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摘要：随着我国桥梁技术的发展，越来越多的大体积混凝土被应用到桥梁结构当中，成为工程项目的主要建筑材料，与此同时，大体积混凝土裂缝问题成为桥梁工程中关注的主要问题，与桥梁工程的质量密切相关。对大体积混凝土裂缝的主要类别及其成因进行分析，进而探讨加强混凝土裂缝控制的有效措施。
关键词：高铁桥梁；大体积混凝土；控制措施
1导言
近年来，随着经济发展速度的加快，对城市建设的要求逐渐提升，这使得城市的很多建筑动力都被大型建筑工程占据，而高铁桥梁工程作为城市交通的枢纽建筑，其工程施工备受关注。大体积混凝土作为建筑工程施工中的主要材料，在高铁桥梁施工中被广泛的应用，虽然这种建筑材料的优势作用不可忽略，但其裂缝问题一直以来都是影响工程质量的主要问题，如何采取有效的措施抑制大体积混凝土的裂缝问题，成为当前建筑工程施工中亟需解决的难题。
2大体积混凝土裂缝的主要类型及危害
按照混凝土裂缝深度的不同，可将大体积混凝土裂缝分为三种类型，分别是深层裂缝、表面裂缝及贯穿性裂缝3种。其中，贯穿裂缝主要是由混凝土的表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿性裂缝。贯穿性裂缝对混凝土结构的危害性最大，由于其形成和发展的过程切断了混凝土结构的断面，从而破坏混凝土整体结构的稳定性，深层裂缝的危害性适中，表面裂缝的危害性最小。
混凝土裂缝的出现并不一定会对工程结构安全造成威胁，由于其存在一个最大允许值。若室内环境正常时，构件允许值的最大裂缝宽度会小于等于0.3mm；若在露天或室内的高温环境下，构件最大裂缝宽度的允许值在0.2mm内。
如果大体积混凝土构件位于地下，混凝土裂缝的出现对其防水性能会造成一定的影响。一般情况下，宽度在0.2mm以下的混凝土裂缝，虽然会出现轻微的渗水现象，但这种小型裂缝可以在一段时间后愈合。若裂缝的宽度在0.2-0.3mm间，渗水量就会随着裂缝宽度的增加而加大。宽度超过0.3mm时，就会出现贯穿全断面的裂缝，对结构的使用造成很大的影响，对于这种情况，需要及时进行灌浆加固处理。
3大体积混凝土裂缝成因
3.1环境温度变化
我国不同地区的气候环境各有不同，在建筑施工中极易出现环境和温度变化，这也是混凝土裂缝产生的原因之一。建筑施工中，大体积混凝土的内部温度一般较高，但受环境温度变化的影响，内外温度就会形成温差，产生温差力，导致混凝土裂缝的出现。
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3.2混凝土收缩导致的裂缝
在大体积混凝土中，约20%的水分是水泥硬化所必需的水分，由于大体积混凝土的水分较大，80%的水分会蒸发，在水化热过程中其内部的水分会慢慢蒸发，这些蒸发的水分量会对混凝土的稳定性产生影响，引起混凝土体积的收缩。具体而言，水泥和水在搅拌的过程中蒸发的水分量过大时，会超过混凝土自身材料的配合比，大体积混凝土就会出现收缩，在收缩力较大的情况下，混凝土裂缝就会产生，导致大体积混凝土的稳定性较差，且裂缝的缝隙较大时，还会对工程的正常施工造成影响，因此，需要加大对水泥水化热过程的重视。
3.3水泥在水热化过程中产生裂缝
大体积混凝土产生裂缝的主要原因在于混凝土水化热，水泥在水化过程中产生的热量较多，且大体积混凝土的面积大，厚度也大，导致其产生的热量在混凝土的内部难以扩散，使混凝土内部温度不断升高，当混凝土的内部温度和其表面的温度之间的温差较大时，在重力的作用下大体积混凝土会出现变形，在变形中形成混凝土裂缝，裂缝的深浅和宽窄将会对工程的施工进度造成直接的影响，同时也会影响到工程的施工质量。因此，只有对混凝土内外温差进行有效控制，才能够更好地保证工程的施工质量。
4加强大体积混凝土裂缝控制的具体措施
4.1合理设计混凝土的配合比
