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[摘 要]结合工程实例，分析了在桥梁承台大体积混凝土施工中，气候问题对混凝土裂缝出现的原因和管理办法，探讨了桥梁承台大体积混凝土施工技术及质量控制方法。
[关键词]桥梁承台；大体积；混凝土；质量控制
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0098-01
随着桥梁新技术新工艺的大力推广，近年来我国桥梁工程建设取得了辉煌成就。但由于桥梁承台大体积混凝土施工技术要求严格，在其施工中仍存在着一些问题有待进一步完善和提高。因此，提高桥梁承台大体积混凝土施工技术控制，并采取有效的预防措施，确保桥梁工程的质量，是十分重要的。
1 桥梁承台大体积混凝土施工控制中的气候问题
1.1 当地气候对混凝土质量的影响
混凝土是用水泥做胶凝材料，混合砂、碎石等做集料，混合一定比例的水，经过搅拌、浇筑成型等过程而形成的一种特殊的建筑施工材料。在混凝土成型过程中，当地的气温及环境对其质量是有影响的，这就要求在制作上要精雕细琢，用于不同工程的混凝土要有不同的配合比例，按照建筑物承受力的大小，风化的程度，以及桥梁的使用年限等等做出详细的评价之后，对混凝土的质量做出一定的衡量。
1.2 桥梁承台大体混凝土浇筑过程中正确选择时间长度和时间段
在桥梁承台大体积混凝土的施工过程中更要把握好混凝土的浇筑时间，搅拌时间直接决定了混凝土中各种材料的混合程度及质量；此外，时间段的选择也是重要的一个重要方面。早上配置的混凝土跟中午配置的混凝土，由于环境变化质量之间存在着很大的质量差别，争取把浇筑时间段选在最适合混凝土施工的时间，混凝土的质量才能有保证。
1.3 提高桥梁承台大体积混凝土质量预判能力
施工单位者要充分了解当地的气候，桥梁承台大体积混凝土的质量要根据以后的气候做出质量上的分析，混凝土的制作一定要做到未雨绸缪，对当地气候变化做出一定的预测，保证混凝土要有应对恶劣天气的能力。
2 混凝土浇筑中裂缝出现的原因和控制办法
2.1 产生裂缝的主要原因
2.1.1 水泥水化热
水泥水化时会产生许多热量，尤其是大体积混凝土的截面厚度比较厚，水化热聚集在混凝土的内部不好散热，这就会造成混凝土的内部温度增高，内外温度差较大就会出现温度应力。当混凝土的抗拉强度不足以抵抗该温度应力时，便开始产生温度裂缝，这就是大体积混凝土容易产生裂缝的主要原因。
2.1.2 制约条件
结构发生变化的时候，有一定的阻碍变形能力，当温度增加的时候膨胀变形会产生压应力。混凝土的弹性模较小，松弛的尺度较大，致使混凝土和地基不牢靠。但当温度下降时，产生较大的拉应力，若超过混凝土的抗拉强度，混凝土就会出现垂直裂缝。
2.1.3 外界环境的变化
混凝土施工过程中，混凝土的浇筑温度随外界的温度而变化，外面温度骤降就会加大混凝土内外的温差，形成温差应力，混凝土就会产生裂缝。
2.1.4 收缩变形
混凝土在加水的时候，大部分都蒸发了，这就造成了混凝土的体积变小了。这样的收缩改变外界条件不能制约，出现收缩应力，从而出现裂缝。
2.2 裂缝的控制方法
2.2.1 材料控制
1）水泥。挑选水泥要注意水化热与安全性，例如火山灰水泥等等，达到设计要求的情况之下，尽量减少水泥的使用数量，从而降低水化热的出现。
2）骨料。混凝土里可以加入毛石，砂子与碎石的用量一定要在控制的范围之内。
3）外加剂。①添加适量的粉煤灰和减水剂可以降低水泥的使用数量；②添加缓凝剂可以使水化热峰值延缓发生；③添加微膨胀剂，促使混凝土补偿收缩，降低温度应力。
2.2.2 施工工艺
1）水平分层法。浇筑时分薄层施工，有利于水化热的流失，浇筑以后温度较匀。厚度要保持在2m 之内，每层的施工时间控制在7h 之间，使用再振动的办法增加密度，促使混凝土较好的粘结。
