徐金华

摘 要：本文根据大体积承台砼项目施工中出现的问题及采取的措施，论述了大体积砼结构产生裂缝的原因，提出了大体积砼结构裂缝主要是由于水泥水化热引起的砼结构物内外温差从而产生应力作用，并结合工程实际情况采取积极措施，对类似大体积结构物施工有一定的借鉴意义。

关键词：承台；裂缝；原因分析；施工控制

中图分类号： U616+2 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）21-96-31 工程概况

校场路桥桥型布置为：航道西侧引桥为7×20m简支空心板、桥面连续；航道东侧引桥为2×20m+2×16m+4×20m简支空心板、桥面连续；主桥为三跨40m+70m+40m V型刚构预应力砼变截面连续箱梁，桥梁全长443.04m。主桥跨越东宗线航道（航道等级为Ⅱ级），主墩8#、9#墩由2块斜板组成V型墩，墩上端与主桥箱梁固结，下端与基础承台固结，承台左右幅连成整体，长26m，宽3.2m，高3m，下设6根直径180cm的钻孔灌注桩，承台采用C55砼。

现场地势较平坦，现为道路、农田、旱地、河浜、塘等，场地表面普遍覆盖一层松散的素填土层，该场地位于长江三角洲杭州湾北部，地貌上属杭嘉湖冲积平原，属第四系全新统海陆交互沉积带。在素填土的上层因航道标段先前施工，又重新被覆盖了一层松散的粘土，厚度在40～80cm不等。该场地地下水埋藏总体较浅，实测钻孔中稳定地下水位的埋深为1.7～2.2m，该地下水性属潜水类型，主要以大气降水与地表水补给为主，并与河道水位形成动态平衡，在不同季节及气候条件下水位略具变化，地下水年变化幅度在0.5～1.0米左右。场地上部地基土层中主要由素填土、粘性土及淤泥质粘土组成，为弱透水性地层。

2 施工及监测情况

本桥8#、9#主墩于5月底完成桩基施工，并通过桩基检测均为Ⅰ类桩，8#墩承台于7月26日进行浇筑，砼浇筑施工完成后，6天时间内一直进行24h冷却管通水，8月4日拆模，5日在西北侧V肢下方承台侧面发现有竖向裂纹，针对该情况及时上报监理、设计、指挥部，进行跟踪测量观测，同时针对裂缝问题，于8月10日请专业检测单位对裂缝进行鉴定检测。

根据检测数据，会同设计、监理、指挥部对裂缝产生的原因进行分析，并提出处理意见，形成采取控制措施，优化承台施工技术方案。于8月15日对9#墩承台采用优化后技术方案进行了施工控制，通过再增设一层冷却水管（由“？奂”型→“己”型），浇筑完成后通水时间加长，并采用冰塊降低进水温度，以尽可能减小承台内外温差；严格控制砼坍落度，浇筑砼时承台上部多开下料口，保证砼入模质量；浇筑完成后在构件表面覆盖养护毛毡进行表面保温等一系列措施，8月底拆模后承台总体情况良好。

3 承台裂缝理论分析及控制措施

混凝土构件在施工过程中，由于水泥的水化作用和拌合水蒸发产生内部失水收缩变形，结构内部释放热量，从而产生结构物表面伸缩裂缝。砼构件的收缩量主要取决于水泥品种、用量和水灰比，以及构件的结构尺寸、内部配筋等。

根据现场检测、调查、分析，及检测单位提供检测数据，分析产生的主要原因为：

①由于V肢预埋钢筋及钢绞线数量较多，对承台侧面钢筋承压较大，致使承台内箍筋受压，向承台内侧有挠度弯曲，造成钢筋保护层偏大，设计保护层3.3cm，而裂缝处实际保护层达5.7cm；

②由于砼下料时是从承台中间顶部进料（距侧面1.5m），且砼坍落度比较低，承台侧面砼经过振动棒振捣后，侧面钢筋保护层粗骨料偏少，水泥浆偏厚；

③裂缝所处位置正好是桩基外沿和V肢预埋钢筋部位，承受上下两个力的约束，此处属于受力薄弱区；

④在8#墩承台内部只设置了“？奂”型冷却管，使得承台砼内、外部温差偏大，水热化影响明显。最后，经各方认真讨论分析，判断该裂缝属于大体积砼收缩、徐变产生的伸缩裂缝，不是主体受力裂缝，对主体质量影响不大。

