路桥施工中大体积混凝土裂缝成因与防治措施

2018-12-27郝龙峰

山西建筑 2018年34期

郝龙峰

(山西路桥集团阳蟒高速公路有限责任公司，山西太原 030100)

从专业角度来说，大体积混凝土主要是指实际尺寸超过1 m的混凝土。在路桥施工过程中，原材料质量控制不严格，浇筑工序不合理、维护保养工作落实不到位等都会导致大体积混凝土出现不同类型的裂缝，增加发生安全事故的概率。为此，基层施工技术人员要深化安全责任意识，针对裂缝的成因采取必要的防治措施，从根本上强化工程质量。

1 简述路桥工程大体积混凝土裂缝的成因

1.1 裂缝类型分类

根据大体积混凝土裂缝深度差异，可将其分为表层裂缝、贯穿性裂缝和深度裂缝三种。其中，表层裂缝是暂时性危害较小的一种，其裂缝深度仅停留在混凝土表面，通常只是会影响工程的美观性，不会造成工程主体受力结构的不稳定，但也要及时的修复，如图1所示。

贯穿性裂缝则是表面裂缝未得到及时修复而成的，且贯穿性裂缝能够将整个大体积混凝土块分割成不同形状的单体，进而降低主体结构的安全稳定性，对大体积混凝土构成危害。相比之下，深层裂缝对大体积混凝土的危害性更大，通常裂缝深度超过0.3 m，严重时甚至会超过2 m。

1.2 引起裂缝的关键因素

导致大体积混凝土裂缝的成因是多样的。就现阶段路桥工

程的发展情况来看，引起混凝土裂缝的关键因素主要包括如下几方面：

1)水泥材料水化热系数高。

大体积混凝土在施工过程中，需要结合混凝土特性采取浇筑工艺。为避免混凝土出现结构裂缝问题，在实际施工环节，要参考施工要求及标准规范，尽可能选择水化热系数较低的水泥材料。但由于对浇筑工序缺乏有效的控制，导致混凝土出现大面积散热，基于其结构内、外部环境条件不同，使得散热速率存在较大的差异。通常来说，水化热是在混凝土内部聚集的，在发生水化热反应的情况下，会使得混凝土结构内部温度急速升高，进而导致中心温度高、散热时效长，而表面温度相对较低，散热速率较快。在内外温差作用下产生一定程度的拉应力，而一旦拉应力指标超过大体积混凝土的抗拉强度，就会导致其出现结构裂缝问题。

2)温差变化。

外界温度下降明显，会导致混凝土结构表面温度随之下降，而内部温度下降速率缓慢，形成内外温差，进而导致混凝土出现结构裂缝。

3)混凝土收缩应力超过抗拉强度。

在完成混凝土浇筑施工后，在散热及硬化环节，由于混凝土自身属性特征，极易出现自然收缩，而一旦收缩力超过混凝土结构抗拉强度，就会导致其出现结构裂缝。为避免收缩裂缝的产生，应当严格把控水泥材料质量，调整配合比例，确保满足实际的施工要求。

2 防治大体积混凝土裂缝的实际意义

在大体积混凝土施工过程中，裂缝防治是施工建设单位的重点工作内容。在道路桥梁施工过程中，我们应当采取如下几方面措施防治混凝土裂缝问题。

2.1 保证工程美观性

一旦大体积混凝土出现裂缝，不仅会影响美观性，还会对工程质量构成威胁。而严格监控原材料质量、对浇筑施工进行全方位动态控制、加大温度控制力度、积极落实维护保养工作不仅可以让工序正常运转，还能提升美观性，让大体积混凝土发挥实际作用。

2.2 强化路桥工程建设质量

混凝土裂缝问题不仅会影响工程的美观性，还会对工程建设质量构成威胁。为此，施工建设单位要加大质量控制，规范现场施工，保证大体积混凝土浇筑的正常运转。

2.3 保证路桥工程性能稳定，延长使用寿命

在大体积混凝土浇筑施工过程中，完善设计方案，严格把控原材料质量及配合比例，并重视浇筑温度控制，积极落实保养工作，可以加强大体积混凝土浇筑施工效果，强化工程质量。

3 防治路桥工程大体积混凝土裂缝的具体策略

3.1 工程概况

以某路桥工程为例，在检查已经交付完成的四个桥墩时发现，其表面有一横向裂缝，经全方位勘察，此条裂缝宽度在0.2 mm以内，尽管裂缝宽度指标未超过限定范围，但由于不清楚裂缝的成因，如果不采取必要的补救措施，不仅会影响工程的美观性，长此以往，还极有可能由于裂缝问题影响路桥的安全稳定性。

