連續梁大體積混凝土的防裂技術措施

張偉

中鐵十二局集團第四工程有限公司 陜西 西安 710021

引言

伴隨著時間的不斷推移，我國經濟呈現出高速的發展態勢，施工技術也在緊緊跟隨時代發展腳步不斷更新、不斷變化，為了滿足施工當中建筑物對于結構承載力、體系穩定性等多方面所提出來的要求，混凝土建筑物體量變得越來越大。大體積混凝土在具體應用過程當中，工作人員需要針對混凝土溫度裂縫進行嚴格控制，在設計以及施工期間，采用最合理的混凝土強度等級，并不斷對混凝土配合比進行優化，從而降低和減少溫度裂縫的出現，大幅度提高施工水平和效率。基于此，本文下面主要對連續梁大體積混凝土的防裂技術措施展開深入探討。

1 工程概況

新建杭衢鐵路站前工程3 標跨滬昆高速公路特大橋（DK094+025.500）工程，中心里程為DK094+025.50，起訖里程DK092+028.245～DK096+022.755。孔跨布置為（11-40m+2-32m+36-40m+1-32m+8-40m）簡支箱梁+（44+72+44）m連續梁+（1-40m）簡支箱梁+（70+128+70）m連續梁+（4-32m+20-40m+2-32m+4-40m）簡支箱梁， 全長3994.51m。其中樁基674根，共10344.5m，樁徑為1.0m、1.25m、2.0m，最大樁長34.5m，最小樁長9.5m；全橋共設雙線矩型空心橋臺2個，圓端形實體墩94個，最大墩高16m，最小墩高1.5m。其中62#至65#墩之間為（70+128+70）m連續梁，用于跨越滬昆高速公路，跨越交叉里程為DK94+712.600。

2 工程重點與難點分析

當工作人員參與到施工過程當中去，發現此項工程存在著較多的難點，其一：懸臂現澆連續跨度較大，主跨已經達到128m。在施工過程當中，給予線性控制帶來較多的影響。其二：連續梁上跨滬昆高速，高速公路每天車流量較大，給予具體施工帶來許多影響，而且增加安全問題出現的可能。其三：梁體內部鋼筋非常密集，而且預應力管道呈現出集中的態勢，結構更具復雜性的特點。在具體施工期間，混凝土搗固質量要求較高。其四：預應力束長，預應力張拉要求較高，所以具體的預應力施工遇到較多的影響和困難。其五：無論是掛籃的安裝還是移動、安全防護等，都是連續梁施工過程當中的要點內容。其六：梁體體積非常大，而且所使用的混凝土數量較多，在具體施工期間，對于混凝土供應能力等多個方面都需要做好安排和組織，還需要由工作經驗豐富的人員做好施工的組織工作。大體積混凝土施工需要應用科學的方法，降低和減少混凝土內部的水化熱、避免出現結構裂縫問題。同時，還要應用科學的方法，防止預應力筋張拉前混凝土早期開裂問題。

3 大體積混凝土的含義

雖然說大體積混凝土憑借自身強大的優勢與特點，已然在建筑行業獲得廣泛的應用，但是世界上各個國家，針對大體積混凝土的概念卻沒有一個統一的定論。通過對我國《大體積混凝土施工標準》GB50496-2018當中的內容進行仔細的分析，發現其中規定：混凝土結構物實體最小尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導致有害裂縫產生的混凝土被稱之為大體積混凝土。美國有關學者認為：任何就地澆筑的大體積混凝土以及尺寸較大，必須要應用科學的方法與措施來解決水化熱以及隨之而引發的問題，以最大限度減少開裂。通過對多項內容進行仔細分析發現，可以認為現代結構所應用的高品質混凝土大部分都可以將其稱之為大體積混凝土[1]。