2）降温与保温法：①内部预埋管道，加水流通降温；②夏季降温法，可以在混凝土中加冰水，混凝土的温度就会降低，洒水养护，温差控制在20℃范围之内。冬季保温法，混凝土的表层增加保温材质，禁止冷气流的入侵。
3 混凝土养护
浇筑承台大体积混凝土时，宜选择在气温较低的情况下进行，以便降低入模温度。夏季最好在夜间施工较为合适；严格控制各测温点与混凝土体表温差在25℃以下，大气温度发生陡降时，表面应采取保温措施；浇筑后，及时排除表面积水，进行二次抹面，防止早期收缩裂缝的出现；混凝土表面采用蓄水或土工布养护，并适当延长拆模时间，拆模后及时保温覆盖，以减小内表温差，且拆模时间应选择温度较高时段进行。
4 工程实例
某工程属于南水北调工程二期项目一标段（K80+845—K90+260），标段内共有公路桥四座，主墩承台均为钢筋混凝土结构，承台尺寸为两种形式：26m×15.6m×4.7m、28m×13m×6.4m，属于大体积混凝土的结构。因此在施工的过程中必须针对大体积施工的特点，如温度、裂缝的问题，在施工管理的过程中，要突出要点加以控制和完善。
4.1 施工方案
4.1.1 施工准备
1）熟悉图纸，编制承台大体积混凝土施工组织设计，并且要对技术员、班组进行详细的技术交底。
2）配合比由试验室试配确定，材料选用要以在保证强度的情况下尽量降低混凝土的水化热，水泥采用水化热低的大坝水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥；优化骨料级配、降低水灰比、掺加混合料等降低水泥用量。
3）各种材料供应应满足连续浇灌的需要，所需机具如振动器、运输工具、串筒等应备足，浇筑前检查其完好情况。
4）劳动力配备要充足，要保证能够满足连续施工的要求。
5）对于重要的相关构件如：模板、钢筋，支架、预埋件和预埋管道等按设计图纸要求加工安装完毕，并经隐蔽验收检查。质检员要做好自检工作。
6）配备发电设备，防止施工的时候，突然水电中断，使夜间施工有足够照明。
7）埋设测温装置。
4.2 混凝土浇筑
浇筑现场要求试验室每次至少做3次坍落度试验。混凝土浇筑时，其下落高度不得超过2m，若要超过2m时，需采用串筒或滑槽，串筒或滑槽要保持干净，以免使用过程中混凝土发生离析现象。混凝土一经浇筑，立即进行振捣，特别是振捣钢筋布置密实的部位，更要加强振捣力度，是混凝土的密实程度达到要求。振捣采用插入式振捣器，振捣时在浇筑点和新浇混凝土面上进行，振捣器从混凝土中拔出时速度要慢以免产生空洞；使用插入式振捣器时，尽量避免与钢筋和预埋构件相接触；混凝土捣实的标志是混凝土停止下沉、不冒气泡、泛浆、表面平坦。
4.3 拆模要求
规定合理的拆模时间，对于昼夜环境温差大时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；产生温度应力，导致裂缝的产生。拆模的过程中，要用力合理，避免操作时用力过大，使棱角部位遭到破坏，从而影响使用。
4.4 混凝土养护
混凝土浇筑完毕后，及时洒水养护并覆盏，进行保湿保温养护，避免混凝土表面温度变化过快，造成混凝土内外温差大，导致混凝土开裂。混凝土强度达到2.5MPa 前，不得使其承受行人、运输工具、模板、支架及脚手架荷载。混凝土强度达到2.5MPa 后方可拆除模板，拆除模板后周围采用粘土或碎石土回填，面层继续养护，洒水覆盖养护不少于7d。
5 结果分析
在该标段桥梁承台的施工过程中，通过科学的技术方案和有效管理，使施工过程中质量通病得到了良好的控制，特别是针对因温度引起的裂缝，达到了预期的施工控制要求。因此，桥梁承台质量要根据实际情况，严格大体积混凝土施工技术的规范制度，就一定能够确保桥梁承台施工的质量。
