薛金鹏

摘 要：在桥梁工程质量事故中，混凝土产生裂缝的现象经常发生。特别是大体积混凝土施工过程中产生的裂缝。混凝土裂缝轻则影响外观，严重可能会结构耐久性产生危害，甚至破坏整体和稳定性。大体积混凝土施工作为大型桥梁承台不可缺少的工序之一经常会出现裂缝现象。混凝土裂缝虽然无法根除，但技术人员采取有效的控制和预防措施，会大大减少裂缝产生的可能。本文围绕实际工程案例，对桥梁大体积混凝土裂缝的原因，大体积混凝土裂缝主要控制与防止措施展开详细分析，为实现加固桥梁整体质量目标奠定坚实的基础。

关键词：桥梁;大体积;混凝土裂缝;控制;防止

引言：

大体积混凝土概念：混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土，称之为大体积混凝土。桥梁施工中桥墩，桥台，承台等经常会遇到大体积混凝土。本人在京台公路（北京段）工程第二标段承台施工方案，本标段桥梁桥墩承台均为4桩承台，外形尺寸均为5.5*5.5*2.1m，承台总数275座，为大体积混凝土施工。施工中大体积混凝土会出现表面裂缝（仅影响外观），深层裂缝（对结构耐久性产生危害），最后贯穿裂缝（可能破坏整体和稳定性，危害较为严重）。以下为本工程遇到的大体积混凝土问题和实施解决方案对大体积混凝土裂缝问题进行控制和预防。

一、分析大体积混凝土产生裂缝的原因

1.水泥水化热影响

混凝土表面与内部温差过大时，会产生温度变形和应力。温差越大，应力越大，当温度应力超过混凝土内外约束力时，就会产生裂缝。

2.内外约束条件影响

混凝土早期温度上升时形成压应力，温度下降时产生拉应力。如果拉应力超过混凝土抗拉强度，会产生裂缝。

外界气温变化影响

混凝土内部由绝热、浇热、散热温度叠加。当外界气温骤降，超过一定温差，混凝土会产生裂缝。

混凝土收縮

混凝土表面干燥收缩快，中心干燥收缩慢。表面干缩受到中心部位混凝土约束。产生裂缝。

二、大体积混凝土裂缝主要控制预防措施

（一）优化混凝土配合比

优化混凝土配合比可以在以下几个方面控制：

（1）水泥采用低水化热水泥：本标段桥梁桥墩承台均为4桩承台，外形尺寸均为5.5*5.5*2.1m，承台混凝土标号均为C35混凝土;桥台下承台尺寸为5.5*2.2*1.6m+系梁连接，混凝土标号为C30混凝土。

（2）混凝土坍落度控制在100mm-140mm。

（3）严格控制骨料级配和含泥量。天气太热时有条件可以冷水搅拌。

（4）根据需要可以适量掺缓凝、减水等外加剂。外加剂根据需要，掺加前可试拌试掺。掺加量根据试验效果确定。可延长混凝土凝结时间。

（二）大体积混凝土的浇筑

京台高速公路（北京段）工程第二标段本标段设计起点K2+998.013，设计终点K6+400，全长3.4km。本标段桥梁桥墩承台均为4桩承台，外形尺寸均为5.5*5.5*2.1m，桥台下承台尺寸为5.5*2.2*1.6m+系梁连接，属于大体积混凝土施工范畴，主要是因为大体积混凝土容易出现裂缝这一特点在桥梁承台和下承台系梁结构中出现。对于大体积混凝土结构出现的裂缝现象而言，可以从以下几个方面入手。

第一，在进行混凝土材料制作的过程中，必须严格按照相关规范标准进行，保证各种材料的配置比例能够满足桥梁使用安全标准的要求。当施工环境具有较高温度时，降低混凝土在运输过程中吸收的热量，将混凝土原材料周围温度有效降低，能够在一定程度上保证混凝土材料的质量。

