連續(xù)梁大體積混凝土的防裂技術(shù)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(jīng)濟呈現(xiàn)出高速的發(fā)展態(tài)勢，施工技術(shù)也在緊緊跟隨時代發(fā)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(jié)構(gòu)承載力、體系穩(wěn)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(yīng)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(shè)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(yōu)化，從而降低和減少溫度裂縫的出現(xiàn)，大幅度提高施工水平和效率?；诖?，本文下面主要對連續(xù)梁大體積混凝土的防裂技術(shù)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?？卓绮贾脼椋?1-40m+2-32m+36-40m+1-32m+8-40m）簡支箱梁+（44+72+44）m連續(xù)梁+（1-40m）簡支箱梁+（70+128+70）m連續(xù)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(shè)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(xù)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(fā)現(xiàn)此項工程存在著較多的難點，其一：懸臂現(xiàn)澆連續(xù)跨度較大，主跨已經(jīng)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(xù)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(xiàn)的可能。其三：梁體內(nèi)部鋼筋非常密集，而且預應(yīng)力管道呈現(xiàn)出集中的態(tài)勢，結(jié)構(gòu)更具復雜性的特點。在具體施工期間，混凝土搗固質(zhì)量要求較高。其四：預應(yīng)力束長，預應(yīng)力張拉要求較高，所以具體的預應(yīng)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(xù)梁施工過程當中的要點內(nèi)容。其六：梁體體積非常大，而且所使用的混凝土數(shù)量較多，在具體施工期間，對于混凝土供應(yīng)能力等多個方面都需要做好安排和組織，還需要由工作經(jīng)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(yīng)用科學的方法，降低和減少混凝土內(nèi)部的水化熱、避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫問題。同時，還要應(yīng)用科學的方法，防止預應(yīng)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(yōu)勢與特點，已然在建筑行業(yè)獲得廣泛的應(yīng)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(tǒng)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(nèi)容進行仔細的分析，發(fā)現(xiàn)其中規(guī)定：混凝土結(jié)構(gòu)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(chǎn)生的混凝土被稱之為大體積混凝土。美國有關(guān)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(yīng)用科學的方法與措施來解決水化熱以及隨之而引發(fā)的問題，以最大限度減少開裂。通過對多項內(nèi)容進行仔細分析發(fā)現(xiàn)，可以認為現(xiàn)代結(jié)構(gòu)所應(yīng)用的高品質(zhì)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(yè)在具體施工過程當中，建筑物結(jié)構(gòu)在具體施工期間或者是使用期間，是非常容易出現(xiàn)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(jié)構(gòu)當中的分布具有不連續(xù)性。寬度在正常的情況之下，已經(jīng)＜0.05mm，肉眼是無法分辨和找到的；而宏觀裂縫實際寬度已經(jīng)＞0.05mm，主要就是由于微觀裂縫不斷發(fā)展而來的。在混凝土結(jié)構(gòu)當中，非常容易出現(xiàn)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(nèi)，而并不能夠全面將裂縫進行清除。

混凝土裂縫根據(jù)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(xù)的方式向深處所發(fā)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(fā)展而來，其對于建筑結(jié)構(gòu)的安全會產(chǎn)生嚴重影響[2]。

5 連續(xù)梁大體積混凝土裂縫出現(xiàn)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(chǎn)生的水化熱極大，大體積混凝土在凝結(jié)硬化期間，水化熱水帶來的影響溫度呈現(xiàn)出快速升高的態(tài)勢，但是混凝土的導熱系數(shù)較小，所以混凝土內(nèi)部會出現(xiàn)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(jié)構(gòu)工程施工以及檢驗規(guī)范當中的內(nèi)容進行分析，發(fā)現(xiàn)其中已經(jīng)明確的規(guī)定：大體積混凝土內(nèi)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(xiàn)象可以得知，混凝土內(nèi)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(nèi)部產(chǎn)生非常大的壓應(yīng)力，表面也會出現(xiàn)拉應(yīng)力，這種拉應(yīng)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(xiàn)[3]。

