桥梁墩台大体积混凝土施工裂缝及预防措施

张艳强

桥梁墩台需要承受较大的压力，通常为大体积混凝土施工。在实际施工过程中，受诸多因素影响，桥梁墩台相应的混凝土结构极易发生改变。若达到相应的界限标准，将产生施工裂缝，引发结构破坏，还会腐蚀结构内部存在的钢筋，降低桥梁墩台的整体承载力，并缩短其实际使用寿命。因此，有必要立足于施工实践，采取有效措施对桥梁墩台大体积混凝土施工裂缝进行预防。

1 大体积混凝土的特性和定义

混凝土是由水泥和砂石等组合而成的常用建筑材料，大体积混凝土当前尚无具体定义。从建筑和施工要求上来看，现浇量大，结构结实的混凝土结构基本属于大体积混凝土。在大体积混凝土的浇灌过程当中，水泥水化热会导致混凝土结构内部温度大幅上升，这容易导致大体积混凝土结构变形，在此过程中容易形成裂缝等危害。

2 产生裂缝的原因

桥梁墩台普遍采用大体积混凝土结构，其混凝土浇筑施工要满足相关设计强度要求，在混凝土浇筑施工过程中，水泥水化热因素造成温度发生变化，可能引发混凝土产生施工裂缝。混凝土实现凝结硬化，主要是水泥与水二者发生反应，形成相应的胶结材料，具有良好级配的砂石材料经过胶结，能形成具有较大硬度的复合材料，有效增强其抗压性能。混凝土浇筑的早期过程中，水泥和水发生反应，将产生大量热量，在水化过程中，造成混凝土内部升高50℃～70℃的温度。混凝土内部及其表面具有不同的散热条件，其内部集聚大量水化热难以有效散发，其外部则具有较快的散热速度，这就造成内部温度相对外部温度明显较高，使内部形成过大温差，拉应力将产生于混凝土表面，若混凝土表面拉应力超出其极限抗压强度，将形成不均匀的施工裂缝。

3 裂缝的预防措施

3.1 混凝土配合比的设计控制措施

混凝土裂缝的产生是由于受到水泥化合反应的直接影响，由于其内外温度差值过大，使得结构受损出现裂缝，为了对其进行控制，就需要确保混凝土本身的合易性达到既定标准，最大限度的减少混凝土的单位用水量，尤其是减水剂的选择及应用，更应当对其主体性能进行优化选择，只有其水胶比例小、砂率在标准范围、不易塌落，才能与性能优势强的引水剂相互配合，在这一过程中粉煤灰量也应当在结合设计要求的基础上进行适量配比，从而进一步提高混凝土的综合性能，降低内外温度差，确保内外温度值保持基本一致。桥梁墩台作为支撑结构，其抗裂性能的提升也就显得至关重要，而钢筋本身硬度及强度较大，将其应用到大体积混凝土施工中就能起到良好的加固作用。在实际应用中需要根据工程实际情况，对其直径进行科学选择，通常情况下，在这一施工结构中需要应用小结构钢筋，其加固形式以小间隔方法为主体，与此同时还需要对配筋率进行精准控制。在混凝土内部出现强度应力时，受拉位置就可以增设加强筋对其进行强化，提升混凝土抗拉能力。

3.2 施工过程中进行控制

水泥的水化热是造成裂缝出现的主要原因，因此在施工的过程中，对混凝土进行降温尤为重要。通常情况下，在施工过程中会布置循环冷却水管。循环冷却水管必须经过精确计算，利用水循环带走热能。但在施工过程中必须时刻保持水管畅通，防治水管堵塞和漏水。除了循环冷却外，分层浇筑也可以减少水泥热量的聚集。分层浇筑通常分为平面、斜面和分段分层三种。在进行平面浇筑操作时要求结构平面尺寸相对较小，在施工的过程中在第一层混凝土初次凝结之前进行第二层浇灌，每层的浇灌厚度要求在一尺之内。在进行斜面浇筑时，一般是让混凝土从顶端自然向下流，这中浇灌方法适合平面大但整体厚度要求较小的平面。和平面分层一样，斜面分层在浇灌时要确保第二次浇灌在第一层初凝之前。分段分层浇灌主要是为了适应结构面积大和跨度较大的桥梁墩台结构。在分层浇灌时，先将一段距离的结构进行逐层浇筑，然后再对另一段进行浇筑。在分段分层浇筑时要注意浇筑的厚度和振捣时间。

3.3 加强对混凝土的有效养护

要保证混凝土环境湿度，避免由混凝土表面发生脱水进而导致干缩裂缝。要及时对浇筑完成的混凝土实施有效的洒水保温。混凝土完成终凝后，要借助草袋以及塑料薄膜等对之进行覆盖，有效避免水分发生蒸发。将各类保温材料，诸如土工布、棉被等覆盖在混凝土上的塑料薄膜上，对混凝土表面相应的温度下降进行有效减缓，对混凝土内外存在的温差变化进行有效控制。若不方便对竖壁进行覆盖，可采用具有良好性能的塑料模板，并对拆模时间进行适当延长，实现有效的带模养生。待混凝土内外存在20℃以下的温差，才能对模板以及相应保温层进行拆除，若提前实施拆模，需在拆模后及时开展保温养护。

4 结语

综上所述，在桥梁墩台大体积混凝土的施工中，针对混凝土产生裂缝成因和特点，通过控制优化混凝土配合比设计，改善骨料级配，降低水灰比，掺加外加剂，减少水泥用量等原材料控制并积极改善混凝土浇筑施工工艺，提高施工质量、做好温度监测工作及加强养护等方面采取有效技术措施，就能最大限度的消除和减少墩台大体积混凝土裂缝病害的产生。