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摘要：随着桥梁的跨度越来越大，桥梁基础承受的荷载越来越大，桥梁基础也较多的出现了大体积混凝土结构。桥梁基础大体积混凝土裂缝控制是施工质量控制的重点，本文分析了桥梁基础大体积混凝土裂缝成因，并探讨了裂缝控制技术。
关键词：桥梁基础；大体积；裂缝
一、桥梁基础大体积混凝土裂缝成因
（一）水泥水化热的影响
水泥水化过程中放出大量的热，且主要集中在浇筑后的7d左右，一般每克水泥可以放出500J左右的热量，如果以水泥用量350kg／m～550kg／m3来计算，每立方米混凝土将释放出17500KJ～27500的热量，从而使混凝土内部温度升高（可达70℃左右，甚至更高）。尤其对大体积混凝土来讲，这种现象更加严重因为混凝土内部和表面的散热条件不同，故混凝土中心温度很高，就会形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时混凝土表面就会产生裂缝。
（二）施工不当
现场施工不当是造成混凝土收缩开裂最主要的原因。违章施工、不当施工以及振捣方式不当均有可能造成大体积混凝土开裂。施工不规范，混凝土保护层相差较大，减小了钢筋对混凝土开裂的约束作用；混凝土振捣不实，导致局部轻微的蜂窝、空洞或不密实，影响混凝土的强度；混凝土施工配合比控制不严，拌合物含水量过大，混凝土产生较大硬化收缩；混凝土运输或搅拌时间过长，拌合物水分蒸发量较大，塌落度过低，使混凝土产生收缩裂缝。养护温度的升高能提高混凝土的早期强度，但对后期强度有不利影响。因此，在控制内外温差的前提下，在升温阶段应尽可能适当放热，一方面可以降低混凝土温升峰值，另一方面又可防止影响后期强度。混凝土浇筑后，若表面不及时覆盖进行潮湿养护，表面水分迅速蒸发，很容易产生收缩裂缝，特别是在气温高、相对湿度低、风速大的情况下干缩更容易发生。
二、桥梁基础大体积混凝土裂缝控制技术
（一）设计控制措施
选择合理的结构形式和分缝分块，改善大体积混凝土浇筑时内外温度环境，从而减小混凝土内外温差。考虑温度应力和设计荷载共同作用，对结构构件的温度场进行仿真分析，并对温度应力和收缩力进行验算。优化结构形式，改变结构构件约束条件，减小约束应力；避免结构突变（或断面突变）产生应力集中。当不可避免断面突变时，应作局部处理，做成逐渐变化的过渡形式，同时加配钢筋，控制应力集中裂缝。在大体积混凝土基础的孔洞和变断面的转角部位，常由于温度收缩作用产生应力集中而形成裂缝。常用的措施：一是在转角或者圆孔边作构造筋加强，转角处增配斜向钢筋或网片；二是在孔洞便捷设护边角钢。从构造上提高混凝土的极限拉伸及抗拉强度可以有效地提高“抗”的作用。“后浇缝”和“跳仓打”这两种方法可控制施工期间的较大温差及收缩应力。
（二）大体积混凝土原材料选用
1、水泥
由于水泥的用量直接影响着水化热的多少及混凝土温升，大体积混凝土应选用水化热较低的水泥，如低热矿渣硅酸盐水泥、中热硅酸盐水泥等，并尽可能减少水泥用量。
2、细骨料
宜采用Ⅱ区中砂，因为使用中砂可减少水及水泥的用量。
3、粗骨料
在可泵送情况下，选用粒径5-20mm连续级配石子，以减少混凝土收缩变形。
4、含泥量
在大体积混凝土中，粗细骨料的含泥量是要害问题，若骨料中含泥量偏多，不仅增加了混凝土的收缩变形，又严重降低了混凝土的抗拉强度，对抗裂的危害性很大。因此，骨料必须现场取样实测，石子的含泥量控制在1％以内，砂的含泥量控制在2％以内。
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5、掺合料
应用添加粉煤灰技术。在混凝土中掺用的粉煤灰不仅能够节约水泥，降低水化热，增加混凝土和易性，而且能够大幅度提高混凝土后期强度，推移温升峰值出现时间。
6、减水剂
采用减水剂，如SF-1缓凝高效减水剂；膨胀剂采用广泛使用的U型膨胀剂，如无水硫铝酸钙（C4S）或硫酸铝（Al2（SO4）），试验表明在混凝土添加了膨胀剂之后，混凝土内部产生的膨胀应力可以抵消一部分混凝土的收缩应力，相应地提高混凝土抗裂强度。
