橋梁工程承臺大體積混凝土施工技術及裂縫控制措施分析

鄧銀華

（貴州路橋集團有限公司，貴州貴陽 550000）

0 引言

在當前的時代背景下，社會進步對橋梁工程建設提出了更高的要求，除了基本的結構安全要求，對外觀質量的控制也有了更加嚴格的要求。因此，在橋梁建設過程中，斜拉橋、懸索橋等諸多大跨徑高凈空橋梁成了主流，此類橋梁往往采用大體積混凝土結構。進行大體積混凝土施工時，由于會受到混凝土自身的水化熱和施工現場條件的影響，所以需要做好前期的各項準備工作，采取積極有效的質量控制措施，保證施工質量符合規范要求。

1 工程概況

該橋梁工程位于貴州省，橋梁長度為2km 左右，大橋主跨為單跨680m 鋼桁加勁梁懸索橋，引橋為預應力混凝土T 梁橋。該工程索塔承臺布設為矩形，尺寸為14.1m（橫橋向）×19.8m（順橋向），高度為6m，是一種典型的大體積混凝土結構。

2 承臺大體積混凝土施工方案

2.1 現場布置及澆筑方式

結合設計圖紙的相關要求，該橋的主塔承臺設計混凝土方量為3350.2m3/個。為了保證后續混凝土施工的連續性，提升大體積混凝土構造物的質量、外觀效果，在施工前期，一定要結合項目的情況，做好實地考察工作，了解混凝土罐車配備的具體情況。據此提出2 種典型的施工方案。

方案1：采用地泵進行混凝土澆筑。地泵可以在后續的塔身和現澆懸臂箱梁澆筑中二次使用，但是在施工環境相對復雜的山區，如果在施工場地安裝地泵，會影響混凝土罐車的進出，尤其是在承臺基礎較低的位置上，無法發揮地泵的優勢，甚至會帶來其他問題。

方案2：采用臂架泵澆筑混凝土，臂架泵布料相對靈活多變，不需要占據大量的面積，且施工效率更高。

考慮到現場的氣候條件和周圍的自然特征，在兩種方案中，第二種方案更加理想，能夠滿足橋梁承臺施工的具體需求。因此，最終確定采用兩臺臂架泵進行承臺施工[1]。

2.2 承臺大體積混凝土施工工藝

大體積混凝土很容易受到水泥水化熱的影響，使混凝土內外溫差過大，內部產生拉應力，拉應力一旦超出自身的抗拉極限，會形成裂縫，破壞結構安全。通常情況下會鋪設冷凝管，并在外表加設防裂鋼筋網，以預防裂縫問題。

2.2.1 承臺施工

具體施工工藝流程如圖1 所示。

圖1 承臺施工工藝流程圖

在鋼筋綁扎環節，按照如下流程操作：第一，根據設計要求和荷載特性，選擇適當規格和強度等級的鋼筋。在綁扎前，對鋼筋進行仔細檢查，確保其質量符合要求，沒有明顯的損傷、銹蝕或扭曲。同時，在安裝階段，將鋼筋準確放置在指定位置，并采用支撐或撐桿等方式將之固定，以確保鋼筋位置和間距準確。第二，采用適當的綁扎工具和方法，將鋼筋牢固地綁扎在一起，確保連接牢固、可靠。在綁扎過程中，需注意鋼筋間距和節點處理。間距應根據設計要求和鋼筋直徑確定，以確保鋼筋的受力均勻分布。由于節點處理的質量直接關系到承臺的承載能力和結構的整體穩定性，因此節點部位的綁扎需要確保鋼筋連接緊密，避免出現開裂或脫落等問題。第三，綁扎完成后，進行綁扎質量檢查。檢查鋼筋的位置是否準確，綁扎是否緊固、可靠，并檢查鋼筋之間是否存在松動或錯位等情況[2]。

