曹祥彬

（浙江旭新建設(shè)有限公司，浙江 溫州 325014）

1 大體積混凝土梁裂縫綜述

混凝土產(chǎn)生裂縫的原因很多，包括混凝土自身的因素、環(huán)境的因素、人為的因素等?；炷磷陨淼囊蛩匕ㄋ嗨艧岷蠡炷两禍剡^(guò)程中產(chǎn)生的溫度裂縫、水泥漿硬化時(shí)體積收縮所產(chǎn)生的硬化收縮、混凝土干燥時(shí)產(chǎn)生的干縮等；環(huán)境的因素包括外界的約束、外界溫度升降使混凝土膨脹或收縮；人為的因素包括設(shè)計(jì)的不合理、混凝土配合比不當(dāng)、材料質(zhì)量不合格、施工質(zhì)量差等。

混凝土是由水泥漿、砂子和石子組成的水泥漿體和骨料的兩相復(fù)合型脆性材料。存在著兩種裂縫:肉眼看不見(jiàn)的微觀(guān)裂縫和肉眼看得見(jiàn)的宏觀(guān)裂縫。微觀(guān)裂縫是混凝土本身就有的，它的寬度僅2-5mm，主要有三種形式的微裂縫。

混凝土的宏觀(guān)裂縫是肉眼可見(jiàn)的，按裂縫成因有荷載裂縫、變形裂縫、施工裂縫、堿骨料反應(yīng)裂縫，根據(jù)它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)中的分布區(qū)域，一般可分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫。

連續(xù)梁邊跨端部腹板受力比較特殊，應(yīng)力分布十分復(fù)雜。連續(xù)梁邊跨端部往往是由在支架上現(xiàn)澆的，此處剪力較大，在施工和體系轉(zhuǎn)換過(guò)程中會(huì)受到一些次內(nèi)力的影響，也是局部受力集中之處，同時(shí)，巨大的支座反力也主要是依靠腹板來(lái)傳遞的。主要與端部沒(méi)有配置彎起索或彎起索不足有關(guān)，即使配置豎向預(yù)應(yīng)力筋也由于鋼筋較短或是由于人工操作不當(dāng)帶來(lái)的過(guò)大預(yù)應(yīng)力損失，以至難以抵抗主拉應(yīng)力。

分析認(rèn)為箱梁頂板、底板的裂縫是由于箱梁畸變和橫向彎曲產(chǎn)生的，計(jì)算箱梁頂、底板的主應(yīng)力時(shí)，必須考慮頂、底板的橫向正應(yīng)力。由于在箱梁的頂、底板的剪應(yīng)力相對(duì)較小，所以主應(yīng)力的方向大致與箱梁的頂?shù)装宓臋M向方向相同，那么產(chǎn)生的裂縫方向大致與橋軸方向平行。預(yù)應(yīng)力筋錨頭處局部受力以及截面分層處和施工接縫處的局部應(yīng)力都有可能產(chǎn)生嚴(yán)重的局部應(yīng)力，使頂、底板開(kāi)裂。

2 大體積混凝土裂縫的控制措施分析

隨著橋梁跨徑的不斷擴(kuò)大，橋梁建設(shè)中大體積混凝土越來(lái)越多，工程實(shí)踐證明，大體積混凝土施工難度比較大，混凝土產(chǎn)生裂縫的機(jī)率較多，稍有差錯(cuò)，將會(huì)造成無(wú)法估量的損失。

為了控制大體積混凝土裂縫，就必須盡最大可能提高混凝土本身抗拉強(qiáng)度性能和降低抗應(yīng)力這兩方面綜合考慮?？估瓘?qiáng)度主要決定于混凝土的強(qiáng)度等級(jí)及組成材料，要保證抗拉強(qiáng)度關(guān)鍵在于原材料的優(yōu)選和配合比的優(yōu)化，降低拉應(yīng)力是控制混凝土裂縫的有效途徑。

2.1 原材料方面控制

2.1.1 水泥

水泥水化熱是產(chǎn)生溫度應(yīng)力的主要影響因素，因此水泥是大體積混凝土的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。大體積混凝土所用水泥應(yīng)采用水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、后期強(qiáng)度高的水泥，如礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥，大體積混凝土中嚴(yán)禁使用體積安定性不良的水泥，以防止會(huì)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生膨脹性裂縫，影響工程質(zhì)量。

2.1.2 骨料

對(duì)于大體積混凝土工程，石子的選擇可根據(jù)施工條件，盡量以減少用水量和水泥用量，減少混凝土的收縮和泌水性為目的。在配合比相同的條件下，使用碎石的混凝土強(qiáng)度高，抗裂性能也較卵石的高，所以對(duì)于大體積混凝土工程，由于抗裂度要求高，施工時(shí)宜采用碎石作為粗骨料。

2.1.3 摻合料

在拌制混凝土?xí)r摻入的礦物粉狀材料，主要是為了節(jié)約水泥，改善混凝土性能，常用的有粉煤灰、硅粉、磨細(xì)礦渣粉、燒粘土、沸石巖粉、磨細(xì)自燃煤研石等。其中粉煤灰的應(yīng)用最為普遍。大體積混凝土施工中，摻加適量的優(yōu)質(zhì)粉煤灰，可以改善混凝土的性能、減少混凝土的水化熱。