大体积砼裂缝的产生，主要是由于水泥水化热引起的内外温差从而产生应力作用。为了减少水泥水化热对砼的影响，在吸取8#承台经验教训的基础上，在9#承台内加设冷却管（图一），施工时预埋循环冷却镀锌自来水管，并在适当的位置布置测温孔。冷却管采用Φ25镀锌自来水管，在承台中部设置一层，距承台底1.3m，横向成“己”字型布置间距1.0m，温度测点布置3处，承台中间设置1处，左右幅中间各设置1处，测温仪精度为0.5级，砼温度峰值出现前每3h观测一次，峰值出现后每6h观测一次，做好记录。

砼浇注完成达到终凝后，进行承台顶面覆盖，保湿养护，养护时间不小于7d。冷却管水循环自砼开始浇筑时开始，保持水循环。在承台内外温差相差较大时，如8月18日中午出现内部温度明显增加时，采用冰块降低进水温度及加快冷却水流速，增大承台内部热量的散发，降低承台内外温差；在持续通水冷却7天后，8月23日承台内部温度降低为41℃，同外界常温35℃基本达到内外温差平衡，冷却管降温达到预期目的，8月25日开始拆模（见测温记录表）。8月底模板拆除后，承台表面外观满足施工规范要求，无明显应力裂缝，最后在冷却管中压入同强度掺微膨胀剂的水泥浆。

4 大体积砼施工注意以下几方面控制

4.1 材料控制

①水泥：在大体积砼施工中，因普通水泥水化热较高，在砼内部温升较大，与砼表面产生较大的温度差，容易使构件受内外应力影响引起温度裂缝，因此采用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥，标号P.S425，并通过掺加适量的外加剂改善砼的性能，提高砼的抗渗能力。

②粗细骨料：选用级配良好粒径5-31.5mm、含泥量不大于1%的碎石，并选用平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5%的中粗砂，用以拌制和易性良好、抗压强度较高的砼，同时适当减少用水量及水泥用量，使水泥水化热减少、降低砼内部温升，以减少应力收缩。

③粉煤灰：该承台采用的泵送砼浇筑，为改善砼和易性掺加适量的粉煤灰。按照施工规范要求和施工配合比试验，每立方米砼掺加不超过15%粉煤灰量，对水化热、改善砼和易性有利。

4.2 控制拌合温度

对砼拌合温度影响最大的是骨料和水的温度，由于施工期间属夏季，对砂、石料堆场设置遮阳棚，拌合用水采用自来水。

4.3 降低砼入模温度

砼拌制完成后，尽量缩短砼运输时间，同时在砼中根据审批配合比掺入适量缓凝剂，浇筑过程中采取薄层浇灌，以加快浇注期间热量的散发，并在泵车水平输送管上覆盖草袋及喷淋冷水。

4.4 砼的施工

选择合理浇筑方案，浇筑时采用“斜面分层、薄层浇筑、连续推进、一次到顶”的方案。在施工中注意提高施工质量，增强砼抗裂性能，根据浇筑面积确定搅拌、运输、振捣能力，保证连续均匀，避免出现过多施工缝和薄弱层面，浇筑时沿横桥向从一端向另一端斜坡分层向前浇筑，均匀下料，自下而上使砼捣固密实，保证砼的整体性和强度，提高抗裂强度，并在砼初凝前和砼预沉后，采取二次抹面压实措施。

4.5 砼的养护

根据施工经验，大体积砼内外温差控制在25℃以内，可有效避免砼构件出现温度收缩裂缝，为此采取了以下措施：

①尽快排出砼内部热量，降低砼内部温度。在砼浇筑开始后不间断换冷水循环散热，直至砼内外温差降至25℃以下，最后待砼達到养护期后，用高标号水泥浆将冷却管灌浆封孔。

②在承台砼表面采取保温措施，承台四周采用砼侧模作外模保温，同时在砼顶面采取覆盖草袋或养护毛毡，控制砼内外温差及表面与空气温差，做好早期养护，提高早期强度和抗裂性，避免出现深层裂纹和减少表面裂纹。

5 结束语

大体积砼构件在现阶段工程建设中有较大应用，且多为受力主件，对单位工程能否顺利安全施工影响巨大。为此，采取有利措施、优化施工技术方案，控制因水化热引起的应力裂缝，对保证大体积砼结构的优质、安全、按期交付下一道工序起到至关重要的作用，本工程的应用也对类似工程起到借鉴意义。

参 考 文 献

[1] 刘吉士，张俊义，陈玉军.桥梁施工百问[M].北京：人民交通出版社，2004.

[2] 潘立.关于砼结构裂缝问题的思考[J].工业建筑，

2000，30（5）.