劉和彪

摘 要 大體積砼因其結(jié)構(gòu)強度高、抗震性能好、作業(yè)周期短等顯著優(yōu)勢而在橋梁工程中得以廣泛應(yīng)用，然而，其工藝復雜、技術(shù)要求高，一旦施工工藝把控不到位便易致使生成表面裂縫或貫穿裂縫，進而影響橋梁的建設(shè)質(zhì)量及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。對此，本文首先剖析了橋梁承臺大體積砼的裂縫成因，然后細致探討了橋梁承臺大體積砼的防裂舉措，以供參考。

關(guān)鍵詞 橋梁承臺;大體積砼;裂縫成因;防裂舉措

1橋梁承臺大體積砼的裂縫成因

1.1 水化熱影響

砼澆筑后凝結(jié)的過程中，因水泥的水化反應(yīng)會使大量熱量在內(nèi)部集聚，對于幾何尺寸大、表面系數(shù)小的大體積砼而言，內(nèi)部熱量急速上升，并與砼外部形成較大溫差，溫差逐漸變大并形成溫度應(yīng)力，一旦超出砼的極限抗拉能力，則會致使裂縫生成。通常，大體積砼澆筑后的3～5d內(nèi)部溫度會升至峰值，并緩慢降至正常，因此，初期的合理養(yǎng)護，是預(yù)防裂縫生成的關(guān)鍵。

1.2 外界氣溫影響

大體積砼施工時，因水泥水化反應(yīng)使得大體積砼內(nèi)部溫度急劇上升甚至高達70～80℃，而砼外部即便是采取一定的保溫也無法達到上述溫度，并且，如若施工時外界氣溫驟降，而砼內(nèi)部散熱又不及時，極易因較大的內(nèi)外溫差而形成溫度應(yīng)力，從而引發(fā)大體積砼裂縫。

1.3 砼收縮不均

砼水化熱會消耗約20%的拌和用水，而其余約80%的用水將會隨之蒸發(fā)。在此過程中，必然會因為水分的大量流失而導致砼出現(xiàn)干燥收縮的現(xiàn)象。正是由于大體積砼內(nèi)部水分流失較慢，而砼表面水分流失過快，致使大體積砼表面與內(nèi)部形成較大的收縮梯度，一旦超過砼抗裂能力就會形成裂縫。

1.4 養(yǎng)護不到位

大體積砼受外界環(huán)境的影響也會在一定程度上形成開裂，因此，養(yǎng)護不到位也會造成砼出現(xiàn)裂縫。通常，我國對大體積砼養(yǎng)護溫度要求在18～22℃，濕度至少為95%。然而，當前多數(shù)施工隊伍對砼養(yǎng)護不到位，或是不滿足砼灑水養(yǎng)護的條件，致使砼出現(xiàn)干縮裂縫[1]。

2橋梁承臺大體積砼的防裂舉措

2.1 優(yōu)選砼原材

（1）水泥。大量研究及實踐發(fā)現(xiàn)，大體積砼裂縫主要是由于水泥水化熱所致，且水泥用量的多少與水化熱高低息息相關(guān)，因此，橋梁大體積砼多選擇低熱或中熱水泥，通常選擇礦渣硅酸鹽水泥或火山灰水泥;同時，在確保砼強度及坍落度的前提下，摻入適量粉煤灰以有效改善砼的泵送性能，提高大體積砼的抗?jié)B性、耐久性，并能代替部分水泥減少水泥的摻加量，從而有效降低水泥水化熱而導致的內(nèi)部溫升過快。

（2）骨料。骨料在大體積砼中的占比約為80%～83%，對此，須合理選擇及改善骨料級配，通常優(yōu)先選擇熱膨脹系數(shù)低、較低彈模以及級配良好的骨料，以有效控制因內(nèi)外溫差而導致的砼變形，從而有效降低砼收縮、徐變量引發(fā)的裂縫問題。另外，大體積砼用砂除了需要滿足骨料配比的規(guī)范要求外，應(yīng)優(yōu)先選擇中、粗砂，并控制施工用砂中石粉含量以15%～18%為宜，含泥量不得超過1%，從而有效提升砼的抗裂性及耐久性。

