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[摘 要]桥梁大体积混凝土施工时，如采取控制温度措施不当，容易产生裂缝。本文结合工程实例，市政工程桥梁大体积混凝土施工裂缝的防治谈一些看法。
[关键词]市政工程 桥梁 大体积 混凝土 施工裂缝 防治
中图分类号：T778 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0170-01
随着各地市政工程的投入也逐渐加大，各类桥梁在市政工程的应用日益广泛，大体积混凝土在桥梁结构中的应用越来越多。在桥梁施工中，大体混凝土除了最小断面和内外温度有一定的规定外，对平面尺寸也有一定限制。因为平面尺寸过大，约束作用所产生的温度力也愈大，如采取控制温度措施不当，温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，则易产生裂缝。本文结合工程实例，对市政工程桥梁大体积混凝土施工裂缝的防治谈一些看法。
一、工程概况
某市政工程桥梁下部结构为桩基、承台、墩台、盖梁等形式，桥梁主墩采用花瓶型墙式墩身，墩底断面为矩形倒圆角，构造尺寸为下宽15.2m、上宽17.31m（横）3m（顺）5.474m（高）。承台采用为20.6m（横）8.6m（顺）3.5m（厚）矩形承台。承台采用混凝土强度等级C30，承台和墩身混凝土结构物实体最小尺寸均不小于1m，为大体积混凝土。大体积混凝土的施工技术要求比较高，特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。桥梁大体积混凝土裂缝产生的原因是由于收缩变形受到限制，在混凝土中产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度，混凝土就不裂，因此，冷缩、干缩，限制条件是裂缝产生的主要因素。本工程需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作，才能保证基础底板大体积混凝土顺利施工。
二、桥梁大体积裂缝的防治措施
1、材料选择
（1）水泥：考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，便混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此确定采用水化热比较低的旋窑硅酸盐水泥，标号为42.5#，通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗渗能力。
（2）粗骨料：采用碎石，粒径5-25mm，含泥量不大于1%。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。
（3）细骨料：采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。
（4）粉煤灰：为了改善混凝土的和易性，考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求，采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰的掺量控制在10以内，采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。
（5）外加剂：WS-II型高效减水剂。
2、混凝土配合比
（1）混凝土采用搅拌站供应的商品混凝土，因此要求混凝土搅拌站根据现场提出的技术要求，提前做好混凝土试配。
（2）混凝土配合比应提高试配确定。按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》、《普通混凝土配合比设计规程》及《粉煤灰混凝土应用技术规范》中的有关技术要求进行设计。
（3）粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量。另外应考虑到水泥的供应情况，以满足施工的要求。
3、混凝土浇筑
（1）本大体积混凝土浇筑时采用整体分层连续浇注施工，一次成型，分层厚度高度控制在30cm，分层间隔灌注时间不得超过试验所确定的混凝土初凝时间，以防出现施工冷缝。
（2）混凝土浇筑顺序采取横桥方向按1：4的坡度顺桥向断面摊铺，待30cm厚的薄层混凝土全断面布料完毕，再重复顺沿横桥方向浇注混凝土。浇筑顺序由一端往另一端进行，混凝土应连续浇筑。
（3）混凝土振捣采用50mm和30mm插入式振捣器，振捣深度对于大面积分层浇注混凝土，如果下层混凝土已进入初凝或即将初凝，则振捣棒振捣时不宜插入下层，以达下层表面为宜，如下层混凝土未达初凝可插入下层5cm，保证下层在初凝前再进行一次振捣，使混凝土具有良好的密实度，防止漏振，也不能过振，确保质量良好。
（4）由于混凝土坍落度比较大，会在表面钢筋下部产生水分，或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝。为了防止出现这种裂缝，在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。
