橋梁大體積混凝土裂縫的成因分析及防控措施探討

白文豹

朔州路橋建設有限責任公司 山西朔州 036000

橋梁大體積混凝土裂縫的形成不僅會影響整個橋梁的強度與使用壽命，而且極有可能會造成一些嚴重的安全事故。而大體積混凝土裂縫的形成，除了因混凝土材料本身的特性外，還有因人為失誤而導致的混凝土開裂。因此，必須針對不同的裂縫成因，采取針對性的措施，并做到層層把關，也才能有效避免混凝土的開裂問題，從而確保大體積混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。

1 大體積混凝土呈現(xiàn)裂縫的根源

1.1 水泥水化反應引發(fā)的開裂影響

經(jīng)過水化反應以后，混凝土存在較大可能將會表現(xiàn)為內(nèi)溫降低的趨勢。在此狀態(tài)下，受到外部約束力以及周邊圍巖給底層混凝土帶來的顯著影響，則會引發(fā)程度較重的收縮變形。除此以外，如果混凝土目前存在的抗拉強度并沒有超過最大的收縮應力，那么裂縫就會由此而產(chǎn)生。如果內(nèi)外溫差相對較大，則逐漸擴大的混凝土裂縫就會減損建筑物的穩(wěn)定性，甚至威脅到大體積混凝土建筑物應有的安全性。經(jīng)過上述分析，可見混凝土裂縫的最關鍵成因就在于外部約束力以及內(nèi)外溫差的突然增大[1]。

1.2 水泥水化熱

由于水泥在固化過程中會由于其所具有的水化作用而形成一定程度的熱量，因混凝土屬于導熱系數(shù)較低的材質(zhì)，此類熱量在混凝土中的聚集，會導致混凝土內(nèi)部溫度與外部溫度差距逐漸拉大，而隨著混凝土內(nèi)外部溫差越來越大，其膨脹收縮系數(shù)的不同也會加大，這樣就會產(chǎn)生越來越多應力在混凝土內(nèi)外部之間聚集，形成一定的內(nèi)部應力，從而引發(fā)裂縫產(chǎn)生。假如混凝土收縮方面的拉應力相對較大，還能夠在混凝土中心部位產(chǎn)生高應力區(qū)，假如這種情況下該部位的拉力超過混凝土強度能夠承受的上限，就會出現(xiàn)裂縫。

1.3 施工質(zhì)量因素

基礎沉降。橋梁基礎土質(zhì)為不良土質(zhì)而又未進行妥善處理，或因回填土不密實、積水浸泡等導致基礎發(fā)生沉降；或因基礎支架、支撐變形出現(xiàn)不均勻下沉而導致形成裂縫。澆筑振搗不密實。大體積混凝土流動性差，而澆筑及振搗時間又過快，使得硬化前混凝土沉實不充分，硬化后混凝土各部位受力不均，致使在完成澆筑后的一段時間內(nèi)出現(xiàn)裂縫；另外，模板拆除時間過早或過快，而混凝土又未達到足夠的強度，致使構(gòu)件在重力的作用下生成裂縫；此外，混凝土振搗不密實，使得混凝土各部位收縮不一致形成裂縫，或超振造成混凝土離析，使表層失水過快導致收縮形成裂縫。

2 橋梁大體積混凝土裂縫的防控措施

2.1 加強施工質(zhì)量把控

防治基礎不均勻沉降.施工前，必須對施工現(xiàn)場地質(zhì)進行細致勘察，了解施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況與土質(zhì)特征，一旦遇到不良地質(zhì)、軟弱地層、土質(zhì)不均勻或回填不密實等情況時，應及時采取有效的應對措施，確保地基滿足橋梁設計要求，同時，加強橋梁基礎四周的引排水，防止地面水的不利影響而導致基礎沉降。嚴格控制澆筑與振搗.首先，采取分層澆筑，減慢澆筑速度，減小澆筑層厚度，借助澆筑層面提高混凝土的散熱率，從而減少混凝土裂縫的生成；其次，混凝土澆筑應避免在雨天進行，嚴格把控混凝土入模時的溫度及坍落度，并加強振搗，確保振搗時間、插入深度等滿足規(guī)范要求，杜絕因過振及漏振而導致的混凝土不均勻、不密實。另外，澆筑后，應及時清理表面較厚的水泥浮漿，防止由此而導致大體積混凝土表面出現(xiàn)龜裂[2]。此外，完成混凝土澆筑及拆模后，應立即采取養(yǎng)護措施，并按規(guī)定做好相關的保溫保濕措施。

2.2 優(yōu)化混凝土配比

就體積較大的承臺混凝土工程來說，導致其出現(xiàn)后續(xù)固化過程中發(fā)生裂縫的原因，主要跟實用的建筑材料的性質(zhì)有關，如果在施工材料的實用上，選擇使用低熱化的水泥作為建筑材料，其凝固過程中發(fā)生的水化熱現(xiàn)象會大大降低，而且在材料配比上如果給予一定的措施用來有意識地控制其耐久性、強度、則可以起到有效地改善材料物理性質(zhì)，預防裂縫出現(xiàn)的作用。首先在水泥的選用方面，應選用單位發(fā)熱量相對較低的水泥用作施工建設材料，這樣可以避免水泥固化過程中發(fā)熱量聚集而產(chǎn)生裂縫。其次在骨料選用方面，選擇連續(xù)級配的粗骨料跟中砂與細骨料進行配比，科學控制粗細骨料方面的含沙量與含水量配比，通過合理的配比方案實用，能夠有效改善混凝土的物理性質(zhì)，從而提高其抗裂能力。第三，在摻合料方面，可以在摻和料當中添加進一定比例的粉煤灰用于改善材料的物理性能，防止其凝固過程中出現(xiàn)裂縫。第四，在外加劑方面，可以通過在混凝土里面加入一定比例的減水劑用于調(diào)整其拌和情況下的和易性，減少材料中的含水量，也能夠有效控制混凝土凝固過程中的內(nèi)外部溫差擴大現(xiàn)象發(fā)生，從而起到防范裂縫的目的。

2.3 干縮裂縫的防控措施

一方面，在混凝土中加入一定比例的外加劑、增強劑等，以有效提升混凝土的抗裂性能。其中，外加劑主要有緩凝劑、減縮劑以及膨脹劑等，增強劑主要是各種纖維。現(xiàn)階段，聚羧酸系減水劑是使用較為頻繁的減水劑，其除了能起到一定的緩凝作用外，還能夠在很大程度上減少混凝土的收縮。膨脹劑不僅能防止出現(xiàn)早期開裂，而且還能大大提高混凝土的抗?jié)B性能[3]。減縮劑能夠從根本上減小混凝土硬化過程中出現(xiàn)的干燥收縮現(xiàn)象，因此，可以有效抑制混凝土收縮開裂。另一方面，大體積混凝土可通過二次抹面工藝，有效降低混凝土表面的收縮裂縫。

3 結(jié)語

在全過程的橋梁施工中，如果要做到妥善監(jiān)管并且有序控制此類的裂縫現(xiàn)象，則需從源頭入手來增強溫控工作與日常養(yǎng)護的力度，如此才能夠增強混凝土材料固有的耐久性與其他各項特征，最終確保達到優(yōu)良的橋梁施工整體效果。