大體積混凝土橋墩施工中裂縫成因及防治措施

李志磊

摘要：為提升橋梁橋墩大體積混凝土施工水平，本文在分析橋墩大體積混凝土裂縫成因的基礎(chǔ)上，對橋梁橋墩大體積混凝土溫度、澆筑工藝、后期養(yǎng)護(hù)進(jìn)行控制，以保證工程整體質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土;橋墩施工;裂縫成因;防治措施

對于橋墩大體積的混凝土而言，若要提高其穩(wěn)定性，則應(yīng)在澆筑的過程中，對質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格控制。如果其安全性和穩(wěn)定性沒有得到有效的保障，那么投入使用之后，則會(huì)容易產(chǎn)生開裂問題，除此之外，外部環(huán)境對于整體工程的侵蝕會(huì)加重已有的病害問題，針對這種情況，在對橋墩大體積混凝土進(jìn)行施工時(shí)，需要采取相應(yīng)措施，盡可能防止裂縫的出現(xiàn)，有效保證橋梁安全性。

一、大體積混凝土橋墩施工中裂縫成因

（一）施工材料原因

橋墩在施工作業(yè)中，涉及了較多的基礎(chǔ)施工材料，如水泥，砂石，鋼筋，水，各類摻雜料。在具體的施工作業(yè)中，因基礎(chǔ)施工材料質(zhì)量不合格，造成的大體積混凝土裂縫現(xiàn)象，則為常見的一類結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象。基礎(chǔ)材料質(zhì)量不合格，主要表現(xiàn)為：水泥強(qiáng)度等級不合格、水質(zhì)質(zhì)量不合格，存在過酸過堿或污染水現(xiàn)象、砂石粒徑大小差異過大，含雜量過大、鋼筋抗腐蝕性能不合格的現(xiàn)象，最終造成在具體的施工作業(yè)中，出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)裂縫問題。

（二）施工工藝原因

橋墩施工中，施工工藝技術(shù)實(shí)施質(zhì)量不合格，對于工程的施工質(zhì)量控制，具有較大的影響。其中在具體施工中，分析施工工藝質(zhì)量不合格現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為：大體積混凝土在澆筑作業(yè)中，以及振搗作業(yè)中存在工序誤差，施工不規(guī)范，以及施工錯(cuò)誤的現(xiàn)象。最終造成在大體積混凝土的施工作業(yè)中，出現(xiàn)了較多的結(jié)構(gòu)裂縫現(xiàn)象，影響了工程的施工質(zhì)量。

（三）施工養(yǎng)護(hù)原因

大體積混凝土施工作業(yè)中，養(yǎng)護(hù)作業(yè)為重要的作業(yè)工序。一定程度上分析，混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量的實(shí)施效果，衡量著整體工程的施工質(zhì)量。因此從養(yǎng)護(hù)作業(yè)的質(zhì)量控制方面分析，養(yǎng)護(hù)作業(yè)質(zhì)量不合格，造成的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫，主要表現(xiàn)為：夏季環(huán)境中養(yǎng)護(hù)作業(yè)不到位，造成混凝土結(jié)構(gòu)水分蒸發(fā)過快，產(chǎn)生的混凝土干縮裂縫。其次在冬季養(yǎng)護(hù)作業(yè)實(shí)施中，因保溫養(yǎng)護(hù)不到位，造成結(jié)構(gòu)凍融裂縫，也為常見的一類裂縫現(xiàn)象。

二、大體積混凝土橋墩施工中裂縫的防治措施

（一） 材料的選用

1、水泥的選用：大體積混凝土在施工中優(yōu)先選用普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥等中、低熱水泥，其3d天的水化熱不宜大于240kJ/kg，7d天的水化熱不宜大于270kJ/kg。同時(shí)水泥的安定性也是一個(gè)重要指標(biāo)，如果水泥中含有過量的游離石灰、氧化鎂或三氧化硫，在凝結(jié)硬化時(shí)會(huì)發(fā)生不均勻的體積變化，也是導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生的原因。

2、骨料選用：粗骨料選用連續(xù)級配，粒徑大小為5～31.5mm，含泥量不大于1%。細(xì)骨料的選用由于各施工產(chǎn)地大多缺少河砂，基本用機(jī)制砂代替，需要從制砂場定制，將機(jī)制砂的細(xì)度模數(shù)控制在2.3以內(nèi)，并且對于機(jī)制砂粉塵用水淘洗，使含泥量控制在3%以下。

3、在施工中，為減少混凝土中水泥的用量來減小水化熱，可以在配合比試配時(shí)，加入粉煤灰或粒化高爐礦渣粉，這些摻合料既可以代替水泥，降低水化熱，同時(shí)還可以提高混凝土的和易性，改善混凝土的工作性能。

（二）降低混凝土溫度差

1、在具體的工程建設(shè)中，需要先對材料進(jìn)行冷卻，以降低材料的溫度，為后續(xù)無縫施工環(huán)節(jié)的建設(shè)營造良好條件;澆筑開始前還需要通過相應(yīng)的預(yù)冷措施來降低混凝土和機(jī)械設(shè)備的溫度，已做好對溫度的有效控制，避免其超過最高設(shè)計(jì)溫度。由于大體積混凝土施工需要運(yùn)用到多種原料和設(shè)備，所以施工現(xiàn)場的布設(shè)及其重要，同時(shí)還需要合理使用相應(yīng)的降溫措施，比如灑水、搭設(shè)涼棚等等，以此來降低環(huán)境溫度對混凝土所造成的影響。同時(shí)，需要預(yù)先埋設(shè)冷卻管及測溫件，在混凝土澆筑完成后，接入冷凝水，降低混凝土內(nèi)部溫度，減小混凝土內(nèi)部及表面的溫差，防止大體積混凝土產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫。