4、混凝土养护
（1）应专人负责保温养护工作，并应按本规范的有关规定操作，同时應做好测试记录。
（2）在混凝土浇筑初凝前，应立即进行喷雾初期养护工作，初期养护备齐喷雾器6个；初凝后覆盖保温，先在混凝土表面覆盖一层薄膜，然后在上面用塑料薄膜、棉毡覆盖，浇水养护。
（3）新浇筑的混凝土水化速度比较快，盖上塑料薄膜后可进行保温保养，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝，同时可避免棉毡因吸水受潮而降低保温性能。
（4）墩柱钢筋预埋部位是保温的难点，要特别注意盖严，防止造成温差较大。
（5）保温覆盖层的拆除应分层逐步进行，当混凝土的表面温度与环境最大温差小于20℃时，可全部拆除。大体积混凝土拆模后，地下结构应及时回填土；地上结构应尽早进行装饰，不宜长期暴露在自然环境中。
（6）混凝土保湿养护的持续时间不少于14天，并应经常检查塑料薄膜或养护剂涂层的完整情况，保持混凝土表面湿润。
5、埋设冷却水管和测温点
（1）混凝土结构内部埋设冷却水管和测温点，通过冷却水循环，降低混凝土内部温度，减小内表温差，控制混凝土内外温差小于25℃，通过测温点测量，掌握内部各测点温度变化，以便及时调整冷却水的流量，控制温差。
（2）冷却水管埋设冷却循环水管采用υ483.5mm钢管，上下进水管口和出水管口交错设在承台两端，形成对流。进、出水口均引出混凝土面以上。每层水管的垂直进、出水口互相错开，且出水口有调节流量的水阀和测流量设备。
（3）冷却水管安装时，要以钢筋骨架和支撑桁架固定牢靠，以防混凝土灌注时水管变形及脱落而发生堵水和漏水，并做通水试验。
（4）采取遮盖、洒水、拌冰屑等措施降低混凝土的入模温度，在混凝土内部通水降温时，进出口水的温差宜小于或等于10℃，且水温与内部混凝土的温差宜不大于20℃，降温速率不大于2℃/d；利用冷水管中排出的养护用水在混凝土顶面蓄水保温养护时，养护水温度与混凝土表面温度的差值应不大于15℃。
6、大体积混凝土的测温
（1）本工程承台厚度为3.5m，在混凝土顶面下1m、2m、3m处分别进行量测、记录，由项目部2名质检员专门负责测温工作的记录及归档。采用水银温度计进行测量，每2h测温一次；每4h测温一次；每8h测温一次，记录混凝土温度的同时记录好内外温度。
（2）大体积混凝土浇筑体里表温差、降温速率及环境温度及温度应变的测试；混凝土表面与内部温度差不能超过25℃。混凝土控制降温速率不宜大于2℃/d。及时将测温结果反馈到项目部，实行信息化施工，以便调整混凝土养护时间及次数。
三、结束语
总之，桥梁大体积混凝土的裂缝是可以控制的，其关键就在于采取措施控制水泥水化热引起的温度变化，尤其是从设计上、施工过程中对混凝土裂缝做到有效的控制，这样才能解决大体积混凝土裂纹的质量问题。
参考文献
[1] 叶喜成，市政道路桥梁大体积混凝土施工裂缝产生的原因及防治措施，《江西建材》2014年17期.
[关键词]市政工程 桥梁 大体积 混凝土 施工裂缝 防治
中图分类号：T778 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0170-01
随着各地市政工程的投入也逐渐加大，各类桥梁在市政工程的应用日益广泛，大体积混凝土在桥梁结构中的应用越来越多。在桥梁施工中，大体混凝土除了最小断面和内外温度有一定的规定外，对平面尺寸也有一定限制。因为平面尺寸过大，约束作用所产生的温度力也愈大，如采取控制温度措施不当，温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，则易产生裂缝。本文结合工程实例，对市政工程桥梁大体积混凝土施工裂缝的防治谈一些看法。
一、工程概况
某市政工程桥梁下部结构为桩基、承台、墩台、盖梁等形式，桥梁主墩采用花瓶型墙式墩身，墩底断面为矩形倒圆角，构造尺寸为下宽15.2m、上宽17.31m（横）3m（顺）5.474m（高）。承台采用为20.6m（横）8.6m（顺）3.5m（厚）矩形承台。承台采用混凝土强度等级C30，承台和墩身混凝土结构物实体最小尺寸均不小于1m，为大体积混凝土。大体积混凝土的施工技术要求比较高，特别在施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。桥梁大体积混凝土裂缝产生的原因是由于收缩变形受到限制，在混凝土中产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度，混凝土就不裂，因此，冷缩、干缩，限制条件是裂缝产生的主要因素。本工程需要从材料选择上、技术措施等有关环节做好充分的准备工作，才能保证基础底板大体积混凝土顺利施工。
二、桥梁大体积裂缝的防治措施
1、材料选择
（1）水泥：考虑普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，便混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此确定采用水化热比较低的旋窑硅酸盐水泥，标号为42.5#，通过掺加合适的外加剂可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗渗能力。
