公路桥梁大体积混凝土常见裂缝与施工控制工艺的分析

常昇宏 姜海燕 唐娱瑛

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

前言

采用大体积混凝土进行公路桥梁施工时，因混凝土体积因素、材质特性等因素影响，常见温度裂缝、干缩裂缝、塑性裂缝以及沉降裂缝等。混凝土浇筑工艺在桥梁施工中具有经济节约、适用范围广、使用周期长、操作简单、可行性强等优点，裂缝问题是控制工艺中的常见问题，但并非不可控。

1常见裂缝成因

（1）沉降裂缝。沉降裂缝也通常被称为沉陷裂缝，为非结构性裂缝。大体积混凝土存在一定的坍落度，当坍落度超过混凝土应力，就可能出现沉降裂缝。表面系数越大，裂缝发生概率越高。分析其成因，多是因为结构地基土质问题引起，当土质硬度不足或承载力存在落差时，可能出现裂缝。部分裂缝是因为施工回填后未将回填土夯实，对公路桥梁而言，常见原因是水体侵入导致沉降不均匀。此类裂缝具有明显的贯穿性特点，危害深度通常较大，威胁性强，影响结构稳定，提高通行风险。

（2）温度裂缝。施工大体积混凝土工程时，多发裂缝之一即是温度裂缝。体积过大是导致温度裂缝出现的核心原因，受体积影响，混凝土内外部存在温差，外部散热较快，而内部散热相对较慢，在构件内外部温差影响下，结构承受应力。虽然构件结构具有一定抗拉强度，但较为有限，一旦温度应力过高，抗拉强度低于温度应力，裂缝就会因此出现。不仅如此，拆除模板是混凝土施工的必要环节，拆除过程中，混凝土体表面温度迅速降低，内外部温差增大，也极易催生裂缝。

（3）干缩裂缝。浇筑和养护结束后，大体积混凝土所处环境若湿度较高，则其可保持良好稳定性，但当其所处环境比较干燥时，则可能引起混凝土体外部水分急剧蒸发或风干，导致混凝土体变形。受物理因素影响，内部湿度变化相对和缓，幅度较低，这种内外部湿度落差可导致干缩变形出现。未发生变形的内部限制干缩变形的土体外部，拉应力由此产生，导致干缩裂缝出现。大体积混凝土干缩裂缝通常是平行线裂缝或者网状裂缝，裂缝一般较为细小。

（4）塑性裂缝。塑性裂缝多产生于土体凝结环节。此时土体表面迅速失去水分，与内部相比出现收缩，而从整体而言，这时土体具有塑性特征，受到拉力影响后，土体外部会出现塑性收缩裂缝，观察裂缝形态，分布较不均匀。尤其是当制造混凝土的混合料中水泥活性与水灰比存在明显差异，前者高后者低时，所产生的裂缝会更加严重。

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，分層完成浇筑，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[1]。

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[2]。

2.4 塑性裂缝控制

尽量在温度不高或者湿度较高的条件下浇筑，调整科学的水灰配比，加强养护，使用硅酸盐水泥，降低干缩值，提升早期强度。浇筑结束后，覆盖土体，提升封闭性，降低环境温度影响。采用安全网或其他方式加强挡风，防止冷风直接影响土体表现。

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。

参考文献

[1] 王学儒.公路桥梁大体积混凝土裂缝成因与控制措施[J].工程技术研究，2020，5（5）：145-146.

[2] 郭一男.公路桥梁大体积混凝土施工裂缝的控制要点[J].交通世界，2018（31）：118-119.