橋梁墩臺大體積混凝土施工裂縫及預防措施

張慶紅

摘要：墩臺作為橋梁的重要組成結(jié)構(gòu)，在橋梁行車荷載不斷增加的情況下，需要通過施工技術(shù)優(yōu)化，進一步提高橋梁墩臺的穩(wěn)定性和承載力，以保障橋梁上部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全。大體積混凝土施工雖然能夠提升橋梁墩臺的抗壓能力，但是由于水化熱特性、施工技術(shù)水平以及現(xiàn)場地質(zhì)條件等多種因素的影響，容易產(chǎn)生裂縫問題。施工裂縫的存在，不僅會直接影響到橋梁工程的使用安全，而且會導致橋梁無法通過驗收，給施工單位帶來巨大的經(jīng)濟損失。因此，探究墩臺大體積混凝土施工裂縫成因及其預防措施，也成為施工單位的重要工作內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：橋路段太；大體積混凝土；裂縫問題；預防措施

引言：

大體積混凝土在高層建筑、橋梁、水壩等大型工程中有廣泛應用，其中裂縫問題可以說是大體積混凝土在各類工程應用中的一種質(zhì)量通病。結(jié)合大量的工程實例分析，引發(fā)大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的原因有多種，包括溫差過大、混凝土質(zhì)量不高等。橋梁施工單位應當在掌握各種可能導致大體積混凝裂縫原因的基礎(chǔ)上，從專業(yè)角度，在施工過程中就采取針對性的預防措施，從源頭上消除裂縫隱患，實現(xiàn)橋梁工程質(zhì)量和自身經(jīng)濟效益的同步提升。

一、橋梁墩臺大體積混凝土裂縫的原因分析

1、水泥水化熱的影響

水化熱是水泥的一種特殊屬性，水泥在水化過程中要釋放出大量的熱能。由于大體積混凝土的幾何尺寸大多在1.5m以上，內(nèi)部水泥水化熱產(chǎn)生的熱量沒有及時散失出去，積累后導致大體積混凝土內(nèi)部溫度逐漸升高。這一過程自大體積混凝土澆筑完成后，大約持續(xù)5d的時間，內(nèi)外溫度差最高可達20°以上。由于溫度差較多，混凝土的熱脹冷縮幅度不一致，從而引發(fā)了結(jié)構(gòu)裂縫。

2、大體積混凝土制備質(zhì)量的影響

大體積混凝土自身的性能和質(zhì)量，也是導致施工裂縫的重要原因。在選購混凝土各類組成材料時，采購部門沒有對材料質(zhì)量、規(guī)格進行嚴格檢查，例如水泥的強度等級、骨料的粒度等不符合要求。還有就是在混凝土制備過程中，各類材料的配合比也不夠精確，如果水泥比例較低，砂石比例過高，都會導致大體積混凝土的粘結(jié)性不足，后期也會出現(xiàn)裂縫。

3、施工養(yǎng)護不到位的影響

大體積混凝土澆筑完成后，需要花費至少2周的時間開展養(yǎng)護工作，尤其是在夏季、冬季，外界溫度會對大體積混凝土產(chǎn)生比較明顯的影響，需要現(xiàn)場施工人員結(jié)合實際條件做好養(yǎng)護工作。但是也有一些施工單位出于工程進度考慮，在墩臺大體積混凝土澆筑并干燥后，直接開始下一步的施工計劃，養(yǎng)護工作直接省略或養(yǎng)護時間較短，也容易引發(fā)墩臺混凝土裂縫。

二、墩臺大體積混凝土施工控制與預防對策

1、混凝土配合比的設(shè)計控制措施

通過上述闡述可以發(fā)現(xiàn)，混凝土裂縫的產(chǎn)生是由于受到水泥化合反應的直接影響，由于其內(nèi)外溫度差值過大，使得結(jié)構(gòu)受損出現(xiàn)裂縫，為了對其進行控制，就需要確保混凝土本身的合易性達到既定標準，最大限度的減少混凝土的單位用水量，尤其是減水劑的選擇及應用，更應當對其主體性能進行優(yōu)化選擇，只有其水膠比例小、砂率在標準范圍、不易塌落，才能與性能優(yōu)勢強的引水劑相互配合，在這一過程中粉煤灰量也應當在結(jié)合設(shè)計要求的基礎(chǔ)上進行適量配比，從而進一步提高混凝土的綜合性能，降低內(nèi)外溫度差，確保內(nèi)外溫度值保持基本一致。