4 混凝土裂縫的含義

建筑行業在具體施工過程當中，建筑物結構在具體施工期間或者是使用期間，是非常容易出現混凝土裂縫的，在正常的情況之下，主要將其分為兩種形式，即：微觀裂縫與宏觀裂縫。微觀裂縫主要在建筑物結構當中的分布具有不連續性。寬度在正常的情況之下，已經＜0.05mm，肉眼是無法分辨和找到的；而宏觀裂縫實際寬度已經＞0.05mm，主要就是由于微觀裂縫不斷發展而來的。在混凝土結構當中，非常容易出現裂縫問題，通過對裂縫進行嚴格的控制，將裂縫的實際寬度控制在合理的范圍之內，而并不能夠全面將裂縫進行清除。

混凝土裂縫根據其深度又可以將其分為三種類型，即：表層裂縫、深層裂縫以及貫穿裂縫。表層裂縫在混凝土的表面可以清晰見到，深度較淺。如果不以繼續的方式向深處所發展的話，是不會造成嚴重影響的。深層裂縫是由表面裂縫慢慢演變而來的；而貫穿裂縫主要是由深度裂縫發展而來，其對于建筑結構的安全會產生嚴重影響[2]。

5 連續梁大體積混凝土裂縫出現的主要原因

5.1 受到水泥水化熱的影響

眾所周知，水泥的水化作用所產生的水化熱極大，大體積混凝土在凝結硬化期間，水化熱水帶來的影響溫度呈現出快速升高的態勢，但是混凝土的導熱系數較小，所以混凝土內部會出現大量的熱，但是卻無法以最快的速度排放出去。通過對混凝土結構工程施工以及檢驗規范當中的內容進行分析，發現其中已經明確的規定：大體積混凝土內部與外部的溫度差不可超過25℃，形成較高的溫度梯度，通過熱脹冷縮現象可以得知，混凝土內部膨脹速率度與外部相比較偏大一些，而且非常容易受到各種因素所帶來的影響，故而混凝土內部產生非常大的壓應力，表面也會出現拉應力，這種拉應力與混凝土的抗拉強度相比較偏大一些時，混凝土表面裂縫就會出現[3]。

5.2 環境與澆筑溫度帶來的影響

當工作人員參與到施工過程當中去，需要對環境與澆筑溫度加強關注與重視，因為這兩項內容非常有可能增加裂縫出現的可能與概率。例如：澆筑溫度較高，那么混凝土內部的溫度就會受到一定的影響，導致混凝土內部的溫度在不斷升高當中，這時混凝土內部與外部所形成的溫度差就會極高，對于混凝土防裂工作有序展開帶來嚴重影響。因此，為防止混凝土裂縫問題的出現，就需要制定出具有科學性澆筑計劃，對實際的澆筑溫度進行嚴格控制[4]。

5.3 影響因素

在具體施工期間，工作人員非常容易受到多種因素所帶來的影響，例如：外界因素等，增加裂縫出現的可能性。約束條件主要包括外約束與內約束兩種形式，外約束指的是支座等外界因素所帶來的影響，故而出現裂縫問題；而內約束指的則是溫度的影響之下，結構內部所產生的熱脹冷縮造成變形問題的出現。通過對以上內容進行分析可以得知，混凝土在溫度影響之下會發生變形情況，而且這種變形受到約束作用所帶來的影響而出現應力，一旦超過抗拉極限，那么就出現裂縫問題，影響建筑物的質量。

5.4 混凝土收縮影響

經過專業工作人員大量實踐之后已經發現，混凝土凝結硬度需要的只有20%的水分，而其他80%水分，則需要全部被蒸發掉，水分蒸發之后，混凝土的體積會慢慢縮小。若收縮作用受到約束帶來的影響，那么也會出現裂縫問題的。在正常的情況之下，混凝土收縮結束之后，會處在水飽和的狀態當中，換句話來說，其完全能夠恢復到膨脹之前的體積，這時工作人員在對裂縫進行計算的過程當中，需要將收縮值進行換算，換算為可以引起同樣溫度變化時需要的溫度值[5]。