（2）粗骨料：采用碎石，粒径5-25mm，含泥量不大于1%。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。
（3）细骨料：采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。
（4）粉煤灰：为了改善混凝土的和易性，考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求，采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰的掺量控制在10以内，采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。
（5）外加剂：WS-II型高效减水剂。
2、混凝土配合比
（1）混凝土采用搅拌站供应的商品混凝土，因此要求混凝土搅拌站根据现场提出的技术要求，提前做好混凝土试配。
（2）混凝土配合比应提高试配确定。按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》、《普通混凝土配合比设计规程》及《粉煤灰混凝土应用技术规范》中的有关技术要求进行设计。
（3）粉煤灰采用外掺法时仅在砂料中扣除同体积的砂量。另外应考虑到水泥的供应情况，以满足施工的要求。
3、混凝土浇筑
（1）本大体积混凝土浇筑时采用整体分层连续浇注施工，一次成型，分层厚度高度控制在30cm，分层间隔灌注时间不得超过试验所确定的混凝土初凝时间，以防出现施工冷缝。
（2）混凝土浇筑顺序采取横桥方向按1：4的坡度顺桥向断面摊铺，待30cm厚的薄层混凝土全断面布料完毕，再重复顺沿横桥方向浇注混凝土。浇筑顺序由一端往另一端进行，混凝土应连续浇筑。
（3）混凝土振捣采用50mm和30mm插入式振捣器，振捣深度对于大面积分层浇注混凝土，如果下层混凝土已进入初凝或即将初凝，则振捣棒振捣时不宜插入下层，以达下层表面为宜，如下层混凝土未达初凝可插入下层5cm，保证下层在初凝前再进行一次振捣，使混凝土具有良好的密实度，防止漏振，也不能过振，确保质量良好。
（4）由于混凝土坍落度比较大，会在表面钢筋下部产生水分，或在表层钢筋上部的混凝土产生细小裂缝。为了防止出现这种裂缝，在混凝土初凝前和混凝土预沉后采取二次抹面压实措施。
4、混凝土养护
（1）应专人负责保温养护工作，并应按本规范的有关规定操作，同时應做好测试记录。
（2）在混凝土浇筑初凝前，应立即进行喷雾初期养护工作，初期养护备齐喷雾器6个；初凝后覆盖保温，先在混凝土表面覆盖一层薄膜，然后在上面用塑料薄膜、棉毡覆盖，浇水养护。
（3）新浇筑的混凝土水化速度比较快，盖上塑料薄膜后可进行保温保养，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝，同时可避免棉毡因吸水受潮而降低保温性能。
（4）墩柱钢筋预埋部位是保温的难点，要特别注意盖严，防止造成温差较大。
（5）保温覆盖层的拆除应分层逐步进行，当混凝土的表面温度与环境最大温差小于20℃时，可全部拆除。大体积混凝土拆模后，地下结构应及时回填土；地上结构应尽早进行装饰，不宜长期暴露在自然环境中。
（6）混凝土保湿养护的持续时间不少于14天，并应经常检查塑料薄膜或养护剂涂层的完整情况，保持混凝土表面湿润。
5、埋设冷却水管和测温点
（1）混凝土结构内部埋设冷却水管和测温点，通过冷却水循环，降低混凝土内部温度，减小内表温差，控制混凝土内外温差小于25℃，通过测温点测量，掌握内部各测点温度变化，以便及时调整冷却水的流量，控制温差。
（2）冷却水管埋设冷却循环水管采用υ483.5mm钢管，上下进水管口和出水管口交错设在承台两端，形成对流。进、出水口均引出混凝土面以上。每层水管的垂直进、出水口互相错开，且出水口有调节流量的水阀和测流量设备。
（3）冷却水管安装时，要以钢筋骨架和支撑桁架固定牢靠，以防混凝土灌注时水管变形及脱落而发生堵水和漏水，并做通水试验。
（4）采取遮盖、洒水、拌冰屑等措施降低混凝土的入模温度，在混凝土内部通水降温时，进出口水的温差宜小于或等于10℃，且水温与内部混凝土的温差宜不大于20℃，降温速率不大于2℃/d；利用冷水管中排出的养护用水在混凝土顶面蓄水保温养护时，养护水温度与混凝土表面温度的差值应不大于15℃。
6、大体积混凝土的测温
（1）本工程承台厚度为3.5m，在混凝土顶面下1m、2m、3m处分别进行量测、记录，由项目部2名质检员专门负责测温工作的记录及归档。采用水银温度计进行测量，每2h测温一次；每4h测温一次；每8h测温一次，记录混凝土温度的同时记录好内外温度。
（2）大体积混凝土浇筑体里表温差、降温速率及环境温度及温度应变的测试；混凝土表面与内部温度差不能超过25℃。混凝土控制降温速率不宜大于2℃/d。及时将测温结果反馈到项目部，实行信息化施工，以便调整混凝土养护时间及次数。
三、结束语
总之，桥梁大体积混凝土的裂缝是可以控制的，其关键就在于采取措施控制水泥水化热引起的温度变化，尤其是从设计上、施工过程中对混凝土裂缝做到有效的控制，这样才能解决大体积混凝土裂纹的质量问题。
参考文献
[1] 叶喜成，市政道路桥梁大体积混凝土施工裂缝产生的原因及防治措施，《江西建材》2014年17期.