何海静（1976—），女，高级工程师。2003年毕业于西安建筑科技大学土木工程专业，现临沂市市政建设工程处从事工程项目管理工作。发表专业学术论文3篇。
[关键词]桥梁承台；大体积；混凝土；质量控制
中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0098-01
随着桥梁新技术新工艺的大力推广，近年来我国桥梁工程建设取得了辉煌成就。但由于桥梁承台大体积混凝土施工技术要求严格，在其施工中仍存在着一些问题有待进一步完善和提高。因此，提高桥梁承台大体积混凝土施工技术控制，并采取有效的预防措施，确保桥梁工程的质量，是十分重要的。
1 桥梁承台大体积混凝土施工控制中的气候问题
1.1 当地气候对混凝土质量的影响
混凝土是用水泥做胶凝材料，混合砂、碎石等做集料，混合一定比例的水，经过搅拌、浇筑成型等过程而形成的一种特殊的建筑施工材料。在混凝土成型过程中，当地的气温及环境对其质量是有影响的，这就要求在制作上要精雕细琢，用于不同工程的混凝土要有不同的配合比例，按照建筑物承受力的大小，风化的程度，以及桥梁的使用年限等等做出详细的评价之后，对混凝土的质量做出一定的衡量。
1.2 桥梁承台大体混凝土浇筑过程中正确选择时间长度和时间段
在桥梁承台大体积混凝土的施工过程中更要把握好混凝土的浇筑时间，搅拌时间直接决定了混凝土中各种材料的混合程度及质量；此外，时间段的选择也是重要的一个重要方面。早上配置的混凝土跟中午配置的混凝土，由于环境变化质量之间存在着很大的质量差别，争取把浇筑时间段选在最适合混凝土施工的时间，混凝土的质量才能有保证。
1.3 提高桥梁承台大体积混凝土质量预判能力
施工单位者要充分了解当地的气候，桥梁承台大体积混凝土的质量要根据以后的气候做出质量上的分析，混凝土的制作一定要做到未雨绸缪，对当地气候变化做出一定的预测，保证混凝土要有应对恶劣天气的能力。
2 混凝土浇筑中裂缝出现的原因和控制办法
2.1 产生裂缝的主要原因
2.1.1 水泥水化热
水泥水化时会产生许多热量，尤其是大体积混凝土的截面厚度比较厚，水化热聚集在混凝土的内部不好散热，这就会造成混凝土的内部温度增高，内外温度差较大就会出现温度应力。当混凝土的抗拉强度不足以抵抗该温度应力时，便开始产生温度裂缝，这就是大体积混凝土容易产生裂缝的主要原因。
2.1.2 制约条件
结构发生变化的时候，有一定的阻碍变形能力，当温度增加的时候膨胀变形会产生压应力。混凝土的弹性模较小，松弛的尺度较大，致使混凝土和地基不牢靠。但当温度下降时，产生较大的拉应力，若超过混凝土的抗拉强度，混凝土就会出现垂直裂缝。
2.1.3 外界环境的变化
混凝土施工过程中，混凝土的浇筑温度随外界的温度而变化，外面温度骤降就会加大混凝土内外的温差，形成温差应力，混凝土就会产生裂缝。
2.1.4 收缩变形
混凝土在加水的时候，大部分都蒸发了，这就造成了混凝土的体积变小了。这样的收缩改变外界条件不能制约，出现收缩应力，从而出现裂缝。
2.2 裂缝的控制方法
2.2.1 材料控制
1）水泥。挑选水泥要注意水化热与安全性，例如火山灰水泥等等，达到设计要求的情况之下，尽量减少水泥的使用数量，从而降低水化热的出现。
2）骨料。混凝土里可以加入毛石，砂子与碎石的用量一定要在控制的范围之内。
3）外加剂。①添加适量的粉煤灰和减水剂可以降低水泥的使用数量；②添加缓凝剂可以使水化热峰值延缓发生；③添加微膨胀剂，促使混凝土补偿收缩，降低温度应力。
2.2.2 施工工艺
1）水平分层法。浇筑时分薄层施工，有利于水化热的流失，浇筑以后温度较匀。厚度要保持在2m 之内，每层的施工时间控制在7h 之间，使用再振动的办法增加密度，促使混凝土较好的粘结。
