桥梁工程中大体积混凝土抗裂缝施工

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摘要：在桥梁工程项目施工中，若工程技术水平较低，很容易造成结构裂缝。为了有效提升大体积混凝土的抗裂缝能力，以实际桥梁工程为背景，主要从配合比设计、温度控制等方面分析了大体积混凝土的施工质量控制措施，从构造设计的角度详细探讨了针对大体积混凝土的防裂措施，并在此基础上提出可行的抗裂缝施工技术。经实践证明：该施工技术提高了桥梁的耐用性。

关键词：桥梁工程；大体积混凝土；裂缝

1工程概况

本文所探讨的工程项目为江门—广州的高速路段，该段总长为4965.46m，对应的起讫桩号范围为K27+573.240~K32+538.700。由于该段公路跨域了大量的水域，因此沿线架设了多座高架桥。在进行桥梁大体积混凝土施工时，受结构本身以及现场环境的影响极容易引发裂缝现象。

2大体积混凝土施工产生裂缝的原因

2.1水泥的水化热

对于完成浇筑作业的部分而言，会产生明显的水化热现象，并不断渗透至混凝土内部。由于结构内部的封闭性较强，因此热量难以及时散发，从而致使混凝土内部温度在短时间内迅速上升，此时混凝土便会表现出明显的收缩或膨胀现象。在混凝土浇筑初期，其散热水平相对有限，结构的强度有限，无法对温度形成有效的约束作用；伴随着施工的进行，混凝土强度持续增大，此时结构内部的约束作用越来越明显，由此形成较大的拉伸应力，以极限抗拉强度为参考，若超过该值则会引发温度裂缝现象[1]。

2.2约束条件

在混凝土内部结构中，在水泥的影响下会产生大量的热量并难以在短时间内将其发散出去。相较之下，混凝土表面的散热性明显良好，此时表面温度将会降低，混凝土内外会形成明显的温差现象。由于结构表面具有较强的约束力，混凝土在持续膨胀的过程中会形成一定强度的拉应力；参考混凝土的极限抗拉强度，若超过该值则会形成贯穿性裂缝。

2.3环境温度变化

在进行混凝土施工时，伴随着外界温度的变化，对应的混凝土冷却速度将随之改变。具体来说，若现场温度急剧上升，此时将会增加内外温差，由此形成更强的温度应力。

3大体积混凝土施工技术

3.1混凝土配比

在桥梁工程施工过程中，技术人员为了最大限度避免温缩裂缝，会做好每一环节的施工准备工作，尤其是比较注重混凝土配合比设计方案，例如一般会使用一些低热的矿渣硅酸盐水泥，该类水泥同普通的硅酸盐水泥相比，水化热更低。另外在进行粗骨料配合过程中应当选用一些级配高的碎石，并控制含泥量在1%以下。而对于细骨料则可以使用天然砂，但也应当对其含泥量进行严格控制。在进行混凝土搅拌过程中，可以适当加入一些粉煤灰等，减少混凝土中水泥使用量，使水化热温度峰值出现时间延后。整体来说，混凝土配合比设计不仅应当满足强度要求，同时还应当将单位混凝土水泥用量控制在既定的范围之内。

3.2混凝土浇筑

分层浇筑是大体积混凝土浇筑施工方式的首选，在进行浇筑施工过程中，必须依照设计厚度、长度以及宽度等完成分层浇筑施工。在浇筑过程中应当注意各层浇筑时间的衔接，保证下一层浇筑深入到前层的5cm以上，以快插慢拔的振捣方式进行振捣作业，且每一点的振捣时间应当维持在20~30s范围内，直至混凝土表面下沉不明显，无气泡冒出。

3.3混凝土后期养护

待大体积混凝土浇筑作业完成后，施工人员还应当注意其表面温度和湿度变化，以满足混凝土硬化要求。因此必须制定混凝土养护计划。通常情况下，浇筑完成12h后，养护作业就必须开始执行，例如可以通过蓄水覆盖的方法进行养护，控制表面温度和湿度在要求范围内。具体的养护作业持续时间应当结合施工具体情况来确定，原则上是不少于7d。