（3）外加劑。通過加入適量減水劑、引氣劑、緩凝劑等外加劑，以有效提高大體積砼的早期強度、延長砼的初凝時間、提升砼的可泵性、增強砼的流動性等使用性能，從而使大體積砼具有良好的早期強度、抗裂性以及耐久性，并能有效降低砼的收縮而造成的裂縫。

2.2 優(yōu)化砼配比

在進行砼配合比的設(shè)計時，應(yīng)在確保砼具有良好工作性能的前提下，堅持“三低、二摻、一高”的配比設(shè)計原則，即：“低砂率、低水灰比、低坍落度，摻加高效減水劑、摻加高性能引氣劑，高粉煤灰摻率”，盡量減少大體積砼單位體積的水泥用量，進而生產(chǎn)具有較高強度、較高韌性、中等彈模、低發(fā)熱量以及高極拉值的抗裂砼。另外，在砼強度及坍落度滿足設(shè)計的基本要求，且能夠滿足大體積砼拌和、運輸、澆筑、振搗等作業(yè)要求的前提下，適當增加骨料及摻和料配比，并減少單位體積的水泥配比，若條件許可還可優(yōu)選收縮性小或低熱微膨脹水泥，從而抵消內(nèi)部水化熱的溫度應(yīng)力。

2.3 合理控制內(nèi)外溫差

（1）合理調(diào)控砼入模溫度。橋梁承臺大體積砼澆筑時，為最大限度地規(guī)避因內(nèi)外溫差應(yīng)力而致使的砼裂縫，必須嚴格把控澆筑砼時的入模溫度。通常，在正常氣溫條件下實施澆筑作業(yè)，砼澆筑時的入模溫度應(yīng)≯15℃;若于氣溫較高的夏季實施澆筑作業(yè)，則砼澆筑時的入模溫度應(yīng)≯25℃;若于氣溫較低的冬季實施澆筑作業(yè)，則砼澆筑時的入模溫度應(yīng)≮10℃。而砼入模時的溫度大小，與運輸工具、攪拌時間、運輸距離以及外界環(huán)境等都有著直接的關(guān)系。對此，攪拌前用冷水對集料進行“淋浴”，降低集料入機溫度，從而使砼出機溫度得以降低;同時，應(yīng)盡量使用自拌砼，且攪拌站距離澆筑承臺應(yīng)<800m，從而減少運輸過程中的升溫現(xiàn)象，并減少砼罐車的運輸量縮小等待入模時間，降低入模時的溫度[2]。

（2）減少外界環(huán)境溫度影響。首先，如若在外界氣溫較高的情況下作業(yè)，則需要用帆布覆蓋避免陽光直射而導致的砂石溫度過高，或于澆筑前用冷水降溫以及采用冰水拌和等措施降低砼初始溫度。如若在外界氣溫較低的情況下作業(yè)，則應(yīng)確保一定的澆筑溫度以避免出現(xiàn)砼早期凍裂的問題。其次，對于澆筑后的大體積砼應(yīng)通過相應(yīng)保溫養(yǎng)護，使散熱時間得以有效延長，從而充分發(fā)揮砼的潛力和材料的松弛特性。使砼內(nèi)外溫差的拉應(yīng)力小于砼抗拉強度，以避免貫穿裂縫的生成。

（3）設(shè)置內(nèi)部冷卻水循環(huán)系統(tǒng)。橋梁承臺砼內(nèi)外溫差的控制原則為“內(nèi)部降溫、外部保溫”，即內(nèi)部設(shè)置冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，通過循環(huán)的冷卻水控制內(nèi)部升溫，使內(nèi)部熱量加快散發(fā)，并以內(nèi)部冷卻水循環(huán)系統(tǒng)的循環(huán)水作為外部保溫用水進行外部保溫保濕養(yǎng)護，從而有效降低砼的內(nèi)外溫差。其次，為及時準確測量砼內(nèi)部溫度，應(yīng)事先預(yù)埋測溫裝置，加強溫度測量的頻率并做好相應(yīng)的溫度記錄，以便及時了解內(nèi)部溫度的變化，并根據(jù)測量所得的溫度數(shù)據(jù)指導后期的養(yǎng)護作業(yè)。通常，砼內(nèi)外溫差控制應(yīng)不得>25℃，一旦超出最大溫差允許值，則需要采取一定的外部保溫或內(nèi)部降溫以減少內(nèi)外溫度差。另外，砼實施澆筑作業(yè)時，便開始通入冷卻水循環(huán)，從而降低水泥水化熱的峰值，并及時帶走內(nèi)部產(chǎn)生的熱量，減少砼內(nèi)外溫度差。冷卻水循環(huán)系統(tǒng)須持續(xù)通水循環(huán)20d左右，在測得內(nèi)部降溫>2.0℃/d時，則可停止通水，并于通水結(jié)束后利用一定標號的水泥漿壓漿封堵。

