道路橋梁施工大體積混凝土裂縫成因及防治對(duì)策

李雍 貴州路橋集團(tuán)有限公司第三分公司

當(dāng)前我國(guó)的道路橋梁工程總里程已占據(jù)全球第一，并能成功克服各類復(fù)雜地形地質(zhì)條件的束縛，道路橋梁工程在全國(guó)范圍內(nèi)得到了廣泛的建設(shè)運(yùn)用。然而，在道路橋梁大量建設(shè)與使用的同時(shí)，各類工程問(wèn)題及難題的出現(xiàn)在所難免。道路橋梁普遍存在滲漏水、開(kāi)裂和圍巖破損等損壞現(xiàn)象。其中，道路橋梁裂縫病害是影響道路橋梁工程安全的關(guān)鍵。

一、大體積混凝土裂縫控制的重要性

大體積混凝土施工過(guò)程，由于各種因素產(chǎn)生的溫度在混凝土內(nèi)部不斷累積而又難以快速消散時(shí)，常常引起混凝土內(nèi)部應(yīng)力集中，從而形成溫度裂縫。在混凝土中摻入纖維材料等可以一定程度的減少裂縫的產(chǎn)生，但在生產(chǎn)過(guò)程中更應(yīng)該從工藝上進(jìn)行優(yōu)化，保證混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)用。有效地控制混凝土內(nèi)部溫度的發(fā)展，減小混凝土內(nèi)外的溫差，可以低成本而又有效的抑制混凝土的開(kāi)裂，從而大幅的提高混凝土的抗裂性和耐久性，這對(duì)于工程安全性及工程效益都顯得尤為重要。同時(shí)做好監(jiān)測(cè)工作，及時(shí)解決大體積混凝土溫度變化帶來(lái)的影響，確保混凝土能充分發(fā)揮其性能。

二、道路橋梁施工大體積混凝土裂縫成因分析

（一）外界氣溫變化

溫度應(yīng)力是由溫差引起的變形造成的，溫差越大，溫度應(yīng)力就越大。大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工期間，外界氣溫的變換情況對(duì)大體積混凝土的裂縫產(chǎn)生有重要的影響。如果工程作業(yè)的環(huán)境氣溫較高，這樣在混凝土澆筑時(shí)的入模溫度就高，某些地區(qū)在施工過(guò)程中氣溫會(huì)出現(xiàn)急劇變化，氣溫下降過(guò)快會(huì)增加混凝土的降溫幅度，如果氣溫驟降就會(huì)使內(nèi)外部溫度梯度有所提高，從而產(chǎn)生應(yīng)力，如果不及時(shí)處理就會(huì)聚集，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫問(wèn)題及施工部位的開(kāi)裂。

（二）水泥水化熱

眾所周知，無(wú)論選擇何種類型的水泥，在水化過(guò)程中均要釋放出或多或少的熱量，水化熱尤為突出的莫過(guò)于硅酸鹽水泥。對(duì)于大體積混凝土構(gòu)件來(lái)說(shuō)，其本身幾何尺寸較大，表面系數(shù)較小，內(nèi)部因水泥水化熱產(chǎn)生的水化熱根本無(wú)法及時(shí)散失，內(nèi)部溫度最高時(shí)間往往在混凝土澆筑完成后的3～5d，產(chǎn)生的熱量跟水泥的用量和水泥品種有著直接的關(guān)系。當(dāng)內(nèi)部出現(xiàn)最高溫度時(shí)，極容易出現(xiàn)里表溫差較大，混凝土表面產(chǎn)生拉應(yīng)力導(dǎo)致開(kāi)裂。

（三）塑性收縮

裂縫通常發(fā)生在干燥的夏季，炎熱或多風(fēng)，裂縫的形狀和大小不固定，中間位置一般較寬，兩側(cè)相對(duì)較長(zhǎng)，最大長(zhǎng)度可達(dá)2-3m，最小可達(dá)到20cm。一般前的具體設(shè)置會(huì)由于一般前表面的快速失水而導(dǎo)致一定量的收縮現(xiàn)象。此時(shí)，水浸現(xiàn)象已不能滿足具體要求。如果不采取措施，加適量的水，就會(huì)出現(xiàn)裂縫。整個(gè)結(jié)構(gòu)溫度較高，水泥活性或水灰比低，一旦發(fā)生混凝土開(kāi)裂。