大体积混凝土配合比的控制对混凝土质量稳定性起到重要的作用。原材料作为混凝土的主要构成成分，其选择要做到合理化。
（1）原材料的选择需注意以下几点内容。粗骨料采用连续级配，细骨料可选择中砂，选择减水剂和缓凝剂作为外加剂，选择矿渣粉和粉煤灰作为掺合料。
（2）在保证混凝土的强度以及坍落度的前提下，需提升骨料及掺合料在混凝土中的含量降低单方混凝土的水泥用量。
（3）降低原材料的温度，水泥的选择需要确保其水热化程度低、凝结时间长，可优先选择低热矿渣硅酸盐水泥矿渣硅酸盐水泥以及火山灰质硅酸盐水泥等。
相对其他水泥而言，水化热低的矿猹水泥析水性较大，在浇筑层表面常会有大量的水析出，这种状况不仅会对工程的施工进度造成影响，同时还会影响到整个工程的施工质量。一般情况下，混凝土泌水性的大小与用水量有关。用水量越多，泌水性就会越大。
此外，混凝土泌水性还与其温度密切相关，随着温度的升高，水析出的时间会缩短。水泥的成分和细度也会关系到混凝土泌水性。
4.2制订混凝土浇筑和振捣方案
混凝土浇筑方案的制订需要满足两个基本条件：
（1）确保初凝之前的混凝土被上一层新混凝土覆盖并振捣完毕；
（2）考虑钢筋的疏密度，预埋件的留设及混凝土的供应状况等因素。
常见的混凝土浇筑方法有3种。
4.2.1全面分层绕筑法
在完成第1层全面浇筑后，立即浇筑第2层，第2层的浇筑要确保第１层混凝土还未初凝，以这样的方式连续浇筑，直到工程完工为止。这种全面分层浇筑的方法适用于结构平面尺寸不大的工程中，施工时可从最短的边开始浇筑，沿长边逐渐推进，也可以分段浇筑，从两端向中间位置浇筑。
4.2.2分段分层烧筑法
在浇筑混凝土的过程中，先从底层开始浇筑，等浇筑一定距离后再浇筑第２层，依次即可完成各层的浇筑。由于总层数较多，浇筑顶层后，第１层的混凝土还未初凝，在这种情况下，可从第二段分层进行浇筑。这种浇筑方案主要适用于单位时间内供应混凝土较少，结构物厚度不大但面积和长度大的工程施工中。
4.2.3斜面分层浇筑法
这种方法对斜面的坡度要求不大于1/3，主要适用于混凝土结构的长度大于其厚度3倍的工程施工中。混凝土从浇筑层下端开始上移，混凝土的振捣也要适应斜面分层浇筑的工艺流程，为确保工程施工满足具体要求，需在每一个混凝土斜面的上下位置布置振捣器。上面的振捣器可确保混凝土捣实，下面的振捣器可确保混凝土的密实度。
4.3在混凝土评定验收阶段加强其强度
加强混凝土结构形式的设计，不仅能降低混凝土的水化热程度，还能降低工程施工项目的数量。由于大体积混凝土的施工时间较长，为防范施工中出现大范围的裂缝，需根据混凝土的结构受力状况合理评定和验收混凝土龄期，充分考虑混凝土的后期强度，在一定程度上减少混凝土施工设计的强度等级，减少水泥的用量，达到降低水泥水化热程度的目的，避免大体积混凝土出现大面积裂缝。此外，温度应力产生的原因还在于混凝土结构受到约束力，在构造设计中需全面优化构造约束，若遇到较强约束时，为减少温度应力，可在接触面上布设滑动层，在一定程度上减弱外约束力。由于混凝土具备侧限条件，为防止裂缝的产生，可利用这一条件，在混凝土当中掺和一定量的膨胀剂，对混凝土因温度收缩产生的预压力进行补偿，以此增强混凝土的抗裂性能。
结束语
高铁桥梁工程是促进城市发展的主要工程设施。在工程施工中，注重大体积混凝土的裂缝问题就是对城市建设发展问题的重视。只有釆取有效的措施对大体积混凝土施工进行全面控制，才能确保施工质量的稳定性，减少工程施工中裂缝的产生，提高工程整体的施工水平和质量。
参考文献：
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论文作者:王毅
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第16期
论文发表时间:2018/1/18
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