（三）混凝土浇筑控制
混凝土的浇注温度混凝土出搅拌机后，经运输、平仓、振捣等过程后的温度为浇注温度，浇注温度根据不同的季节施工均作了明确的控制要求。在大体积混凝土每次开盘之前，通过量测水泥、粉煤灰、砂、石、水的温度，估算浇注温度。若浇注温度在控制要求内，则正常浇注，若浇注温度超过控制要求，则采用夜间浇注。如遇天气回升在炎热季节施工，为降低浇注温度，采取了现场骨料堆均进行遮盖防止日晒；如混凝土入模温度过高，则采取现场加冰或水洗骨料的降温措施。水泥棚四周通风，保持棚内阴凉，水泥均采用出厂10d以上的，不使用刚出厂的散装水泥，可避免水泥本身的高温导致混凝土入模温度偏高。机具也要降温或保温，拌和前要用冷水冲洗配料机和搅拌机，输送前冲洗输送泵，输送时用草袋覆盖泵管，防止日照高温。
采用延缓温差梯度和降温梯度的措施，在浇筑前经详细计算安排分块、分层浇筑次序、流向、浇筑厚度、宽度、长度、前后浇筑的搭接时间；控制混凝土入温度并加强振捣，严格控制振捣时间，移动距离和插入深度，保证振捣密实，严防漏振和过振，确保混凝土均匀密实；做好现场协调组织管理，要有充足的人力、物力、保证施工按计划顺利进行，保证混凝土供应，确保不留冷缝；浇筑后对大体积混凝土表面较厚的水泥浆进行必要的处理，一般浇筑后3～4h内初步用木长刮尺刮平，初凝前用铁滚筒碾压2遍，再用木抹子搓平压实，以控制表面龟裂；混凝土浇灌完后，立即采取有效的保温措施并按规定覆盖养护。
（四）布设冷却管
在桥梁基础内部布置双层直径为50mm的循环降温水管，通过循环冷水的降温，将内外温差降低到最低数值。在浇筑混凝土前埋置冷却水管的同时埋设温度传感器，浇筑完毕后进行温度监测，确保基础混凝土水化热引起的最大温差在25℃以内，冷却管的进出水温差控制不超过10℃。当发现进出水口温差过大或过小，或者水温与混凝土内部温度的差值超过25℃时，及时调整水温或流量，防止水管周围产生温度裂缝。在养护结束后，在降温管道内注入高强度的灌浆剂，保证承台内部的密实性和强度。
（五）测温
为了掌握混凝土的温升和降温的变化规律，及时采取措施，控制混凝土的内外温差，需要对混凝土进行温度监测控制。混凝土浇筑体内测温点的布置，应真实地反映出混凝土浇筑体内最高温升、里表温差、降温速率及环境温度。测温点的布置，必须具有代表性和可比性。沿浇筑的高度布置在底部、中部和表面，垂直测点间距一般为50cm～80cm，平面测点应布置在边缘与中间，间距一般为2.5m～5m。监测点布置范围以所选混凝土浇筑体平面图对称轴线的半条轴线为测试区，测试区内监测点按平面分层布置。测试区内，测温孔的位置与数量根据混凝土浇筑体内温度场分布情况及温控的要求确定。在每条测试轴线上，测温孔位宜不少于4处，应根据结构的几何尺寸布置。沿混凝土浇筑体厚度方向，必须布置外表、底面和中间部位测温孔。混凝土浇筑体的外表温度，宜为混凝土外表以内50mm处的温度。混凝土浇筑体底面的温度，宜为混凝土浇筑体底面上50mm处的温度。振捣混凝土时，振捣器不得触及测温孔管。根据测温孔布置图，专人进行测温孔埋设，混凝土浇筑过程中，确保测温孔位置、深度准确。测温孔在混凝土浇筑以及测温停止前的施工过程中做好防护工作，确保不损坏。
结束语
我们不仅要清楚桥梁基础大体积裂缝产生的原因，同时对于混凝土裂缝的控制及措施也要做到最好，这样才能保证大体积混凝土的质量，同时也确保了桥梁基础结构的质量与安全。
参考文献：
[1]李亮宾.桥梁大体积混凝土施工质量控制[J].城市建设理论研究（电子版），2013年31期.
[2]卓平立、孟宪丽.大体积设备基础混凝土施工裂缝控制[J].山西建筑，2008年31期.
论文作者:孙振
论文发表刊物:《基层建设》2015年21期供稿
论文发表时间:2016/3/25
标签：混凝土论文; 测温论文; 温度论文; 体积论文; 裂缝论文; 应力论文; 水泥论文; 《基层建设》2015年21期供稿论文;