2.2.2 冷卻管布設

在橋梁承臺大體積混凝土施工中，承臺冷卻管的搭設非常必要。結合設計圖紙的規劃和現場的具體施工情況，將冷卻管布置在承臺內部，以有效降低水化熱帶來的各種影響。在該項目中，冷卻管（鑄鐵鋼管）的直徑為0.05m，冷卻管壁的厚度為0.025m。按照1m 的間距進行冷卻管網的布置，并在每個橋臺承臺內布置3 層冷卻管，整體長度達到2.609km。之后根據具體情況，對冷卻管的位置進行全方位的調整和處理。冷卻管布設方式如圖2 所示。通過通水試驗，檢查管體的漏水情況，如果存在嚴重的漏水現象，要采取有效措施進行封堵。混凝土澆筑施工中，混凝土澆筑面如果超過承臺冷卻管的一定的位置，要進行通水冷卻操作。完成混凝土澆筑之后，通水循環冷卻的時間要超過3d。

圖2 冷卻管布設現場

2.2.3 模板施工

選擇大塊定型的鋼模板作為承臺模板。模板一般由專業部門進行加工操作，按照承臺模板的結構尺寸和圖紙要求事先預定。加工好后的模板直接運送到施工現場，并在其表層涂刷脫模劑。現場組裝后，組織專業的工程師進行驗收，確保驗收模板的尺寸和質量都能夠達到施工的基本標準。驗收合格后才能進行下一階段的安裝操作。在模板安裝過程中，為了避免模板出現移位現象，模板的連接需要選擇強度較高且直徑為16mm 的高強螺栓。通過全方位的緊固處理，提升模板的穩定性。在模板的接縫處，一般選擇雙面膠進行粘貼，同時用砂漿對底部進行封堵，避免出現拼縫漏漿現象。模板安裝結束之后，對模板的具體位置進行調整，保證上下口平面的位置處于重合狀態[3]。

2.2.4 混凝土施工

第一，考慮到大體積混凝土澆筑時間相對較長，所以在澆筑現場需要做好防雨布的鋪設工作，同時在周圍設置集水井，避免雨水過大導致混凝土離析。第二，在澆筑操作環節，需要合理控制底部混凝土的高度落差。第三，選擇滑槽將混凝土運送到模板之中，并選擇插入式振搗棒進行反復振搗。如果橋塔承臺整體偏高，則無法使用滑槽進行相關操作處理，一般采用汽車泵加串筒的方式進行吊送，以有效避免混凝土離析。

2.2.5 混凝土養護

為了保證大體積混凝土養護效果，一定要做好保濕和保溫處理操作，為后續施工奠定基礎。保溫能夠保證混凝土表層溫度處于相對穩定的狀態，進而防止表面出現裂縫。從保濕的作用來看，主要是保證水泥的水化作用能夠發揮出來，避免在強度發展階段出現各種干縮裂縫現象，以全面提升混凝土的極限拉伸強度。在混凝土養護階段，通常選擇土工布覆蓋，然后進行灑水養護，其間還要有專業的人員進行監護。

3 橋梁工程大體積承臺混凝土裂縫原因

3.1 溫度原因

溫度變化是橋梁工程承臺大體積混凝土產生裂縫的主要原因之一，在混凝土硬化過程中，由于溫度變化，混凝土會發生體積收縮或膨脹，導致內部產生應力，當這些應力超過混凝土的抗拉強度時，就會形成裂縫。第一，混凝土結構在不同溫度下會出現溫度梯度，即混凝土不同部位的溫度變化不一致。這種溫度梯度會導致混凝土內部產生應力集中，進而產生裂縫。主要是由于橋梁承臺不同部位暴露在不同的環境條件下，陽光照射、空氣流動等因素會導致溫度差異，這種溫度差異會引起混凝土結構不均勻的熱膨脹或收縮，從而產生應力，形成裂縫[4]。第二，在溫度變化較快的情況下，混凝土內部的溫度變化速率也會較大，快速的溫度變化會使混凝土內部產生較大的熱應力，從而形成裂縫。此外，混凝土在硬化過程中會發生收縮，這是水分蒸發和水泥水化反應引起的。在大體積承臺中，當混凝土收縮受到阻礙時，收縮應力會增加，進而產生裂縫。

