市政工程大體積混凝土裂縫的預(yù)控

李海寧

（太原市政建設(shè)集團有限公司 山西太原 030002）

0 引言

市政橋梁工程中，橋梁的墩臺、蓋梁通常為最小尺寸均大于1m的大體積現(xiàn)澆混凝土，因此其施工經(jīng)常涉及大體積混凝土現(xiàn)澆施工。而大體積混凝土施工由于容易出現(xiàn)各類裂縫，因此是市政工程施工中的重點與難點，需要加以探討與研究。

1 大體積混凝土裂縫的分類及其產(chǎn)生原因分析

1.1 溫度裂縫產(chǎn)生的原因

溫度裂縫屬于最為普遍的裂縫種類，還是施工中應(yīng)當(dāng)重點防治的一類，一般是因為溫差較大而造成的。澆筑大體積混凝土?xí)r，因為內(nèi)外溫差很大，極易在混凝土表面出現(xiàn)很大拉應(yīng)力，當(dāng)該種應(yīng)力超出混凝土防拉強度時，將會產(chǎn)生裂縫[1]。另外，大體積混凝土中心熱量分散的較慢，在內(nèi)外部極易出現(xiàn)很大溫差，從而會產(chǎn)生很大拉應(yīng)力。如果該種拉應(yīng)力超出混凝土防壓強度，則會產(chǎn)生裂縫。

1.2 干縮裂縫產(chǎn)生的原因

干縮裂縫通常產(chǎn)生在大體積混凝土養(yǎng)護完成后的一段時間，或是混凝土澆筑結(jié)束后7d左右。混凝土澆筑好后，因為外部環(huán)境較為干燥，內(nèi)部水分將朝外散失，若散失速度很快，會造成混凝土表面產(chǎn)生明顯變形，進而造成混凝土從外朝內(nèi)產(chǎn)生干縮變形情況，在混凝土表面就會出現(xiàn)裂縫。干縮裂縫通常較為細小，表現(xiàn)出表層的平行線狀和網(wǎng)狀淺細裂縫。若無法得到及時解決，既影響混凝土結(jié)構(gòu)外形美觀，還將下降結(jié)構(gòu)承載性能。

1.3 收縮裂縫產(chǎn)生的原因

混凝土硬化以前，表層水分流失很快，可能產(chǎn)生收縮情況，造成混凝土泌水問題明顯減小，混凝土處在塑性狀態(tài)。若表層蒸發(fā)流失的水分無法獲得及時補給，加之拉應(yīng)力的影響，就會出現(xiàn)局部不均勻的裂縫[2]。另外，若水泥活性很大，混凝土溫度太高，水灰比很低，開裂情況會不斷加劇，在混凝土表面產(chǎn)生裂縫。隨后，若得不到有效修復(fù)與處置，加之水分流失等原因的影響，裂縫量將越來越多，干擾范圍也更大，對整個路橋建設(shè)質(zhì)量提高也會造成嚴重影響。

1.4 沉陷裂縫產(chǎn)生的原因

沉陷裂縫產(chǎn)生的主要原因在于，路橋基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)所在的路基土質(zhì)不均勻，有松軟情況，或是回填不實、排水受阻，基礎(chǔ)受長期的雨水浸泡，從而引起不均勻沉降情況，最后造成結(jié)構(gòu)性的嚴重貫通裂縫，此類裂縫對路橋項目的危害性很大。為此，施工企業(yè)要注重科學(xué)措施的使用，嚴禁出現(xiàn)沉陷裂縫。

2 大體積混凝土澆筑施工產(chǎn)生裂縫的預(yù)防措施

2.1 科學(xué)合理選擇混凝土及其原材料

2.1.1 選擇低水化熱的水泥

上文所述可知，大體積混凝土發(fā)生裂縫的主要原因是在水化過程中水泥釋放很多熱量，為了減少熱量，所以施工前選擇初期水化熱小的水泥，如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰水泥等，這些材料能夠有效調(diào)控水泥用量，防止溫度過高，增強混凝土的硬度及體積的濕度，從而防止使用水泥后對混凝土的硬度、強度造成不利影響，同時活性細摻料也是代替水泥的一種材料。

2.1.2 合理選擇骨料

科學(xué)、合理的選擇骨料，根據(jù)施工情況和需求，應(yīng)選擇粒徑大的石子，保障質(zhì)量與規(guī)范要求相符，保證級配科學(xué)，而且細集料的含泥量達標(biāo)。強化對用水量的管控，節(jié)約對水泥的使用量，在符合配合比設(shè)計需求的基礎(chǔ)上，盡可能降低水泥用量，有效管控混凝土收縮和泌水問題。如果想要合理選擇細骨料，應(yīng)優(yōu)先使用平均粒徑較大的中粗砂，這種骨料能夠防止混凝土發(fā)生干縮，有效降低水化熱量，防止混凝土出現(xiàn)裂縫。