2、為了使?jié)仓陂g溫度應(yīng)力得到有效控制，避免溫度應(yīng)力過大，需要在混凝土外層利用麻袋來進(jìn)行覆蓋，以此來實(shí)現(xiàn)對溫度應(yīng)力的有效控制，避免裂縫的出現(xiàn)。并且該方法成本低，而且操作簡單。與此同時(shí)，為了避免混凝土結(jié)構(gòu)散熱過快，可以通過鋪設(shè)保溫材料來降低其溫度發(fā)散速度，進(jìn)而來實(shí)現(xiàn)對溫度的有效控制。在具體工程中，施工單位需要結(jié)合具體的工程特點(diǎn)和實(shí)際情況設(shè)置相應(yīng)的保溫方案，并通過相關(guān)技術(shù)驗(yàn)證，來確定出性價(jià)比最好的保溫方案。

（三）保證澆筑方案的科學(xué)性

澆筑環(huán)節(jié)及其重要，它直接決定了大體積混凝土的質(zhì)量，因此必須強(qiáng)化在該環(huán)節(jié)的質(zhì)量管控。同時(shí)為了確保該環(huán)節(jié)施工過程的規(guī)范有序，在工程開始前就需要制定相應(yīng)的澆筑方案，其有效落實(shí)到具體施工建設(shè)工作中，保證工程施工的規(guī)范性和科學(xué)性。在進(jìn)行大體積混凝土澆筑方法的制定時(shí)，必須結(jié)合具體的施工方案和施工環(huán)境合理選擇，并且在澆筑中要完全依據(jù)既定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和要求，杜絕任何隨意施工或者不按標(biāo)準(zhǔn)施工行為的出現(xiàn)。在進(jìn)行混凝土材料的運(yùn)輸時(shí)，必須做好對整個(gè)運(yùn)輸過程的有效管控，根據(jù)具體的施工規(guī)劃來確定運(yùn)輸時(shí)間，降低離析、初凝等問題的出現(xiàn)率，確保混凝土材料質(zhì)量的合格達(dá)標(biāo)。當(dāng)混凝土被送到施工現(xiàn)場后，還需要進(jìn)行進(jìn)一步的檢查，比如坍落度、和易性情況等檢查，經(jīng)檢查滿足施工標(biāo)準(zhǔn)后，再進(jìn)行后續(xù)施工。在當(dāng)下混凝土材料的輸送一般都會(huì)采用泵送，泵送設(shè)備會(huì)沿著斜坡搭建，通過相關(guān)機(jī)械設(shè)備和管道來實(shí)現(xiàn)對混凝土的運(yùn)輸。該方法能夠有效促進(jìn)混凝土運(yùn)輸效率的提高，減少施工時(shí)間，提高施工效率，避免混凝土在運(yùn)輸、澆筑過程中發(fā)生初凝，有效確保混凝土的質(zhì)量。除此以外，在混凝土澆筑期間，也必須控制好下落的高度和澆筑的厚度，避免出現(xiàn)離析問題，降低混凝土出現(xiàn)裂縫的概率。

（四）大體積混凝土的振搗

為保證混凝土振搗密實(shí)，按照混凝土工作面積，根據(jù)自然形成的流淌坡度，分前、中、后布置振動(dòng)器。因底層鋼筋間距較密，振搗手負(fù)責(zé)混凝土流入下層鋼筋底部，確保下層鋼筋混凝土的密實(shí)。夜間施工中要有足夠的照明保證可以看到底層鋼筋。混凝土在振搗過程中宜將振動(dòng)棒上下略有抽動(dòng)，使上下混凝土振動(dòng)均勻，每次振搗以使混凝土表面均勻、平整泛出灰漿;不再出現(xiàn)氣泡、不再有顯著沉落為準(zhǔn)。振搗時(shí)，避免碰撞鋼筋、管道、預(yù)埋件等。振搗棒插點(diǎn)采用行列式的次序移動(dòng)，每次移動(dòng)距離不超過混凝土振搗棒的有效作用半徑的1.25倍。振搗操作要“快插慢拔”，防止混凝土內(nèi)部振搗不實(shí);要“先振低處，后振高處”，防止高低坡面處混凝土出現(xiàn)振搗“松頂”現(xiàn)象。

（五）大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)工作

對大體積混凝土進(jìn)行合理的養(yǎng)護(hù)是減少其裂縫的重要手段。一般是在大體積混凝土澆筑完成半天后開始養(yǎng)護(hù)工作，這時(shí)的混凝土水化速度較快，在水化熱的作用下，混凝土的表面水分會(huì)很快蒸發(fā)，所以及時(shí)采用覆蓋保濕的養(yǎng)護(hù)方法十分必要，對于減少混凝土因缺水等情況產(chǎn)生的裂縫有明顯的效果。

大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間不能少于兩周，而且養(yǎng)護(hù)的過程中也要重視其內(nèi)外溫差的監(jiān)測，使混凝土內(nèi)部溫度處于可控范圍內(nèi)。如果大體積混凝土內(nèi)外溫差過大，工作人員就需要采取相應(yīng)措施，最大限度地降低混凝土的拉應(yīng)力，避免大體積混凝土產(chǎn)生裂縫。

三、結(jié)語

通過以上分析，大體積混凝土橋墩產(chǎn)生的裂縫的原因主要有溫度應(yīng)力裂縫和收縮裂縫，而減少混凝土開裂的措施主要選擇優(yōu)質(zhì)原材料及合理的控制混凝土中的溫差，就可以有效的控制和預(yù)防裂縫的產(chǎn)生。

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