淺談市政工程橋梁大體積混凝土施工裂縫的防治

盧旭剛

[摘 要]橋梁大體積混凝土施工時，如采取控制溫度措施不當(dāng)，容易產(chǎn)生裂縫。本文結(jié)合工程實例，市政工程橋梁大體積混凝土施工裂縫的防治談一些看法。

[關(guān)鍵詞]市政工程 橋梁 大體積 混凝土 施工裂縫 防治

中圖分類號：T778 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）11-0170-01

隨著各地市政工程的投入也逐漸加大，各類橋梁在市政工程的應(yīng)用日益廣泛，大體積混凝土在橋梁結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用越來越多。在橋梁施工中，大體混凝土除了最小斷面和內(nèi)外溫度有一定的規(guī)定外，對平面尺寸也有一定限制。因為平面尺寸過大，約束作用所產(chǎn)生的溫度力也愈大，如采取控制溫度措施不當(dāng)，溫度應(yīng)力超過混凝土所能承受的拉力極限值時，則易產(chǎn)生裂縫。本文結(jié)合工程實例，對市政工程橋梁大體積混凝土施工裂縫的防治談一些看法。

一、工程概況

某市政工程橋梁下部結(jié)構(gòu)為樁基、承臺、墩臺、蓋梁等形式，橋梁主墩采用花瓶型墻式墩身，墩底斷面為矩形倒圓角，構(gòu)造尺寸為下寬15.2m、上寬17.31m（橫）3m（順）5.474m（高）。承臺采用為20.6m（橫）8.6m（順）3.5m（厚）矩形承臺。承臺采用混凝土強度等級C30，承臺和墩身混凝土結(jié)構(gòu)物實體最小尺寸均不小于1m，為大體積混凝土。大體積混凝土的施工技術(shù)要求比較高，特別在施工中要防止混凝土因水泥水化熱引起的溫度差產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫。橋梁大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因是由于收縮變形受到限制，在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強度，混凝土就不裂，因此，冷縮、干縮，限制條件是裂縫產(chǎn)生的主要因素。本工程需要從材料選擇上、技術(shù)措施等有關(guān)環(huán)節(jié)做好充分的準(zhǔn)備工作，才能保證基礎(chǔ)底板大體積混凝土順利施工。

二、橋梁大體積裂縫的防治措施

1、材料選擇

（1）水泥：考慮普通水泥水化熱較高，特別是應(yīng)用到大體積混凝土中，大量水泥水化熱不易散發(fā)，在混凝土內(nèi)部溫度過高，與混凝土表面產(chǎn)生較大的溫度差，便混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)表面拉應(yīng)力超過早期混凝土抗拉強度時就會產(chǎn)生溫度裂縫，因此確定采用水化熱比較低的旋窯硅酸鹽水泥，標(biāo)號為42.5#，通過摻加合適的外加劑可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗?jié)B能力。

（2）粗骨料：采用碎石，粒徑5-25mm，含泥量不大于1%。選用粒徑較大、級配良好的石子配制的混凝土，和易性較好，抗壓強度較高，同時可以減少用水量及水泥用量，從而使水泥水化熱減少，降低混凝土溫升。

（3）細骨料：采用中砂，平均粒徑大于0.5mm，含泥量不大于5%。選用平均粒徑較大的中、粗砂拌制的混凝土比采用細砂拌制的混凝土可減少用水量10%左右，同時相應(yīng)減少水泥用量，使水泥水化熱減少，降低混凝土溫升，并可減少混凝土收縮。

（4）粉煤灰：為了改善混凝土的和易性，考慮摻加適量的粉煤灰。按照規(guī)范要求，采用礦渣硅酸鹽水泥拌制大體積粉煤灰混凝土?xí)r，其粉煤灰取代水泥的最大限量為25%。粉煤灰對水化熱、改善混凝土和易性有利，但摻加粉煤灰的混凝土早期極限抗拉值均有所降低，對混凝土抗?jié)B抗裂不利，因此粉煤灰的摻量控制在10以內(nèi)，采用外摻法，即不減少配合比中的水泥用量。按配合比要求計算出每立方米混凝土所摻加粉煤灰量。

（5）外加劑：WS-II型高效減水劑。

2、混凝土配合比

（1）混凝土采用攪拌站供應(yīng)的商品混凝土，因此要求混凝土攪拌站根據(jù)現(xiàn)場提出的技術(shù)要求，提前做好混凝土試配。

（2）混凝土配合比應(yīng)提高試配確定。按照國家現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗收規(guī)范》、《普通混凝土配合比設(shè)計規(guī)程》及《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中的有關(guān)技術(shù)要求進行設(shè)計。

（3）粉煤灰采用外摻法時僅在砂料中扣除同體積的砂量。另外應(yīng)考慮到水泥的供應(yīng)情況，以滿足施工的要求。

3、混凝土澆筑

（1）本大體積混凝土澆筑時采用整體分層連續(xù)澆注施工，一次成型，分層厚度高度控制在30cm，分層間隔灌注時間不得超過試驗所確定的混凝土初凝時間，以防出現(xiàn)施工冷縫。

（2）混凝土澆筑順序采取橫橋方向按1：4的坡度順橋向斷面攤鋪，待30cm厚的薄層混凝土全斷面布料完畢，再重復(fù)順沿橫橋方向澆注混凝土。澆筑順序由一端往另一端進行，混凝土應(yīng)連續(xù)澆筑。