3.2 收縮原因

混凝土裂縫的一個重要原因是塑性收縮。隨著混凝土逐漸硬化，水分會隨之蒸發，內外部的環境表現出更加干燥的特征。此外，塑性收縮不僅會造成水分蒸發，還會使得混凝土泌水量減少。在高溫環境的作用下，混凝土自身含水量降低，加上水泥具備較高的活性度，會使其表面出現劇烈收縮，從而造成大面積的裂縫。

3.3 混凝土坍落度過大引發裂縫

在大面積混凝土施工中，泵送是主要澆筑方式。完成澆筑體系的構建之后，需要做好振動處理，以實現內部骨料的下沉。粗骨料在下沉的過程中會受到鋼筋的阻礙，使混凝土鋼筋內部的應力和拉力增大。如果混凝土的初始應力超過指定的大小，勢必會造成混凝土裂縫[5]。

4 橋梁大體積承臺分層澆筑質量管理

4.1 全面控制施工溫度

為了確保橋梁承臺混凝土的質量和避免大面積裂縫的出現，施工過程中應特別關注溫度控制。首先，要密切監測混凝土的初始溫度和成型時的溫度。及時獲取內外部溫度變化的信息，全面了解混凝土成型過程中的溫度情況。這可以通過使用溫度計和紅外線測溫儀等工具進行實時監測和記錄來實現。針對高溫天氣，施工人員可以采取一些措施來控制混凝土的初始溫度。例如，在混凝土拌和物中添加冰塊或冷水，以降低拌和物的溫度。同時，施工現場可以進行灑水等措施，通過蒸發冷卻來調節周圍環境溫度。這些方法有助于減少混凝土的溫差，降低熱應力，減少裂縫的發生。此外，要注重施工工序的合理安排。避免在高溫時段進行混凝土的澆筑，盡量選擇溫度較低的時段進行作業，以減少溫度對混凝土的不利影響。

4.2 材料控制

材料拌和過程中要將砂石的含泥量控制在1%以內，避免混凝土出現嚴重收縮。砂石中過多的泥土含量會導致混凝土的流動性下降，黏結力減弱，且在水化反應過程中可能釋放大量水分，引起收縮。因此，在選擇和攪拌砂石時，應定期進行含泥量的檢測，并通過篩分等方法控制其在可接受范圍內。另外，當外界溫度超過30℃時，在混凝土拌和蓄水池內加入適量的冰塊進行降溫處理十分必要。高溫環境下，混凝土的水化反應速度加快，早期強度發展較快，但也容易出現溫度裂縫和表面龜裂等問題。通過控制混凝土的溫度在適宜范圍內，可以避免熱裂縫的產生，確保混凝土的整體質量和穩定性。

4.3 養護控制

澆筑完成后，需要對大體積混凝土進行合理的養護，主要包括濕養護和覆蓋保溫。濕養護是指澆筑完成后，及時對大體積混凝土進行保濕處理，防止水分過早蒸發，保持良好的水化環境。覆蓋保溫是指澆筑完成后，使用覆蓋材料（如濕布、薄膜等）覆蓋大體積混凝土表面，防止水分流失，保持溫度穩定，調節養護環境溫度，避免溫度變化過大，造成混凝土收縮和開裂。

5 結語

綜合以上分析可知，在橋梁工程大體積混凝土施工的過程中無法避免裂縫問題。因此要采取積極的手段對裂縫進行集中控制，避免出現較大面積的裂縫。大體積混凝土的表面面積相對較大，接觸面積也會隨之增加，整體的澆筑方法存在較多的復雜元素。和普通的混凝土澆筑形式相比較，大體積混凝土的內部結構存在較大的差異，很容易受到外界溫度的影響。在溫度、收縮等各項因素的共同影響下，大體積混凝在施工的過程中很容易引起大面積的裂縫問題，所以要對施工溫度和整體情況展開系統把控，全面優化當前的施工條件，解決約束條件的束縛，并做好后期的養護操作和處理，合理控制原材料的配比等各項問題。為了能夠讓城市化建設更加美好，呈現更加高效的特征，在橋梁施工過程中一定要保證施工質量符合規范。