2.1.3 合理摻加外加料和外加劑

加入適量的外加料和外加劑對于預(yù)防裂縫出現(xiàn)效果確切。例如加入適量的粉煤灰能夠?qū)崿F(xiàn)對水泥用量的有效控制，減少水化熱，使摻量保持在30%之內(nèi)?；蛘邠饺脒m量的減水劑，可以有效提供混凝土的活性，增加水泥水化能力，提高混凝土的強度，實現(xiàn)對水化熱的合理控制，降低水化熱釋放的速率[2]。

2.2 制定施工階段的優(yōu)化措施

科學(xué)的實施混凝土配合比措施在確?；炷凉ぷ髻|(zhì)量的前提下，減少混凝土的用水量，做到低砂率、低水膠比；摻入一定劑量的減水劑、引氣劑、在高粉煤灰的使用前提下制定優(yōu)化措施，提高混凝土的強度、硬度和極拉值，使用熱量較低的混凝土材料。使用增配構(gòu)造筋的方法能夠有效提高混凝土的抗裂能力，選擇鋼筋時使用直徑和間距較小的鋼筋。

2.3 施工控制具體措施

2.3.1 合理調(diào)控混凝土入模溫度

出機溫度、運輸工具、運輸距離、天氣等因素均會影響混凝土入模溫度，假如入模溫度較高，則夏季需加強覆蓋工作，防止陽光對砂石形成不利影響，澆筑處理前應(yīng)使用冷水對砂石降溫，合理管控攪拌環(huán)節(jié)，適量增加冰水。如果施工天氣干冷，應(yīng)做好防凍措施，澆筑過程中做好加熱工作[3]。

2.3.2 控制澆筑速度

對于澆筑速度的控制也十分重要，澆筑過程中應(yīng)確?；炷吝_到一定的高度和厚度，溫度為勻速上升，合理控制振搗的時間、距離和深度。

2.3.3 加強對溫度的控制和監(jiān)測

強化施工環(huán)節(jié)的溫度把控：①夏天針對粗細集料要做好遮陽工作，攪拌混合物時應(yīng)采用灑水降溫策略。避免在夏天正午高溫時間澆筑混凝土，盡量安排在11：00前或17：00后澆筑混凝土，有助于防范溫度裂縫出現(xiàn)。②在大體積混凝土內(nèi)部應(yīng)放入適量冷卻循環(huán)水，使用循環(huán)法做好養(yǎng)護工作，促進內(nèi)部熱量的釋放，為了準(zhǔn)確預(yù)測溫度，要提前埋好測溫管，保持溫差適宜，根據(jù)具體情況繪制相關(guān)溫度變化圖，分析問題，制定相關(guān)措施解決問題。③大體積混凝土施工階段，應(yīng)當(dāng)嚴格把握并管控施工場地的實際溫度，且仔細檢測混凝土材料溫度。在混凝土入模以后的早期升溫過程，操作人員每隔2h就檢查一次實體溫度。在后續(xù)降溫過程，操作人員每隔4h最少要檢查一次實體溫度。

2.3.4 沉陷裂紋的防治方法

做好路橋基坑位置、填充地基處理任務(wù)，必要時需要采取沖擊夯實和加固處理方法，保證基坑處理全面，地基穩(wěn)定可靠?？茖W(xué)安裝排水系統(tǒng)，及時排出雨水，防止產(chǎn)生積水情況，避免混凝土與路橋地基遭到雨水浸泡，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠。

2.4 養(yǎng)護方法

大體積混凝土在施工完成后，就要及時養(yǎng)護。經(jīng)過養(yǎng)護混凝土結(jié)構(gòu)目的在于可以快速采集有關(guān)混凝土內(nèi)部溫度改變的情況，進而有效把控混凝土的溫度，避免大體積混凝土出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。在不同季節(jié)，要對大體積混凝土采用合理措施加以維護，冬天應(yīng)做好混凝土抗凍措施，避免霜凍損壞混凝土，夏天就要立即做好保濕措施，防止因為溫度過高，蒸發(fā)迅速而出現(xiàn)的裂縫病害。加強大體積混凝土的保溫隔熱是養(yǎng)護混凝土的重要方法，還是提升質(zhì)量的重點。

大體積混凝土澆筑結(jié)束后，及時鋪設(shè)塑料薄膜和潮濕的雙層麻袋片進行灑水養(yǎng)護，保證混凝土終凝前外表濕潤?；蚴菨仓Y(jié)束后，立刻在混凝土外表噴灑養(yǎng)護劑，順利開展養(yǎng)護工作，防范裂縫出現(xiàn)。高溫環(huán)境下施工時，要安裝遮陽板，大風(fēng)環(huán)境下施工時，科學(xué)采取擋風(fēng)措施，且合理灑水養(yǎng)護，保證施工質(zhì)量。

3 結(jié)語

市政施工中，大體積混凝土的施工由于容易出現(xiàn)各類裂縫，因此具有一定的復(fù)雜度和難度，在實際的施工中，需要從原材料、制定施工階段的優(yōu)化措施、合理調(diào)控混凝土入模溫度、控制澆筑速度、加強對溫度的控制和監(jiān)測、科學(xué)合理養(yǎng)護等方面入手，不斷提升大體積混凝土的施工質(zhì)量，確保市政工程質(zhì)量達標(biāo)。