徐振鲁
聊城市公路管理局交通量观测站 山东?聊城252000
摘要：公路桥梁工程是基础设施建设重要内容，多涉及大体积混凝土施工。混凝土浇筑过程中，材料因素和施工工艺对浇筑质量存在直接影响，极易出现裂缝。这些裂缝影响结构稳定性，成为安全隐患。本文分析了常见裂缝的成因问题，并探讨了控制裂缝、提升浇筑质量的工艺手法。
关键词：公路桥梁施工；混凝土裂缝；控制工艺分析
0引言
大体积混凝土通常是指混凝土结构物的实体最小尺寸大于等于1m，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土。公路桥梁中常见的下部基础结构为较大体积的混凝土承台、桥墩台等，大体积混凝土由于水化热引起砼内的最高温度与外界气温的温度差可能超过25℃。大体积混凝土的主要特点为体积较大、表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温度上升比较快。体积较大的混凝土在混凝土凝结过程中，内部温度不断变化，正常情况下，在浇筑后24h~72h内温度较高。混凝土内外温差较大会导致混凝土产生温度裂缝，另外常见的混凝土裂缝还有干缩、塑性及沉陷等。裂缝严重时，将影响结构安全和正常使用。
1混凝土裂缝的类型及原因
1.1温度应力引起的裂缝（温度裂缝）
此类裂缝是大体积混凝土防止的主要对象，主要由温差造成。由于混凝土的内外温差和收缩作用，混凝土温度应力和收缩应力大于混凝土抗拉强度时所产生的裂缝。较大体积混凝土内部的热量没有表面的热量散失得快，造成内外温差过大，当内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力超过混凝土抗压强度时，就会导致混凝土裂缝的产生。另外，拆模前后，由于表面温度快速降低，造成温度陡降，也会导致裂缝的产生。当混凝土内部达到最高温度后，热量会逐渐散发而达到环境温度，它们与最高温度的差值就是内部温差。这几种温差都会产生温度裂缝。但主要还是由水化热引起的内外温差产生的裂缝。
1.2干缩裂缝
与普通混凝土相同，大体积混凝土干缩裂缝多出现在混凝土养护结束后的一段时间或是混凝土浇筑完毕后一周左右。混凝土硬化后，在外部干燥的环境下，混凝土内部水分不断向外散失，若表面水分损失过快，则会引起较大的变形，内部湿度变化较小则变形较小，这会导致混凝土由外向内的干缩变形，且这种收缩变形是不可逆的。较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。干缩裂缝多为表面性的平行线状或网状浅细裂缝，较为细小。
1.3塑性收缩裂缝
在混凝土凝结前，因表面水份散失较快而产生收缩，这时混凝土的泌水现象明显减小，混凝土尚处于塑性状态，如果表面蒸发损失的水分不能及时得到补充，稍有拉力作用，混凝土的表面就会出现分布不均匀的裂缝。在水泥活性大、混凝土温度较高或在水灰比较低的条件下会加剧引起开裂。出现裂缝后，混凝土体内的水分蒸发会进一步加大，导致裂缝进一步扩展。塑性收缩裂缝一般在夏季干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细且长短不一及互不连贯的状态。影响混凝土塑性收缩开裂的主要原因有水灰比、凝结时间、环境温度、风速及相对湿度等
1.4沉陷裂缝
此类裂缝主要是由于桥梁基础结构所处的地基土质不匀、松软，回填不实或基坑长时间浸泡等造成不均匀沉降所致。特别是在北方地区冬季施工，模板支撑在冻土上，冻土消融后产生不均匀沉降，致使混凝土基础结构产生沉陷裂缝。此类裂缝多为进深较大或贯穿性裂缝，危害较大，其走向常与沉陷情况有关，一般沿与地面垂直或呈30°~45°角方向，裂缝宽度与沉降量成正比关系。
2大体积混凝土施工中的控制工艺
2.1沉降裂缝控制
根据裂缝产生原因，首先应在浇筑大体积混凝土前先处理地基，保证地基硬度，尤其是应保证地基软硬均匀，夯实或加固基坑和地基。检测地基部位土质水平，土质软弱的部分给予夯实处理，也可通过加填基料等方式增强地基承载力，防止浇筑混凝土后发生不均匀沉降。其次，在进行现场预制浇筑时，加强整体养护，提升侧向刚度，对地基部位进行适当的排水处理，防止长期浸泡，降低沉降影响。然后，控制浇筑模板的刚度，调整支撑间距，及时排水处理，防止模板底部长期浸泡，保证混凝土达到目标强度后再将模板拆除。拆除模板时，应按次序进行。若为冬季施工，模板架设基础为冻土，应考虑温度变化后地基的荷载水平可能发生变化，提前进行加固处理，防止解冻后影响地基应力变化，造成沉降裂缝。最后，还应保证构件结构平衡，避免荷载不均，按照构件情况进行加强处理，保证地基受力均匀，使结构应力可以被均匀分散。
2.2温度裂缝控制
（1）配比控制。科学调整配比可达到控制温度裂缝的目的。众所周知，影响混凝土刚性和应力的基础因素是混凝土混合料。配制混合料时，应根据要求调节强度，保证性能。水泥材料和配比对混凝土性能影响较大，应选择水化热特性为中度或低度的水泥类型，还应调整粗细集料配比，适当加入粉煤灰和矿渣粉。使用性能良好的减水剂对混凝土的强度有正向影响，通过调节减水剂，调整水泥用量。（2）温度控制。拌和混凝土时，温度控制也十分重要。在夏季或高温天气施工，为防止材料性能受到温度影响，应覆盖原材料，对集料进行适当的降温处理，如可对粗骨料进行洒水降温。搅拌车的温度对搅拌效果也有影响，高温天气需要通过洒水降低搅拌车温度。在拌和混合料时，避免阳光直晒，防止过早凝结。尽可能以低温水（如深井水）搅拌混合料，保证混合料温度控制。（3）浇筑控制。浇筑混凝土天气以阴天为宜，此种天气便于控制浇筑温度。把混凝土向模板中浇筑时，其温度要求约为24℃。浇筑过程应具有次序性，分层完成浇筑，单层浇筑厚度要求4~5米。但不同层次的浇筑应保持连贯性，浇筑间隔应≤2.5小时。高坍落度是大体积混凝土浇筑中需要重点应对的问题，可通过二次抹面加强压实。
2.3干缩裂缝控制
使用水泵抽水时，控制进水口压力与温差，温差以5~10℃最为适宜。降温处理前，检测孔内温度，使用循环水保证循环管与环境温差低于25℃，温度检测间隔为4小时左右。循环水降温控制在20分钟以内。浇筑结束后，配合科学养护，养护时间≥14天。横向施工之前，应先铺设水泥砂浆，水灰比避免过高，水泥砂浆厚度要求约为15米。
3结束语
综上所述，公路桥梁施工中，通常需要进行大体积混凝土施工，但因诸多因素影响，土体易出现各种裂缝，降低土体结构稳定性以及承载力，导致公路桥梁使用周期缩短，影响使用性能，增加通行风险。分析裂缝产生原因，采用科学工艺控制裂缝，可提升公路桥梁质量，保证设施安全。
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