桥梁承台大体积混凝土施工裂缝控制

武帅山

山西路桥建设集团有限公司 山西太原 030006

1 项目背景

此桥梁的长度是0.562km，设计的桥面宽度是45m，承台结构尺寸是12.5m×7.5m×1.8m，需要对承台进行大体积混凝土浇注，选择的是C30混凝土，其中钢筋含量约为10927.5kg，混凝土的浇注量大约是219.6m3。大体积混凝土施工容易出现裂缝问题，所以文章根据桥梁承台实际情况，重点研究了桥梁承台大体积混凝土施工裂缝控制措施。

2 大体积混凝土裂缝形成原因

在桥梁承台大体积混凝土浇注阶段，受水化温度、弹性模量以及气温等相关要素的影响，以及忽略施工控制，从而大体积混凝土就容易出现裂缝问题。为了能够有效控制大体积混凝土裂缝，就必须加大浇注温度控制、环境温度控制以及后期养护等，同时严格根据工艺流程进行施工，由此才能预防与控制承台大体积混凝土裂缝的形成。

3 大体积混凝土裂缝控制措施

3.1 混凝土配合比材料优化

水泥。通过试验可知控制水泥用量能够有效预防大体积混凝土裂缝的形成。以保证大体积混凝土的设计强度为基础，需要合理控制水泥用量，减小混凝土内部温度，从而预防裂缝形成。同时可以适量减少碱含量（一般＜水泥用量0.6%），促进混凝土均匀膨胀[1]。

添加剂。在配合比设计阶段应掺入适量的粉煤灰，将混凝土的初凝时间进行延长，控制早期强度，减缓水化热引发的热量释放，从而实现混凝土内部温度的有效控制。选用矿粉替换水泥，以减小由于水泥水化热现象而引发的温度上升。通过加入矿粉可以使水泥颗粒变得分散，促进水泥完全水化。此项目中大体积混凝土的配合比设计加入适量的粉煤灰与矿粉，可以强化混凝土的各项性能。

减水剂。通过加入减水剂可以优化混凝土的密实度，进一步提高其耐久性，控制水泥的硬化时间[2]。所以在大体积混凝土配合比设计时应结合具体情况掺入一定量的减水剂，从而延迟热量释放时间，达到裂缝预防目的。

3.2 浇注温度计入模温度控制

从本质上分析，浇注温度指的是大体积混凝土浇注过程中的环境温度，而入模温度指的是出料仓并运输到工程现场实施浇注的温度。若是夏季施工则应保证浇注与入模温度≤35℃，采取的降温措施是建立凉棚、实施风冷法，或是在早晨或是下午进行施工[3]；若是冬季施工应确保浇注与入模温度≥5℃，当温度＜5℃需要通过加热方式或是增设蒸汽管措施提升温度，以保证施工温度符合规定基本要求，从而预防大体积混凝土裂缝的形成。

3.3 骨料温度控制

骨料的存放高度需要适中，通过建立料仓或者是凉棚方式避免阳光直晒，将砂石料的温度控制允许范围之内。此外，骨料需要进行适量地洒水处理，实现骨料温度的控制。

3.4 布设冷却水管

在大体积混凝土实施浇注阶段，为了能够控制其内部温度，预防裂缝的形成，就需要布设冷却水管。而冷却水通常选择工程现场范围内的井水，其温度相对比较低，降温效果较为突出。采用的冷却水管为铁管，其水流量应＞30L/S[4]。结合大体积混凝土降温实际要求与内部温度变化情况布设3层冷却水管，同时科学建立进水口与出水口。

3.5 后期养护

在大体积混凝土浇注结束之后，需要高度重视后期养护处理。基于标准养护状态下，混凝土的厚度应处于20℃左右，一般养护时间≥28d。考虑到工程现场中各种条件的影响，往往难以按照标准养护条件进行大体积混凝土养护，主要选择人为养护方式。夏季时大体积混凝土养护，需要严格控制脱水与干缩裂缝等质量缺陷，应及时地对大体积混凝土进行喷水处理。此外，灌注终凝之后的10h至12h以内，需要对大体积混凝土的外露表面实施浇水处理，并确保混凝土的内部与外部温度≤25℃，从而预防大体积混凝土裂缝的形成。

3.6 温度监测

从大体积混凝土中布设测温点，由此可以掌握其最高温度、外表温度以及温度差等，一般选择温差大与易冷却区域建立测温点，与大体积混凝土的外表面相距3cm至5cm位置建立测温点，从承台高度范围1/2至1/3的位置建立测温点，从而就实现了大体积混凝土外表温度与内部温度的实时监测，有效预防大体积混凝土裂缝的形成。

4 效果分析

大体积混凝土的温度变化主要包含了三个阶段，首个阶段是快速升温，持续时间处于2d至3d之间，主要原因是水泥水化反应会释放出很多热量，从而导致大体积混凝土温度直线上升；第二阶段是温度下降趋于缓慢，持续时间处于3d至8d，主要原因是水化热形成的热量已经向外扩散，从而温度逐渐降低；第三阶段是温度下降更为缓慢，并接近于外界的温度。总体而言，大体积混凝土首个阶段的温度上升比较快，而第二、第三阶段温度日趋下降，同时下降趋势渐渐变缓。承台断面的温度处于20℃至60℃间，而在大体积混凝土中心区域设置的测点，所测得的温度比较高。

从大体积混凝土内部布设冷却水管，虽然外界环境的平均气温是28℃，但是大体积混凝土的内部温度仍然≤60℃。根据检测冷却水管的温度数据发现，进水与出水的温度之差处于5℃至13℃区间。由此表明，通过在大体积混凝土中布设冷却水管能够有效地减小混凝土早期强度，实现混凝土温度的合理控制，从而达到大体积混凝土裂缝形成的有效预防。

5 结语

本文结合桥梁承台工程项目实际情况，综合分析了大体积混凝土施工裂缝控制措施，主要包含了混凝土配合比材料优化、浇注与入模温度控制、布设冷却水管以及温度监测等。实践表明，采用一系列控制措施有效预防了大体积混凝土裂缝的形成，也保证了桥台大体积混凝土施工质量。