桥梁大体积混凝土裂缝分析及施工措施

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摘 要：随着桥梁技术的突飞猛进，大体积混凝土在桥梁结构中应用的越来越多。大体积混凝土常见的质量问题就是混凝土结构产生裂缝。为了防止裂缝，我们不仅要控制大体积混凝土内部最高温度和内外温差，还要从改善结构约束条件，混凝土性能等方面进行控制。本文从设计，原材料选择和施工方面理论性总结介绍了桥梁大体积混凝土施工的质量控制。

关键词： 桥梁工程；大体积混凝土；混凝土裂缝；施工措施

中图分类号：U44 文献标识码：A

就目前来说，随着我国基础交通行业的迅速发展，一些大型、特大型公路桥粱不断涌现，大体积混凝土已经成为大型桥梁工程建设中所必须面对的问题。例如，斜拉桥中的塔墩承台和悬索桥中的锚碳等。但这里面不容忽视的问题是，由于大体积混凝土固化过程中产生较大的温度和收缩应力，会导致混凝土出现裂缝，影响结构的整体性和耐久性。因此，在公路桥梁大体积混凝土工程建设过程中，施工人员必须严格控制大体积混凝土的施工措施，采取科学的施工方法。文章结合笔者的实际工作对这方面进行论述，供同行参考。

1裂缝产生原因

笔者多年来在桥梁工程施工一线参加实践工作，在这方面有了一定的了解，现总结如下。

1.1地基基础变形。工程实践中，基础不均匀造成地面沉降的主要原因有以下几方面：地质勘察精度不够、试验资料不准：地基地质差异太大；结构荷载差异太大：结构基础类型差别太大：地面冻胀；桥梁基础处于滑坡体等等，都可能造成地基不均匀沉降。

1.2钢筋锈蚀所致。要控制这一点，这就要求我们施工时应控制混凝土的水灰比，加强振捣，保证混凝土的密实性，防止氧气侵入，同时严格控制含氯盐的外加剂用量。同时还需要注意的是沿海地区或其他存在腐蚀性强的空气、地下水地区尤其应对此加以重视。

1.3 冻胀引起导致。混凝土凝胶孔中的过冷水在微观结构中迁移和重分布引起渗透压，使混凝土中膨胀力加大，混凝土强度降低，并导致裂缝出现。尤其是混凝土初凝时受冻最严重。成龄后混凝土强度损失可达30%～50%。

1.4水泥水化热。我们知道，水泥水化过程中放出大量的热，且主要集中在浇筑后的2～5d左右，从而使混凝土内部温度升高，这样就会形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。

1.5混凝土的收缩。混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝土在不受外力的情况下的这种自发变形受到外部约束时（支承条件、钢筋等），将在混凝土中产生拉应力，使得混凝土开裂。

1.6 突然降温引起。根据桥梁工程施工的特殊环境，如果在施工中突降大雨、冷空气侵袭、日落等均可能导致结构外表面温度突然下降，但因内部温度变化相对缓慢而产生温度梯度。

2.施工措施

2.1工程介绍。某地区市政桥梁为单塔双索面钢箱梁斜拉桥，跨径为705 m ，门型主塔，主塔承台哑铃形尺寸为2 ×（19 m ×19 m ×6 m） + （31 m×8 m ×6 m） ，C30 混凝计5 820 m3 ，混凝土数量和结构体积均较大，如何防止承台混凝土开裂成为本分部工程的重点，为此对大体积混凝土裂缝成因进行了分析，施工中采取了一些针对性的措施，最后成功完成了该承台工程的施工。

2.2材料选用。根据上面工程的实际情况，我们分析可得知：在原材料的选用方面上，我们根据相关专用技术规范的要求，参考有关资料、向专家咨询、对该地区各种原材料的产量等，初步确定了采用的原材料。

2.3大体积混凝土温度和温度应力控制。根据工程设计要求，我们对基础底板混凝土进行温度检测。一般在混凝土浇筑后3d左右产生，以后趋于稳定不在升温，并且开始逐步降温。规范规定，对大体积混凝土养护，应根据气候条件采取控温措施，将温差控制在设计要求的范围内；当设计无具体，要求时，温差不宜超过25度。

2.4粗细骨料选择。在这方面细骨料应选用细度模数在2.7～3.1之间的含泥量低的中粗砂，选择合理的砂率；砂率过大，细骨料多，粗骨料少，增加了收缩，对抗裂不利，砂率宜为0.33。

2.5水泥品种的选择。优先采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等，而不要采用早强型水泥。

2.6混凝土运输和浇筑。

混凝土入模坍落度应根据规范要求、泵送和施工工序时间安排综合确定。对于预拌混凝土，泵送前必须在罐车内高速搅拌，以保证混凝土的均匀性。大体积混凝土施工前，必须正确评估运送量及浇捣速度，准确计算混凝土输出量，以保证混凝土浇注的合理衔接时间，特别是分层浇注应注意两层衔接必须在混凝土初凝前完成。分层浇注还应注意在上层混凝土振捣时，应将振动棒插入下层混凝土表面之下，以消除分层界面。浇捣时，按规范控制混凝土自由倾落，以保证混凝土不致因高空抛落被钢筋分散。振捣时，振动棒应快插慢拔，按顺序进行，不应遗漏或根据振捣棒作用半径经实际操作验证确定。特殊情况下使用钢模时，必须用聚苯板将钢模外表面填充覆盖严密，并采取有效的防风措施。

2.7施工现场温控监测。在施工中，除应进行水泥水化热的测定外，在混凝土浇筑过程中还应进行混凝土温度的监测，在养护过程中应进行混凝土浇筑块体升降温、内外温差等监测。监测的规模可根据所施工工程的重要性和施工经验确定，测温的方法可采用先进的测温方法，如有经验也可采用简易测温方法。

2.8养护方法。对于大体积混凝土，一般采用通水冷却、蓄水养生、保温养护等措施。采用表面全保温养护法，即利用保温材料提高新浇筑的混凝土表面和四周温度，减少混凝土的内外温差，这是一种比较简便有效的温度控制方法。

结语

经过上述桥梁大体积混凝土的裂缝分析及施工措施的探讨，我们得知大体积混凝土结构的施工技术和施工组织都比较复杂，施工时应十分慎重，否则会造成结构永久缺陷。组织大体积混凝土结构施工，在模板、钢筋和混凝土工程方面有许多技术问题需逐个解决。就上面的案例来说，承台混凝土的质量得到了保证，使混凝土套箱的裂缝得到了有效的控制，效果十分理想。采用混凝土套箱施工的承台，浇筑一步结构混凝土施工后，无裂缝出现，浇注二步结构混凝土后，只有少数承台，在套箱外侧表面顶部以下有少量长度10cm～30cm，宽度不大于0.1mm的竖向裂缝，属于无害裂缝范畴。采用钢套箱工艺施工的37个承台结构混凝土一次浇注成型，一次浇注量达380m3，均无裂缝产生。

参考文献

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