2.1.4 外加劑

為保證大體積混凝土工程質(zhì)量，防止開(kāi)裂，提高混凝土的耐久性，混凝土外加劑是指在混凝土拌和過(guò)程中摻入的，用以改善混凝土性能的物質(zhì)。如摻用減水劑，在保證混凝土滿(mǎn)足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的前提下，可最大限度的減少水泥用量。加入膨脹劑可使混凝土獲得一定膨脹值，以抵消或者減緩由于混凝土收縮而產(chǎn)生的拉應(yīng)力，從而防止混凝土產(chǎn)生開(kāi)裂。大體積混凝土中常用的外加劑有木質(zhì)素磺酸鹽類(lèi)減水劑、高效緩凝減水劑、UEA型膨脹劑等。

2.2 施工方面

2.2.1 拌制振搗

在混凝土攪拌時(shí)，采用二次投料新工藝，混凝土上下層強(qiáng)度差減少，可有效地防止水分向石子與水泥砂槳界面的集中，使硬化后的界面過(guò)渡層的結(jié)構(gòu)致密、粘結(jié)加強(qiáng)，從而可使混凝土強(qiáng)度提高10%左右。在大體積混凝土基礎(chǔ)的垂直施工縫處留縫與接縫時(shí)，均宜采用二次振搗。一般宜在混凝土澆筑后lh左右。

2.2.2 澆筑

在施工時(shí)間允許的條件下，可將大體積混凝土結(jié)構(gòu)采用分層多次澆筑，施工層之間的結(jié)合按施工縫處理，它可以使混凝土內(nèi)部的水化熱得以充分地散發(fā)。分層厚度一般控制在0.6-2.0m的范圍內(nèi)，選擇上層混凝土覆蓋的適宜時(shí)間，應(yīng)是在下層混凝土溫度己降到一定值時(shí)，即上層混凝土溫升傳遞到下層后，下層混凝土溫度回升值不大于原混凝土最高溫升，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般約取5-7天為宜。

2.2.3 頂板施工

認(rèn)真審查工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙，復(fù)核板厚、鋼筋；加強(qiáng)鋼筋工程的隱蔽驗(yàn)收，注意檢查鋼筋的直徑、間距、上下層鋼筋之間的有效高度、鋼筋的錨固長(zhǎng)度、下層鋼筋的保護(hù)層墊板厚度及分布等是否符合設(shè)計(jì)、施工規(guī)范要求；澆搗混凝土?xí)r，安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)管理，以免上層負(fù)筋被踩壓下沉；板中預(yù)埋電線(xiàn)套管時(shí)下方多設(shè)些墊塊，一確保下層鋼筋的有效保護(hù)層；嚴(yán)格按照施工規(guī)范規(guī)定，嚴(yán)禁在現(xiàn)澆混凝土未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度之前拆模，板上施工堆載應(yīng)均勻分布，且避免過(guò)重；重視事前控制，確保板件厚度及混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

2.2.4 溫度控制

溫度監(jiān)測(cè)是大體積混凝土施工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是防止溫度裂縫的關(guān)鍵。在混凝土澆筑過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行混凝土澆筑溫度的監(jiān)測(cè)，在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行混凝土澆筑塊體升降溫、內(nèi)外溫差、降溫速度及環(huán)境溫度等監(jiān)測(cè)。這些監(jiān)測(cè)結(jié)果能反映大體積混凝土澆筑塊體內(nèi)溫度變化的實(shí)際情況及所采取的施工技術(shù)措施的效果，為施工組織者在施工過(guò)程中及時(shí)準(zhǔn)確采取溫控對(duì)策提供科學(xué)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)情報(bào)化施工。

施工中可采用簡(jiǎn)易測(cè)溫法，即在混凝土內(nèi)預(yù)埋鋼管，用便攜式電子溫度計(jì)測(cè)溫。目前，在大體積混凝土溫度、溫差監(jiān)測(cè)工作中引入了計(jì)算機(jī)技術(shù)，提高了監(jiān)測(cè)速度與監(jiān)測(cè)精度，并可進(jìn)行不間斷的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)工作自動(dòng)化。在程序編制中輸入最大溫差控制值，可以實(shí)施溫差超值聲、光自動(dòng)報(bào)警，根據(jù)打印的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、變化曲線(xiàn)可以預(yù)測(cè)溫度及其變化的趨勢(shì)，及時(shí)采取有效措施對(duì)混凝土的內(nèi)外溫差、溫度陡降與內(nèi)部溫差進(jìn)行控制。

3 結(jié)語(yǔ)

混凝土裂縫問(wèn)題十分復(fù)雜，它涉及到和工程結(jié)構(gòu)相關(guān)的方方面面。在橋梁工程大體積混凝土基礎(chǔ)施工中，應(yīng)從優(yōu)先選用水化熱低的水泥，結(jié)構(gòu)致密、粒徑較大、級(jí)配良好的骨料，摻加適量的礦質(zhì)摻合料和外加劑，可以減少混凝土的水化熱、改善混凝土的性能。采用分層澆筑的方法，改進(jìn)混凝土的拌制和振搗，有效降低混凝土的內(nèi)外溫差，減少收縮值并弱化基礎(chǔ)的約束作用?；炷翝仓瓿珊笠訌?qiáng)養(yǎng)護(hù)，嚴(yán)格控制溫差，在混凝土澆筑過(guò)程中進(jìn)行混凝土澆筑溫度的監(jiān)測(cè)，能夠有效防止大體積混凝土基礎(chǔ)出現(xiàn)裂縫，保證混凝土的質(zhì)量。

[1]中華人民共和國(guó)交通部.JTG D62-2004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范[M].北京:人民交通出版社.2004.

[2]李躍.大體積混凝土的溫控和防裂技術(shù)研究[J].武漢理工大學(xué).2004.

[3]中華人民共和國(guó)交通部.JTG D62-2004公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范[M].北京:人民交通出版社.2004.

[4]謝榮華.高層建筑大體積混凝土裂縫的防治[J].大眾科技.2005（11）.