三、道路橋梁施工大體積混凝土裂縫控制措施

（一）原材料控制

第一，水泥。應(yīng)根據(jù)大體積混凝土的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)合理的配合比，在保證混凝土強(qiáng)度的前提下，盡量先用水化熱小及收縮小的水泥。目前，在大體積混凝土中，使用較多的是礦渣硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥。除了水泥品種，水泥用量也比較關(guān)鍵。眾所周知，混凝土強(qiáng)度隨著水泥用量的增加而增加，但水泥用量過(guò)多會(huì)出現(xiàn)水化熱較大的問(wèn)題，應(yīng)盡可能地減少水泥用量，有效控制水化熱，減少裂縫的產(chǎn)生。第二，外加劑。在保證混凝土強(qiáng)度的前提下，混凝土中可加入適量的緩凝劑、膨脹劑等，通過(guò)適當(dāng)延長(zhǎng)終凝時(shí)間及補(bǔ)償混凝土收縮來(lái)控制裂縫的產(chǎn)生。第三，外摻料。在混凝土拌制過(guò)程中，可適量摻入粉煤灰，通過(guò)改善混凝土的和易性和降低水化熱來(lái)控制裂縫的產(chǎn)生。第四，配合比。配合比設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量減少混凝土的用水量，減少水化作用。骨料選用中粗砂和大粒徑、級(jí)配良好的石子，通過(guò)合理的配合比來(lái)有效控制裂縫的產(chǎn)生。

（二）控制施工進(jìn)度

溫度變化對(duì)大體積混凝土施工進(jìn)度的影響非常明顯。分步澆筑應(yīng)注意分層間隔。當(dāng)定點(diǎn)溫度下降時(shí)，選擇合適的時(shí)間讓頂層混凝土等底面，即最高溫度上升后再去底層。最后，底部混凝土的恢復(fù)度不超過(guò)原最大溫升。二次澆鑄可分為幾層，每層間隔時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。如果混凝土沒(méi)有完全調(diào)整，如果要進(jìn)行下一個(gè)施工步驟，則必須在混凝土凝固之前完成澆筑。

（三）溫度把控技術(shù)

在溫度把控過(guò)程中，需要能夠?qū)ζ浯篌w積混凝土溫度實(shí)時(shí)測(cè)量，這也是在路橋工程大體積混凝土施工過(guò)程中，非常重要的技術(shù)管理內(nèi)容。在施工應(yīng)用溫測(cè)技術(shù)過(guò)程中，應(yīng)該按照不同的層次來(lái)測(cè)量溫度，深入了解大體積混凝土的溫度情況，可以利用電阻溫度計(jì)來(lái)獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)，并且通過(guò)分布測(cè)量方法，來(lái)明確測(cè)量溫度的具體位置，將其標(biāo)記好。之后，在對(duì)整體溫度進(jìn)行測(cè)量，以此來(lái)保證實(shí)測(cè)溫度能夠滿足市政路橋工程大體積混凝土在施工過(guò)程中的溫度標(biāo)準(zhǔn)。

（四）提升澆筑施工質(zhì)量

首先，在澆筑之前，需要按照工程的實(shí)際目的和要求，對(duì)大體積混凝土澆筑現(xiàn)場(chǎng)的基本情況進(jìn)行考慮，制定出科學(xué)合理的施工方案，以此保證澆筑的起點(diǎn)、澆筑的厚度都能夠符合相關(guān)要求，為后續(xù)工程順利開(kāi)展提供基礎(chǔ)支持。其次，在混凝土正式入模之前，為了保證能夠提升澆筑施工的實(shí)際效果，需要完善相關(guān)的測(cè)量工作，保證溫度處于合理的范圍內(nèi)，塌落度可以滿足實(shí)際要求，含氣量在合格的范圍內(nèi)，綜合性能比較良好。只有這些指標(biāo)全部合格，才能夠開(kāi)展實(shí)際施工。此外，需要重視澆筑時(shí)自由落體的實(shí)際傾落高度，一般需要控制在2 米之內(nèi)。當(dāng)高度大于2 米時(shí)，為了保證澆筑工作能夠順利開(kāi)展，可以使用一些工具輔助澆筑，如滑槽、串筒或者是漏斗等輔助施工。最后，需要完善混凝土的振搗相關(guān)工作，保證密實(shí)并且到位，提升混凝土的實(shí)際密實(shí)程度，防止裂縫出現(xiàn)。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，大體積混凝土施工是道路建設(shè)的重要組成部分。因此，為了提高道路橋梁大體積混凝土的施工質(zhì)量，有必要在道路橋梁施工中有效地防止大體積混凝土的開(kāi)裂，并加以控制，做好全過(guò)程質(zhì)量監(jiān)督管理，降低由于溫度、澆筑工藝等方面造成的裂縫問(wèn)題。