文｜廣東省水利水電第三工程局有限公司 王偉年

1.引言

自進(jìn)入新世紀(jì)第21 個(gè)年頭，我國(guó)綜合國(guó)力已穩(wěn)居世界第二，城市建設(shè)一日千里，市政路橋工程大規(guī)模投資建設(shè)有力地促進(jìn)我國(guó)城市建設(shè)新發(fā)展。新時(shí)期市政路橋設(shè)計(jì)新穎，新技術(shù)、新材料、新工藝應(yīng)用廣泛，成為當(dāng)前城市重要宣傳形象標(biāo)志。由于市政路橋技術(shù)要求高、混凝土澆筑量大、養(yǎng)護(hù)條件嚴(yán)格、水化熱量大等因素的影響，實(shí)施大體積混凝土裂縫控制有較高的要求。作為施工單位解決大體積混凝土裂縫控制技術(shù)難題需要采取多種形式綜合手段來實(shí)現(xiàn)。

2.當(dāng)前造成大體積混凝土施工裂縫的情形

2.1 澆筑一次性釋放熱量大

由于大型路橋構(gòu)件體積比較大，結(jié)構(gòu)斷面厚度大，混凝土一次性澆筑數(shù)量比較多，構(gòu)件內(nèi)部的水泥遇水化熱，在短時(shí)間集中釋放熱量過多難以散失。當(dāng)內(nèi)部積蓄熱量過大時(shí)，構(gòu)件內(nèi)外溫度差值越來越大，超過正常溫差范圍值時(shí)導(dǎo)致混凝土裂縫產(chǎn)生。一方面與選擇的水泥品種、使用數(shù)量密切相關(guān)，另一方面與散熱時(shí)間跨度有關(guān)，大體積混凝土構(gòu)件澆筑后3-5 天為散熱最高峰時(shí)間段。

2.2 外部氣溫對(duì)混凝土溫度影響

外部氣溫對(duì)現(xiàn)場(chǎng)混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)產(chǎn)生直接影響。澆筑過程中會(huì)隨著外部溫度變化受到較大影響，如溫度突然降低會(huì)直接加大大體積混凝土內(nèi)部與外界環(huán)境的溫度差，一旦未采取控制溫度變化的措施易出現(xiàn)較嚴(yán)重的溫度裂縫。

2.3 水分蒸發(fā)過快產(chǎn)生的收縮

市政路橋工程大體積混凝土構(gòu)件面積通常比較大，在夏季炎熱氣候或養(yǎng)護(hù)環(huán)境保濕措施跟不上的情況下，混凝土構(gòu)件表面水分蒸發(fā)速度比較快，導(dǎo)致出現(xiàn)不同程度的內(nèi)部收縮，收縮應(yīng)力超過正常值將導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)。

3.防范大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的技術(shù)控制措施

混凝土集中澆筑到市政路橋工程中的主要承受荷載部位如梁、墩體、承臺(tái)等重要結(jié)構(gòu)中，澆筑的混凝土具有高流動(dòng)性、低粘度的特點(diǎn)，控制混凝土裂縫主要從溫度收縮、塑性收縮、自收縮等多方面進(jìn)行考慮采用改善原材料質(zhì)量、優(yōu)化配合比、減緩水分蒸發(fā)、降低內(nèi)外溫差等不同的針對(duì)性措施。

3.1 減少大體積混凝土水化熱的措施:

（1）原材料方面：①水泥作為直接與水產(chǎn)生水化熱的材料對(duì)路橋工程裂縫產(chǎn)生有重要影響，選擇合適的水泥品種十分重要。一般采用水化熱量較低的水泥來進(jìn)行攪拌混凝土施工，進(jìn)場(chǎng)使用的水泥配有專門防潮保存?zhèn)}庫(kù)環(huán)境。②選擇的水經(jīng)過專門冷卻后控制在2 ～8 ℃為宜，炎熱天氣中配備專門制冷水設(shè)備控制水的溫度。③混凝土的粗骨料采用粒徑相對(duì)大、級(jí)配符合施工要求的，提早存放通風(fēng)條件良好的臨時(shí)倉(cāng)庫(kù)中，攪拌前對(duì)粗骨料進(jìn)行降溫至25℃以下。④對(duì)砂的選擇以中砂為主，砂的含泥量、粒徑等指標(biāo)要嚴(yán)格控制，含泥量一旦出現(xiàn)過大時(shí)會(huì)造成混凝土收縮。⑤摻入的外加劑以減水劑、緩凝劑為主，摻合料選擇便于攪拌防收縮性能良好的粉煤灰、礦渣粉，對(duì)摻入料嚴(yán)格控制使用比例可以達(dá)到減少水泥消耗和水化熱產(chǎn)生的效果。

（2）養(yǎng)護(hù)方面：混凝土在3-5 天為散熱高峰并產(chǎn)生較大強(qiáng)度，掌握好起始養(yǎng)護(hù)時(shí)間是控制商品混凝土早期收縮裂縫的關(guān)鍵，要注意在初凝就要進(jìn)行濕養(yǎng)護(hù)，即澆后的12 小時(shí)以內(nèi)對(duì)混凝土加以覆蓋并保濕養(yǎng)護(hù)。

3.2 控制大體積混凝土溫差的措施

（1）對(duì)入?；炷恋臏囟葘?shí)施控制。水泥進(jìn)入攪拌罐體的溫度控制在60 ℃以內(nèi)，利用冰水、冷水?dāng)嚢?，粗骨料選擇冷水預(yù)先淋濕、強(qiáng)力通風(fēng)降溫等手段控制溫度。針對(duì)不同季節(jié)選擇相應(yīng)手段，在夏季炎熱氣候環(huán)境中要配備大功率的冷水機(jī)械設(shè)備迅速對(duì)混凝土中表面大的粗骨料進(jìn)行降溫，對(duì)混凝土攪拌料出機(jī)溫度調(diào)節(jié)在26.0 ℃以內(nèi)，有效控制入模溫度。

（2）加大現(xiàn)場(chǎng)澆筑溫差控制。市政路橋工程混凝土構(gòu)件如承臺(tái)、橋墩墩身等構(gòu)件體積比較大，綁扎的鋼筋縱橫交錯(cuò)非常密集，在嚴(yán)格按照澆筑順序、方向?qū)嵤┻^程中還要充分考慮到構(gòu)件抗裂構(gòu)造特點(diǎn)，對(duì)構(gòu)件的熱工指標(biāo)進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，認(rèn)真分析溫控技術(shù)難點(diǎn)，錨固部分受到高度集中應(yīng)力影響出現(xiàn)裂縫可能性較大，需要合理設(shè)置內(nèi)部冷水管走向（如圖1 所示），快速降低內(nèi)部發(fā)熱量大的集中點(diǎn)，通過內(nèi)部循環(huán)輸送的冰水來控制內(nèi)外溫差不大于25℃。

圖1 內(nèi)部通入冷卻水管降溫

（3）錯(cuò)峰時(shí)間段實(shí)施澆筑作業(yè)。氣溫變化對(duì)于大體積混凝土施工來說是非常重要的影響因素，尤其是在炎熱的夏季條件下，在入模溫度大于30℃和模板、鋼筋及環(huán)境溫度大于40℃時(shí)澆筑控制溫差難度非常大，需要調(diào)整大體積澆筑施工時(shí)間，選擇錯(cuò)開白天高溫時(shí)間段，從傍晚開始實(shí)施澆筑大型構(gòu)件。

（4）對(duì)測(cè)溫控制采用信息化監(jiān)測(cè)手段，隨著冷水管的通入內(nèi)部，利用當(dāng)前信息化條件在大體積構(gòu)件內(nèi)部均衡設(shè)置無線溫度監(jiān)測(cè)裝置，設(shè)定正常溫度范圍值，并與外部監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信號(hào)聯(lián)通，密切觀察澆筑混凝土內(nèi)部構(gòu)件溫度的變化。在測(cè)溫部位中一旦發(fā)現(xiàn)內(nèi)外溫度差值超過25℃時(shí)系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警，馬上采取降低溫度或保溫手段。密集、實(shí)時(shí)、信息化的監(jiān)測(cè)手段能及時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度出現(xiàn)的異常變化，減少裂縫產(chǎn)生的機(jī)率。