6 連續梁大體積混凝土防裂技術措施

6.1 原材料控制技術

眾所周知，將高質量的材料加入到具體施工過程當中去，才能夠體現出更好的效果，所以在工程項目具體施工過程當中，需要對水泥原材料加強重視，并且進行慎重的選擇。針對水泥種類加強關注，并進行優化，保證混凝土的開裂敏感性較低，具有較好的預應壓力。其次，使用火山灰有效替代硅酸鹽的使用量，這樣做的目的是為了有效降低混凝土當中的水泥用量，同時，還能夠有效減少水泥水化熱效應。再加入一定量的減水劑、引氣劑等等使用最頻繁的外加劑，大幅度提高混凝土的實際效果與功能。在混凝土正式澆筑之前，骨料級別以及混凝土的配置非常關鍵，因為兩項工作與混凝土的性質之間有著緊密的聯系和關系，工作人員可以通過在混凝土內部加入集料，從而有效降低混凝土的實際溫度，防止變形問題出現的可能，或者是通過較好的混凝土配比來有效降低大體積混凝土中材料當中的問題。

6.2 施工防護技術

為了能夠有效避免大體積混凝土在具體使用過程當中出現裂縫問題，還需要用控制澆筑溫度、避免溫度波動等多方法來實現目標。混凝土澆筑工作在展開過程當中，每一位工作人員都需要秉承認真、負責的態度，采用預先冷卻加入冰塊等有效方法，降低混凝土水化熱問題出現的可能，或者是也可以采用人工控溫的方法來保證硬化的溫度。例如：在大體積混凝土的內部加入冷水管，這樣水流在不斷的循環當中，就能夠將其內部的溫度進行有效降低， 防止大體積混凝土出現梯度效應。

6.3 養護管理技術

養護環節是大體積混凝土工程防裂過程當中最重要的組成部分與環節，相關工作人員大量實踐發現，之所以會出現開裂問題，其中有很大一部分原因就是養護工作沒有做到位所導致的，因此，需要對于脫膜的時間等進行嚴格控制，并且切實做好灑水作業等多項工作，這樣能夠有效提高防裂效果。

6.4 預應力質量保護方法

工作人員參與到施工過程當中，需要確保預應力的質量，應用多種方法真正實現目標。其一，保證波紋管綁扎無質量問題，并且確保成孔的質量以及管道坐標的責任。其二，管道接頭的密閉性必須要良好，防止將體滲漏問題的出現。其三，對預施應力各項基礎數據進行認真的測量，并且按照測量之后的結果，第一時間將張拉控制應力進行相關的調整，確定預應力筋伸長量，保證箱梁有效預應力度的準確性。其四，在預應力張拉過程當中，需要遵循“以應力控制為主、伸長量作為較核”的標準。如果工作人員發現伸長量與理論生產量相比較，誤差已經超過±6%，這時候需要找到之所以出現這些問題的主要原因，再制定出完善的方法， 將問題妥善解決。

6.5 壓漿質量保護措施

首先，在工作正式展開，應用專業的空壓機，將孔內部所存在的雜物或者是積水全部吹出；其次，工作展開之前，將專業設備進行認真清洗，不要有殘渣或者是積水的殘留。再則，針對兩端下彎的預應力筋孔道，需要在孔道最高點設置排氣孔，并且確保排氣孔能夠將自己的作用全部發揮出來，無任何堵塞問題的出現，保證管道頂部漿液充滿，排氣管主要應用金屬管，絕對不要使用PVC管；最后，管道壓漿的過程當中，每間隔20m需設置一排氣管。

7 結束語

簡而言之，大體積混凝土裂縫引發的原因具有多樣性，工作人員在具體施工以及設計期間，需要對混凝土裂縫問題加強關注與重視，并且增強自己的混凝土防裂意識。站在多個角度、 多個方面，科學使用混凝土防裂技術，大幅度提高混凝土施工水平與質量，避免混凝土裂縫問題的出現影響，保證建筑物使用的安全性。另外，施工人員參與到工作過程當中去， 還需要本著認真、負責的態度，將愛崗敬業作為自己工作的原則，選擇出最合適、最恰當的大體積混凝土防裂技術措施，進一步提高施工水平和效率，最終將高質量的建筑項目呈現在大眾的眼前，滿足新時代下人們對于建筑行業所提出來相關要求。