4大体积混凝土抗裂缝施工措施

4.1大体积混凝土配合比设计

（1）原材料选用。水化热以及混凝土温升情况均与水泥用量有关，本工程中低热矿渣硅酸盐水泥便是良好的材料，此外水泥的用量也应得到合理的控制。若工程具备泵送条件，此时可以选用粗骨料，从而缓解混凝土收缩变形现象。使用适量的掺和料，引入粉煤灰技术，此时可以显著减少对水泥的需求量并具有降低水化热的效果，混凝土的后期强度得到了充分的保障，对应的温升峰值时间明显向后推移。（2）混凝土结构。展开应力分析，寻找其中的应力集中区域，对其采取针对性措施，由此缓解应力集中现象；此外，基于提升混凝土抗裂水平的目的，应严格挑选施工材料，此处以膨胀混凝土为宜[2]。

4.2温控措施及施工现场控制

（1）温度预测分析。应对方案进行全面的分析，具体包括混凝土配比、现场气候条件以及后期养护方案等，在此基础上基于计算机仿真技术可以获得温度的实时变化情况。同时明确混凝土龄期，以此为基础可以制定出合适的温控方案，从而确保施工期间混凝土不出现温度裂缝。（2）混凝土浇筑方案。本工程中选用了延缓温差梯度的方法，在正式浇筑施工前需要制定明确的浇筑次序，并计算出准确的浇筑厚度、宽度以及长度等参数。应确保混凝土入模温度处于合理范围内，同时需要持续进行振捣，但也应控制好振捣时间，以事先制定的振捣方案为基准进行作业，不可出现随意改变移动距离以及插入深度的现象，否则将会对振捣密实度造成严重影响。施工过程中各小组需要形成高效的联络机制，高效的沟通是施工得以顺利进行的基础，同时人员之间的衔接也可以避免冷缝现象。当结束浇筑施工后，若混凝土的表面厚度偏大，此时需要使用水泥浆对其进行处理，通常来说，在浇筑结束的3~4h内需要使用长木刮尺对表面进行刮平处理，在混凝土初凝前需要使用铁滚筒对表面进行2次碾压，此后随即用木抹子进行搓平，避免表面出现龟裂。完成上述操作后，需要立即采取保温措施。（3）混凝土温度监测。无论是混凝土内部还是外部均需要设置温测点，从而实时监测保温材料以及养护环节的温度情况，监测数据需要实时传至终端以便对数据进行分析，而后根据分析结果适时优化温控方案，提升混凝土的抗裂缝性能。（4）温度应力检测。可以在部分混凝土结构中预埋高稳定性的应变计，基于此仪器可以对其内部温度应力进行实时监测，在布置过程中应讲求水平方向布置原则。（5）通水冷却。在薄壁钢管的作用下，可以埋设适量的冷却水管。应当注意的是，需要事先对冷却水管进行试水，确保管道不存在漏水以及阻塞现象。以温度监测数据为基准，合理调节冷却水管的水体流量。

4.3混凝土裂缝的处理方法

尽管采取了有效的措施，但混凝土依然不可避免地会出现一些裂缝，此时需要对其进行进一步处理，由此确保大体积混凝土能够达到使用标准，具体可采取的方式如下。（1）精选灌浆法。现行的方式主要有两种，即纯压式及循环式。若采用前者，其对设备的要求相对较低，在施工时具有明显的简便性，但浆液的流动性受到了抑制，因此容易形成沉淀；若采用后者，则可以有效避免水泥沉淀现象。（2）表面修补法。此方法被广泛运用于表面裂缝处理中，具体以涂覆法为宜，通过均匀涂抹环氧胶泥的方式可以起到面层优化作用。对于大裂缝而言，还需要进行一道水泥砂浆施工。

5结语

综上所述，在桥梁工程中，大体积混凝土施工至关重要。从力学角度考虑，它具有承上启下的作用，可以将墩柱上部的各种力引导至桩基础。但受结构自身以及施工环境的影响，大体积混凝土时常会出现裂缝，本文通过技术层面的探讨提出了可行的解决方法，从而全面提升了大体积混凝土的抗裂缝能力。

参考文献：

[1]宋振江.道路桥梁施工大体积混凝土裂缝成因及防治对策[J].交通世界，2018（1/2/3）：170-171.

[2]杜海峰.桥梁工程大体积混凝土裂缝施工控制[J].工程与建设，2010（2）：261-263.

作者:崔广 单位:中交二公局第五工程有限公司