橋梁墩臺作為支撐結(jié)構(gòu)，其抗裂性能的提升也就顯得至關(guān)重要，而鋼筋本身硬度及強度較大，將其應用到大體積混凝土施工中就能起到良好的加固作用。在實際應用中需要根據(jù)工程實際情況，對其直徑進行科學選擇，通常情況下，在這一施工結(jié)構(gòu)中需要應用小結(jié)構(gòu)鋼筋，其加固形式以小間隔方法為主體，與此同時還需要對配筋率進行精準控制。在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)強度應力時，受拉位置就可以增設(shè)加強筋對其進行強化，提升混凝土抗拉能力，避免混凝土出現(xiàn)裂縫。

2、對原材料進行科學控制

水泥是水化反應產(chǎn)生水化熱主要材料，不同品種的水泥所產(chǎn)生的是水化熱不同的，在墩臺大體積混凝土施工過程中，要充分利用礦渣硅酸鹽水泥，火山灰和其他微粒超細的水泥。在條件許可時，應首選收縮小或微型擴張的水泥.因為擴張水泥水化膨脹的時間有一定的預壓力.這在水化熱后期可部分抵消混凝土溫度徐變應力，從而降低混凝土的拉應力，可提高混凝土的抗裂性能。

試驗表明，每增加10kg水泥材料，澆筑溫度就會相應增加1℃，水化熱與水泥用量成正比，因此，在混凝土施工過程中要盡量減少混凝土中水泥的實際用量，以降低水泥用量，減少水化熱。但應在合理的范圍內(nèi)，以避免水泥含量過低，導致構(gòu)件強度降低，造成結(jié)構(gòu)安全風險在橋墩臺大體積混凝土材料配比中加人一定量的粉煤灰，可以提高混凝土的和易性，加大混凝土的流動性，采用泵輸送澆筑方便，還可以提高混凝土的密度和透氣性，減少混凝土的收縮，減少水泥的量。

混凝土粗細骨料的比例一般為混凝土總量的80%-83%，是影響混凝土強度的主要材料，因此.應該選擇膨脹系數(shù)小，骨料表面清理潔凈，及具有良好級配的骨料。橋墩大體積混凝土中也可加入一定量的大小為15Omm-30Omm的大塊石，要求無裂縫硬度高，使用前清洗干凈。

3、做好養(yǎng)護控制工作

剛完成澆筑的混凝土，處于凝固硬化階段，些時水化反應速度較快，潮濕適宜的條件可防止混凝土表面脫水，而產(chǎn)生干縮裂縫，此時應及時灑水保溫。待混凝土終凝后，應立即用塑料薄膜、草袋等覆蓋，防止水分蒸發(fā)。在塑料薄膜上，再用草包等保溫材料加以覆蓋，減緩混凝土表面溫度的下降，以控制混凝土其內(nèi)外的溫差變化。對于不便覆蓋的豎壁，用性能好的塑膠膜板，并延長拆模時間，實行帶模養(yǎng)生?；炷羶?nèi)外溫差小于20℃時，方可拆除模板和保溫層，若要提前拆模，在拆后立即保溫養(yǎng)護。

結(jié)語：

在橋梁墩臺大體積混凝土的施工中，針對混凝土產(chǎn)生裂縫成因和特點，通過控制優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計，改善骨料級配，降低水灰比，摻加外加劑，減少水泥用量等原材料控制并積極改善混凝土澆筑施工工藝，提高施工質(zhì)量、做好溫度監(jiān)測工作及加強養(yǎng)護等方面采取有效技術(shù)措施，就能最大限度的消除和減少墩臺大體積混凝土裂縫病害的產(chǎn)生，使橋梁墩臺大體積混凝土的質(zhì)量得到有效的保證。

參考文獻：

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