3.2 裂缝防治措施

3.2.1严格监控原材料质量

采用热化系数低的水泥产品，不仅可以满足实际施工需求，还能从根本上防治混凝土裂缝问题。在配置混凝土的过程中，掺杂适量的粉煤灰，有助于提高混凝土结构的抗拉强度，预防裂缝。在选择原材料环节，要尽可能选择颗粒直径小于40 mm的粗、细骨料，配合质地坚硬、没有杂物的机制碎石，以提高混凝土工程质量。此外，要严格把控细集料的含泥量指标，避免其在外界环境影响下发生过大的收缩反应，预防裂缝。

3.2.2加大对混凝土配合比的重视

在施工前期，要积极落实试验检查工作，结合实际施工需求，严格控制粗细集料、添加剂及水泥等材料的配合比例。在确定配合比方案后，要进一步提高混凝土的强度条件、抗拉强度等，从根本上避免裂缝问题的产生。在满足配合比设计要求的基础上，调整减水剂等外加剂的质量，避免裂缝问题的发生。

3.2.3保证浇筑质量

首先，预防混凝土裂缝的关键在于加强浇筑施工质量控制，确保工序的合理性、规范性。在浇筑施工前，需根据施工质量要求，综合考量施工现场的基本情况，制定切实可行的浇筑施工方案，为相关工作的开展奠定基础。在浇筑大体积混凝土前，反复检查钢筋保护层垫块数量是否充足，位置是否合理，稳固性是否符合要求。在入模前，为进一步强化浇筑施工效果，应当积极做好前期测量工作，在温度条件、坍落度、综合性能等指标满足标准要求的前提下，开展后续工作。一旦混凝土自由倾落高度超过2 m，为确保工序的正常运转，可合理使用漏斗、滑槽等基础设备。如果在夏季施工，在搅拌混凝土前，可对粗集料进行洒水降温处理，避免水分流失过快或温度下降较快而出现裂缝。如果在冬季施工，则要积极做好保温处理。

其次，实施混凝土振捣工艺时，需保证振捣充分，提高混凝土密实度，进而预防裂缝。通常应用频率较为广泛的振捣工具包括：插入式高频振动棒、表面平板振捣器等。在振捣前，要积极检查设备的性能，确保其为施工提供优质服务。在振捣施工环节，秉承“快插慢拔”的基本原则，让力度适中，振捣充分，避免漏振。

此外，需在振捣施工周围增设保护模板，避免应力过大损害模板。同时要积极检查模板质量，确保支撑结构温度性达到标准要求，接缝密实度符合质量验收标准，预防漏浆问题，强化振捣效果。

再次，在施工过程中要对混凝土进行分缝分块处理，让混凝土浇筑施工正常运转，控制内外温差，强化施工效果。通常，混凝土浇筑会采取分层浇筑的模式，与此同时，根据施工现场的具体情况，调整分层厚度，严格履行施工标准规范控制浇筑施工。只有保证一层施工顺利完成，才能推进下一层工序，预防裂缝的产生。

最后，在混凝土浇筑过程中，应加大温度控制。这里为预防温度裂缝产生，应当选择类型、质量标准等属性符合实际施工的原材料，并对其进行必要的降温处理，加大浇筑过程的温度控制力度，强化施工效果。例如，在对水泥进行散热处理时，要对粗骨料洒水降温，然后，按照一定的混合料配合和浇筑施工规范开展作业。如果在此过程中出现温度过高的问题，在拌制混凝土时可掺杂适量的冰块，以降低温度，避免裂缝的产生。

3.2.4积极落实维护保养工作

在施工过程中，对大体积混凝土进行保温或降温处理，是预防裂缝的重要手段。在完成混凝土浇筑及振捣施工后，可以采取蓄水保温的措施进行必要的养护。一般，常见的保温养护措施就是在混凝土表面覆盖塑料薄膜或湿麻袋，降低内外温差，预防因温度拉应力导致的裂缝问题。保湿养护主要是为了避免混凝土表面水分流失过快，在完成浇筑后，在其表面覆盖塑料薄膜。除此之外，为了进一步强化养护效果，预防大体积混凝土出现结构裂缝，还需让养护时间超过14 d。