（3）混凝土振搗采用50mm和30mm插入式振搗器，振搗深度對于大面積分層澆注混凝土，如果下層混凝土已進入初凝或即將初凝，則振搗棒振搗時不宜插入下層，以達下層表面為宜，如下層混凝土未達初凝可插入下層5cm，保證下層在初凝前再進行一次振搗，使混凝土具有良好的密實度，防止漏振，也不能過振，確保質(zhì)量良好。

（4）由于混凝土坍落度比較大，會在表面鋼筋下部產(chǎn)生水分，或在表層鋼筋上部的混凝土產(chǎn)生細小裂縫。為了防止出現(xiàn)這種裂縫，在混凝土初凝前和混凝土預(yù)沉后采取二次抹面壓實措施。

4、混凝土養(yǎng)護

（1）應(yīng)專人負責(zé)保溫養(yǎng)護工作，并應(yīng)按本規(guī)范的有關(guān)規(guī)定操作，同時應(yīng)做好測試記錄。

（2）在混凝土澆筑初凝前，應(yīng)立即進行噴霧初期養(yǎng)護工作，初期養(yǎng)護備齊噴霧器6個；初凝后覆蓋保溫，先在混凝土表面覆蓋一層薄膜，然后在上面用塑料薄膜、棉氈覆蓋，澆水養(yǎng)護。

（3）新澆筑的混凝土水化速度比較快，蓋上塑料薄膜后可進行保溫保養(yǎng)，防止混凝土表面因脫水而產(chǎn)生干縮裂縫，同時可避免棉氈因吸水受潮而降低保溫性能。

（4）墩柱鋼筋預(yù)埋部位是保溫的難點，要特別注意蓋嚴，防止造成溫差較大。

（5）保溫覆蓋層的拆除應(yīng)分層逐步進行，當(dāng)混凝土的表面溫度與環(huán)境最大溫差小于20℃時，可全部拆除。大體積混凝土拆模后，地下結(jié)構(gòu)應(yīng)及時回填土；地上結(jié)構(gòu)應(yīng)盡早進行裝飾，不宜長期暴露在自然環(huán)境中。

（6）混凝土保濕養(yǎng)護的持續(xù)時間不少于14天，并應(yīng)經(jīng)常檢查塑料薄膜或養(yǎng)護劑涂層的完整情況，保持混凝土表面濕潤。

5、埋設(shè)冷卻水管和測溫點

（1）混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部埋設(shè)冷卻水管和測溫點，通過冷卻水循環(huán)，降低混凝土內(nèi)部溫度，減小內(nèi)表溫差，控制混凝土內(nèi)外溫差小于25℃，通過測溫點測量，掌握內(nèi)部各測點溫度變化，以便及時調(diào)整冷卻水的流量，控制溫差。

（2）冷卻水管埋設(shè)冷卻循環(huán)水管采用υ483.5mm鋼管，上下進水管口和出水管口交錯設(shè)在承臺兩端，形成對流。進、出水口均引出混凝土面以上。每層水管的垂直進、出水口互相錯開，且出水口有調(diào)節(jié)流量的水閥和測流量設(shè)備。

（3）冷卻水管安裝時，要以鋼筋骨架和支撐桁架固定牢靠，以防混凝土灌注時水管變形及脫落而發(fā)生堵水和漏水，并做通水試驗。

（4）采取遮蓋、灑水、拌冰屑等措施降低混凝土的入模溫度，在混凝土內(nèi)部通水降溫時，進出口水的溫差宜小于或等于10℃，且水溫與內(nèi)部混凝土的溫差宜不大于20℃，降溫速率不大于2℃/d；利用冷水管中排出的養(yǎng)護用水在混凝土頂面蓄水保溫養(yǎng)護時，養(yǎng)護水溫度與混凝土表面溫度的差值應(yīng)不大于15℃。

6、大體積混凝土的測溫

（1）本工程承臺厚度為3.5m，在混凝土頂面下1m、2m、3m處分別進行量測、記錄，由項目部2名質(zhì)檢員專門負責(zé)測溫工作的記錄及歸檔。采用水銀溫度計進行測量，每2h測溫一次；每4h測溫一次；每8h測溫一次，記錄混凝土溫度的同時記錄好內(nèi)外溫度。

（2）大體積混凝土澆筑體里表溫差、降溫速率及環(huán)境溫度及溫度應(yīng)變的測試；混凝土表面與內(nèi)部溫度差不能超過25℃?；炷量刂平禍厮俾什灰舜笥?℃/d。及時將測溫結(jié)果反饋到項目部，實行信息化施工，以便調(diào)整混凝土養(yǎng)護時間及次數(shù)。

三、結(jié)束語

總之，橋梁大體積混凝土的裂縫是可以控制的，其關(guān)鍵就在于采取措施控制水泥水化熱引起的溫度變化，尤其是從設(shè)計上、施工過程中對混凝土裂縫做到有效的控制，這樣才能解決大體積混凝土裂紋的質(zhì)量問題。

參考文獻

[1] 葉喜成，市政道路橋梁大體積混凝土施工裂縫產(chǎn)生的原因及防治措施，《江西建材》2014年17期.