2.4 緊抓砼施工管控

首先，若砼自由傾落高度>2m，應(yīng)采取串筒或溜槽的形式下落，以有效避免砼拌合物的離析現(xiàn)象。同時，采取分層澆筑的形式實施砼澆筑作業(yè)，通常須結(jié)合工程實際長度、寬度以及厚度采取全面分層、分段分層或斜面分層三種分層方式，澆筑時應(yīng)嚴把澆筑速度，一次澆筑砼量不宜過厚、過高，從而確保砼內(nèi)部溫度均勻上升。其次，每完成一層澆筑應(yīng)及時振搗，振搗時宜采取二次振搗法，并堅持“快插慢拔、垂直插入，均勻振搗、防止漏振”的原則，振搗時應(yīng)確保振搗棒至少插入下層砼50～100mm的深度，從而有效確保分層砼的良好黏結(jié);振搗作業(yè)時，作業(yè)人員應(yīng)嚴把振搗時間、插入深度以及振搗棒的移動距離，避免因插入深度及力度把握不當而損壞模板及預(yù)埋測溫元件等。同時，對于大體積砼邊緣及模板四周角落位置，應(yīng)由人工振搗代替振搗棒作業(yè)，從而避免因漏振、欠振等而導致的振搗強度及密實度不達標等不良現(xiàn)象。

2.5 妥善砼養(yǎng)護

合理養(yǎng)護是防止橋梁承臺大體積砼生成裂縫的關(guān)鍵，是確保砼質(zhì)量的重要舉措。對此，在完成澆筑后，砼外部應(yīng)及時灑水覆蓋、內(nèi)部通水養(yǎng)護。若夏季外部氣溫較高，則可覆蓋一層塑料薄膜予以保濕，避免水分過快流失;若冬季外部氣溫較低，則須以薄膜+土工棉氈的方式予以保溫保濕養(yǎng)護，防止外部溫度驟降而造成較大的內(nèi)外溫差。同時，加強大體積混凝土內(nèi)部及外部溫度的測量頻率，以便及時掌握混凝土的內(nèi)外溫度，一旦監(jiān)測溫差>20℃，應(yīng)及時預(yù)警并加大內(nèi)外溫度的監(jiān)測頻率，若溫差達到23℃則須立即采取措施，如增加保溫并加大內(nèi)部冷卻水循環(huán)，從而有效減少因溫度應(yīng)力而導致的混凝土裂縫[3]。

3結(jié)束語

橋梁承臺大體積砼幾何尺寸大、表面系數(shù)小，砼水化熱在內(nèi)部集聚難以及時散發(fā)，因而極易因砼內(nèi)部溫度過高而造成較大的內(nèi)外溫差，從而生成溫度裂縫，影響橋梁的整體結(jié)構(gòu)性能。對此，須細致剖析大體積砼的裂縫成因，并針對性的采取妥當舉措有效應(yīng)對，如優(yōu)選砼原材、優(yōu)化砼配比、合理控制內(nèi)外溫差、緊抓砼施工管控、妥善砼養(yǎng)護等，進而有效規(guī)避砼裂縫的生成。

參考文獻

[1] 謝自暢，曾甲華.基于溫控應(yīng)力的橋梁承臺大體積混凝土裂縫控制分析[J].城市建筑，2016，（33）：255，312.

[2] 仲浩然，王書棟.橋梁工程大體積混凝土的裂縫問題研究[J].中國房地產(chǎn)業(yè)，2016，（22）：251.

[3] 萬航齊.橋梁工程承臺施工大體積混凝土施工技術(shù)與裂縫控制[J].綠色環(huán)保建材，2017，（12）：99.