3.3 大體積混凝土振搗施工防裂措施

對(duì)于市政路橋大體積結(jié)構(gòu)中高密集的鋼筋布置特點(diǎn)，混凝土振搗難度比較大，現(xiàn)場(chǎng)需要從實(shí)際出發(fā)采用滿足施工環(huán)境的振搗器，平衡分布在澆筑大體積構(gòu)件前、中、后部位。針對(duì)底部密集的鋼筋難以振搗到位情況，通過“分區(qū)定點(diǎn)，一個(gè)坡度、分層澆筑、循序推進(jìn)、逐步到頂”的方法，在同一個(gè)坡度分步到頂?shù)倪B續(xù)澆筑。要減少因混凝土振搗不足而產(chǎn)生的裂縫，提升內(nèi)部拌合料與鋼筋的結(jié)合握裹力，必須要在振動(dòng)界限前對(duì)混凝土實(shí)施二次振搗，直接排出鋼筋下方的多余水分、空隙，提升內(nèi)部抗壓和防裂能力。

3.4 大體積混凝土收漿抹面及施工縫處理要點(diǎn)

通常在市政路橋工程中大體積混凝土的構(gòu)件厚度大，表面光滑程度要求比較高，因此在澆筑振搗完成后4～8 小時(shí)內(nèi)，未達(dá)到初凝之前要實(shí)施2～3 次收漿、抹光、壓平作業(yè)，控制構(gòu)件表面的光滑程度，完成良好的閉合，減少收縮裂縫的出現(xiàn)和擴(kuò)大，將初凝時(shí)產(chǎn)生的龜裂紋消除。施工縫處理要先把上一層混凝土澆筑的表面浮漿提前清理干凈，兩層混凝土有效結(jié)合。

3.5 大體積混凝土養(yǎng)護(hù)施工控制措施

澆筑完成的混凝土要適當(dāng)?shù)谋?、保濕養(yǎng)護(hù)措施（如圖2 所示），注意在夏季中需要保濕措施減少水分過度蒸發(fā)，在冬季有良好的保溫措施，控制混凝土表面溫度急劇下降，充分發(fā)揮混凝土在后續(xù)時(shí)間逐漸產(chǎn)生強(qiáng)度來達(dá)到減少裂縫的目的。養(yǎng)護(hù)中對(duì)模板拆除的要求依照施工方案制定的內(nèi)容實(shí)施，減少混凝土急劇降溫程度，達(dá)到養(yǎng)護(hù)最好的效果。

圖2 大體積混凝土構(gòu)件覆蓋養(yǎng)護(hù)

3.6 其它控制裂縫措施

由于市政路橋工程大體積混凝土施工技術(shù)難度大，除了正常控制裂縫技術(shù)措施外，還可以在提升抗力和減少收縮方面采取實(shí)施。在加強(qiáng)抗力方面可以采用鋼絲鋼纖維、剪切鋼纖維、銑削鋼纖維混凝土等新型材料來實(shí)現(xiàn)阻裂作用。在控制收縮方面，在混凝土表面設(shè)置抗裂型鋼筋網(wǎng)片、控制水分蒸發(fā)等手段控制裂縫的產(chǎn)生。

4.結(jié)語(yǔ)

本文分別從混凝土材料的精選和配合比試驗(yàn)、澆筑施工工藝、混凝土溫度探測(cè)、后期養(yǎng)護(hù)等不同階段采取不同的措施來控制裂縫的產(chǎn)生，此外還可選擇新型抗裂混凝土材料來強(qiáng)化施工防裂效果，以達(dá)到市政路橋工程大體積混凝土控制裂縫的目的，提升路橋工程施工質(zhì)量。