2）降温与保温法：①内部预埋管道，加水流通降温；②夏季降温法，可以在混凝土中加冰水，混凝土的温度就会降低，洒水养护，温差控制在20℃范围之内。冬季保温法，混凝土的表层增加保温材质，禁止冷气流的入侵。
3 混凝土养护
浇筑承台大体积混凝土时，宜选择在气温较低的情况下进行，以便降低入模温度。夏季最好在夜间施工较为合适；严格控制各测温点与混凝土体表温差在25℃以下，大气温度发生陡降时，表面应采取保温措施；浇筑后，及时排除表面积水，进行二次抹面，防止早期收缩裂缝的出现；混凝土表面采用蓄水或土工布养护，并适当延长拆模时间，拆模后及时保温覆盖，以减小内表温差，且拆模时间应选择温度较高时段进行。
4 工程实例
某工程属于南水北调工程二期项目一标段（K80+845—K90+260），标段内共有公路桥四座，主墩承台均为钢筋混凝土结构，承台尺寸为两种形式：26m×15.6m×4.7m、28m×13m×6.4m，属于大体积混凝土的结构。因此在施工的过程中必须针对大体积施工的特点，如温度、裂缝的问题，在施工管理的过程中，要突出要点加以控制和完善。
4.1 施工方案
4.1.1 施工准备
1）熟悉图纸，编制承台大体积混凝土施工组织设计，并且要对技术员、班组进行详细的技术交底。
2）配合比由试验室试配确定，材料选用要以在保证强度的情况下尽量降低混凝土的水化热，水泥采用水化热低的大坝水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥；优化骨料级配、降低水灰比、掺加混合料等降低水泥用量。
3）各种材料供应应满足连续浇灌的需要，所需机具如振动器、运输工具、串筒等应备足，浇筑前检查其完好情况。
4）劳动力配备要充足，要保证能够满足连续施工的要求。
5）对于重要的相关构件如：模板、钢筋，支架、预埋件和预埋管道等按设计图纸要求加工安装完毕，并经隐蔽验收检查。质检员要做好自检工作。
6）配备发电设备，防止施工的时候，突然水电中断，使夜间施工有足够照明。
7）埋设测温装置。
4.2 混凝土浇筑
浇筑现场要求试验室每次至少做3次坍落度试验。混凝土浇筑时，其下落高度不得超过2m，若要超过2m时，需采用串筒或滑槽，串筒或滑槽要保持干净，以免使用过程中混凝土发生离析现象。混凝土一经浇筑，立即进行振捣，特别是振捣钢筋布置密实的部位，更要加强振捣力度，是混凝土的密实程度达到要求。振捣采用插入式振捣器，振捣时在浇筑点和新浇混凝土面上进行，振捣器从混凝土中拔出时速度要慢以免产生空洞；使用插入式振捣器时，尽量避免与钢筋和预埋构件相接触；混凝土捣实的标志是混凝土停止下沉、不冒气泡、泛浆、表面平坦。
4.3 拆模要求
规定合理的拆模时间，对于昼夜环境温差大时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；产生温度应力，导致裂缝的产生。拆模的过程中，要用力合理，避免操作时用力过大，使棱角部位遭到破坏，从而影响使用。
4.4 混凝土养护
混凝土浇筑完毕后，及时洒水养护并覆盏，进行保湿保温养护，避免混凝土表面温度变化过快，造成混凝土内外温差大，导致混凝土开裂。混凝土强度达到2.5MPa 前，不得使其承受行人、运输工具、模板、支架及脚手架荷载。混凝土强度达到2.5MPa 后方可拆除模板，拆除模板后周围采用粘土或碎石土回填，面层继续养护，洒水覆盖养护不少于7d。
5 结果分析
在该标段桥梁承台的施工过程中，通过科学的技术方案和有效管理，使施工过程中质量通病得到了良好的控制，特别是针对因温度引起的裂缝，达到了预期的施工控制要求。因此，桥梁承台质量要根据实际情况，严格大体积混凝土施工技术的规范制度，就一定能够确保桥梁承台施工的质量。
何海静（1976—），女，高级工程师。2003年毕业于西安建筑科技大学土木工程专业，现临沂市市政建设工程处从事工程项目管理工作。发表专业学术论文3篇。