5.2 環(huán)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(huán)境與澆筑溫度加強關(guān)注與重視，因為這兩項內(nèi)容非常有可能增加裂縫出現(xiàn)的可能與概率。例如：澆筑溫度較高，那么混凝土內(nèi)部的溫度就會受到一定的影響，導致混凝土內(nèi)部的溫度在不斷升高當中，這時混凝土內(nèi)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(xiàn)，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(xiàn)的可能性。約束條件主要包括外約束與內(nèi)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(xiàn)裂縫問題；而內(nèi)約束指的則是溫度的影響之下，結(jié)構(gòu)內(nèi)部所產(chǎn)生的熱脹冷縮造成變形問題的出現(xiàn)。通過對以上內(nèi)容進行分析可以得知，混凝土在溫度影響之下會發(fā)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(xiàn)應(yīng)力，一旦超過抗拉極限，那么就出現(xiàn)裂縫問題，影響建筑物的質(zhì)量。

5.4 混凝土收縮影響

經(jīng)過專業(yè)工作人員大量實踐之后已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，混凝土凝結(jié)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(fā)掉，水分蒸發(fā)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(xiàn)裂縫問題的。在正常的情況之下，混凝土收縮結(jié)束之后，會處在水飽和的狀態(tài)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(xù)梁大體積混凝土防裂技術(shù)措施

6.1 原材料控制技術(shù)

眾所周知，將高質(zhì)量的材料加入到具體施工過程當中去，才能夠體現(xiàn)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(guān)注，并進行優(yōu)化，保證混凝土的開裂敏感性較低，具有較好的預應(yīng)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(yīng)。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(guān)鍵，因為兩項工作與混凝土的性質(zhì)之間有著緊密的聯(lián)系和關(guān)系，工作人員可以通過在混凝土內(nèi)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(xiàn)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(shù)

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(xiàn)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(xiàn)目標?；炷翝仓ぷ髟谡归_過程當中，每一位工作人員都需要秉承認真、負責的態(tài)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(xiàn)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(nèi)部加入冷水管，這樣水流在不斷的循環(huán)當中，就能夠?qū)⑵鋬?nèi)部的溫度進行有效降低， 防止大體積混凝土出現(xiàn)梯度效應(yīng)。

6.3 養(yǎng)護管理技術(shù)

養(yǎng)護環(huán)節(jié)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(huán)節(jié)，相關(guān)工作人員大量實踐發(fā)現(xiàn)，之所以會出現(xiàn)開裂問題，其中有很大一部分原因就是養(yǎng)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(yè)等多項工作，這樣能夠有效提高防裂效果。

6.4 預應(yīng)力質(zhì)量保護方法

工作人員參與到施工過程當中，需要確保預應(yīng)力的質(zhì)量，應(yīng)用多種方法真正實現(xiàn)目標。其一，保證波紋管綁扎無質(zhì)量問題，并且確保成孔的質(zhì)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(xiàn)。其三，對預施應(yīng)力各項基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行認真的測量，并且按照測量之后的結(jié)果，第一時間將張拉控制應(yīng)力進行相關(guān)的調(diào)整，確定預應(yīng)力筋伸長量，保證箱梁有效預應(yīng)力度的準確性。其四，在預應(yīng)力張拉過程當中，需要遵循“以應(yīng)力控制為主、伸長量作為較核”的標準。如果工作人員發(fā)現(xiàn)伸長量與理論生產(chǎn)量相比較，誤差已經(jīng)超過±6%，這時候需要找到之所以出現(xiàn)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(zhì)量保護措施

首先，在工作正式展開，應(yīng)用專業(yè)的空壓機，將孔內(nèi)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(yè)設(shè)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(yīng)力筋孔道，需要在孔道最高點設(shè)置排氣孔，并且確保排氣孔能夠?qū)⒆约旱淖饔萌堪l(fā)揮出來，無任何堵塞問題的出現(xiàn)，保證管道頂部漿液充滿，排氣管主要應(yīng)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(shè)置一排氣管。

7 結(jié)束語

簡而言之，大體積混凝土裂縫引發(fā)的原因具有多樣性，工作人員在具體施工以及設(shè)計期間，需要對混凝土裂縫問題加強關(guān)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(shù)，大幅度提高混凝土施工水平與質(zhì)量，避免混凝土裂縫問題的出現(xiàn)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(tài)度，將愛崗敬業(yè)作為自己工作的原則，選擇出最合適、最恰當?shù)拇篌w積混凝土防裂技術(shù)措施，進一步提高施工水平和效率，最終將高質(zhì)量的建筑項目呈現(xiàn)在大眾的眼前，滿足新時代下人們對于建筑行業(yè)所提出來相關(guān)要求。