第二，在对竖向结构进行混凝土浇筑的过程中需要注意，当浇筑结构的高度超过两米时，应该利用溜槽、导管、串通等措施进行辅助。

第三，在进行混凝土浇注之前，相关工作人员应该在桥梁承台结构中加设多个测温点，为后续进行混凝土结构保温保养以及降温保养工作时提供方便。采用厚度大于3毫米的φ20mmPVC管作为测温点，并将φ20mmPVC管底部用胶带进行密封。结合桥梁施工项目具体情况，一般在桥梁横向位置墩柱预埋竖筋外侧50厘米左右的位置进行测温点布置，在每处承台对应位置分别设置一个测温点。

第四，在进行混凝土浇筑的过程中，应该选择分段浇筑方式，在此基础上，结合具体位置钢筋具有的疏密程度以及结构特点进行混凝土浇筑高度的判定。一般情况下，混凝土分层浇筑的高度约为插入式振动器发挥作用部分长度的1.25倍左右，最高高度不得超过30厘米。

第五，在施工过程中采用全面分层浇筑方法：在第一层全面浇筑完毕后再浇筑第二层，浇筑第二层时第一层还未初凝。以此类推，直至完工为止。分层每层厚度为1.5-2m。

第六，在浇筑混凝土的过程中必须保证浇筑工作连续进行，如实际情况比较特殊无法连续浇筑时，应该将间隔时间尽可能缩短，保证下层混凝土在凝结之前完成上层混凝土的浇筑。在对混凝土凝固时间间隔进行判定时，应该以混凝土具有的初凝条件以及混凝土中水泥的型号作为依据，本工程一般时间不超过两小时。如间隔时间超过两小时以上，应该将其归纳到裂缝范围内进行处理。

（三）大体积混凝土的养护

大体积混凝土养护的关键是控制混凝土内外温差，在满足强度增长的同时，还要对温度和湿度进行控制，防止温度变形引起开裂。本工程主要采取了以下几项措施。

第一，当混凝土浇筑工作结束之后，必须在12小时之内对混凝土表面进行覆盖施工，并对表面进行浇水养护，直到混凝土具有的强度达到1.2MPa以上，才可在混凝土表面进行振动施工或踩踏。桥梁承台混凝土模板具有的强度必须超过2.5MPa以上，并且保证混凝土表面以及各个棱角不会受到拆模施工的破坏时，才能将覆盖在表面的保护膜拆除[1]。

第二，在混凝土结构的表面加设草席进行覆盖，使混凝土表面具有一定的温度和湿度。这样不仅可以保证混凝土结构不会在湿度较低以及温度较低的情况下出现干缩或冷缩的现象，而且还能使水泥的水化作用顺利开展，从而使桥梁具有较高的强度性能和抗裂性能。施工单位应该派遣专业人员对混凝土表面具有的温度进行时随时测量，保证混凝土结构表面温度与中心温度之间的差异始终保持在25摄氏度左右，大气温度与混凝土表面温度之间的差异始终保持在20摄氏度左右[2]。

第三，采用内部降温法来降低混凝土内外温差。提前在混凝土内部预埋水管，通入冷水，降低内部温度。在混凝土刚浇筑时就开始。可以有效预防和控制开裂。

结束语：

通过上文结合京台公路（北京段）工程第二标段承台实际工程，围绕桥梁大体积混凝土裂缝原因分析、控制与防止有效措施，展开的详细分析和系统性研究，我们能够更加明确的了解，对于桥梁大体积混凝土裂缝而言，导致这一现象产生的原因众多，并且由于工程实际情况的不同，产生裂缝的原因也存在较大差异，因此在对桥梁大体积混凝土进行施工时，要重点对混凝土的配合比、浇筑以及后期养护给予足够重视。从混凝土原材料要求和配合比设计， 拌合、运输、分层浇筑、温度控制和养护等方面，应编制科学合理的施工方案。从而使桥梁大体积混凝土出现地裂缝程度控制在一定范围内。最终，为我国城市化发展水平的提高以及桥梁施工能力的提升提供积极帮助。

参考文献：

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社，2019（06）：141-143.

[2]龚召熊.水工混凝土的温控与防裂[M].北京：中国水利水电出版社，2019（13）：75-77.

[3]张.桥梁大体积混凝土温度控制与防裂[J].长安大学学报（自然科学版），2019（3）：40-41.