆筑、分塊澆筑的措施，能夠有效控制混凝土溫度應力，避免混凝土產生裂縫問題。另外，相關工作人員在混凝土澆筑過程中，要加強監督管理力度，同時做好操作人員專業知識和技能的教育培訓工作，保證工作人員在實際操作中嚴格按照相關流程和標準進行施工，避免人為主觀隨意性操作造成混凝土裂縫現象。

3.4冷卻水降溫技術

施工人員控制大體積混凝土裂縫過程中，可以在其內部設置冷卻水管，根據實際狀況合理設計鐵管具體尺寸。混凝土終凝之后，可以采用冷卻水循環，促進混凝土內部溫度下降，有效解決其內外部溫差大的問題，避免溫度裂縫的出現。同時，工作人員可以在混凝土內部設計相應的測溫點，預埋測溫傳感器，能夠實時管控其內部溫度轉變情況，結合動態信息數據，科學調節冷卻水流量，控制混凝土內外部溫差保持25攝氏度之內。冷卻水主要從混凝土溫度較高的位置相周邊流動，因此設計人員可以在其內部核心位置安裝進水管口，周邊位置設計出水管口，同時保證兩個管口適度的引出頂面。工作人員錯開分布不同層水管垂直進出口，同時在出水口位置設定測流量點。施工人員安裝冷卻水管過程中，需要保證支撐桁架、鋼筋骨架的牢固性，防止澆筑混凝土過程中，由于水管松動、脫落、變形等造成堵水和滲漏現象，同時做好通水試驗，確保混凝土終凝之后才能通水循環。工作人員在通水循環時，實施動態測量進出口的實際水溫，根據市政工程要求針對性調整水管流量和水溫差。

3.5調整約束條件

施工人員在厚混凝土墊層、巖石基礎上澆筑大體積混凝土過程中，防止出現豎向收縮裂縫，可以設置隔離層，通常鋪設5毫米左右的瀝青布置隔離層。當混凝土平面尺寸較大的情況下，可以采用后澆帶形式調整約束條件，通常在結構中選擇相應位置，保持20m-30m的間隔距離預留1米左右寬的后澆帶，同時嚴格控制混凝土澆筑完成之后30-40天之后處于全部封閉狀態。

3.6后期養護技術

大體積混凝土澆筑完成之后，工作人員需要即使清除混凝土上部浮漿，在模板外混凝土內挑出石子部分，在二次澆筑滿模板之后，進行復振密實、細致收面，或者使用洗凈干石子均勻的施工，將頂部漿體自動泌出。同時，施工人員進行換漿的過程中，需要嚴格按照相關要求，增加相應混凝土含量的石子，實現最佳的收面成效，石子需要保證行業能夠級配均勻，表面干凈清潔。施工人員完成混凝土澆筑工作之后，需要加強日常養護工作力度，提升混凝土養護質量和效率。大體積混凝土在雨水天氣、太陽爆曬、冷空氣突襲等自然氣候條件下，表面溫度容易出現較大轉變，出現不同程度的裂縫現象，需要工作人員加強后期養護工作力度。工作人員結合市政項目施工需求，保持每天至少2次的養護，同時每次養護時間控制在15天。施工人員對混凝土進行養護的過程中，需要嚴格管控養護溫度和濕度、時間等，保證其強度符合相關標準，同時及時做好土方回填工作，更加進一步的保證混凝土溫度和濕度，進而高效控制混凝土裂縫。工作人員對混凝土進行養護的過程中，維持混凝土表層的濕度，可以采用蓄水和濕麻袋的養護措施，減少外部高溫倒灌情況的出現，防止產生混凝土干縮裂縫，進而保證混凝土強度始終處在穩定增長的狀態。

結束語：市政工程中應用大體積混凝土裂縫控制技術過程中，需要相關工作人員全面了解和掌握其裂縫類型和形成原因，結合工程實際情況，應用針對性措施進行有效控制。工作人員在市政工程施工過程中，實施材料、設計工作和施工技術的全面控制，同時注重混凝土配合比、澆筑和養護工作開展質量，合理采用冷卻水降溫技術，提高市政工程建設質效。

參考文獻：

[1]鐘波. 市政橋梁大體積素混凝土裂縫控制技術研究[J]. 四川水力發電， 2019， 38（5）：3-3.

[2]王超. 大體積混凝土裂縫控制技術在工程中的應用對策[J]. 中國設備工程， 2019（7）：2-2.

[3]傅瑋. 大體積混凝土裂縫控制技術在工程中的應用[J]. 工程技術研究， 2021， 6（9）：2-2.

[4]黃賓， 李新新， 劉燕，等. 基于水化熱調控的大體積混凝土裂縫控制技術 在某水利工程中的應用[J]. 施工技術， 2019（15）：4-4.

[5]康學云， 徐文冰， 郭佳嘉，等. 南京長江第五大橋大體積混凝土溫度裂縫智能控制技術研究[J]. 施工技術， 2019（17）：5-5.

作者簡介：周文倩（1997-03）女，漢，大學，研究方向：市政工程，助理工程師，單位：青島市李滄市政工程建設養護有限公司，山東省青島市，266000;王志超（1988-12）男，漢，大專，市政工程，助理工程師， 青島市李滄市政工程建設養護有限公司 ?山東省青島市李滄區 26600