桥梁承台大体积砼的防裂举措探讨

刘和彪

摘 要 大体积砼因其结构强度高、抗震性能好、作业周期短等显著优势而在桥梁工程中得以广泛应用，然而，其工艺复杂、技术要求高，一旦施工工艺把控不到位便易致使生成表面裂缝或贯穿裂缝，进而影响桥梁的建设质量及结构稳定性。对此，本文首先剖析了桥梁承台大体积砼的裂缝成因，然后细致探讨了桥梁承台大体积砼的防裂举措，以供参考。

关键词 桥梁承台;大体积砼;裂缝成因;防裂举措

1桥梁承台大体积砼的裂缝成因

1.1 水化热影响

砼浇筑后凝结的过程中，因水泥的水化反应会使大量热量在内部集聚，对于几何尺寸大、表面系数小的大体积砼而言，内部热量急速上升，并与砼外部形成较大温差，温差逐渐变大并形成温度应力，一旦超出砼的极限抗拉能力，则会致使裂缝生成。通常，大体积砼浇筑后的3～5d内部温度会升至峰值，并缓慢降至正常，因此，初期的合理养护，是预防裂缝生成的关键。

1.2 外界气温影响

大体积砼施工时，因水泥水化反应使得大体积砼内部温度急剧上升甚至高达70～80℃，而砼外部即便是采取一定的保温也无法达到上述温度，并且，如若施工时外界气温骤降，而砼内部散热又不及时，极易因较大的内外温差而形成温度应力，从而引发大体积砼裂缝。

1.3 砼收缩不均

砼水化热会消耗约20%的拌和用水，而其余约80%的用水将会随之蒸发。在此过程中，必然会因为水分的大量流失而导致砼出现干燥收缩的现象。正是由于大体积砼内部水分流失较慢，而砼表面水分流失过快，致使大体积砼表面与内部形成较大的收缩梯度，一旦超过砼抗裂能力就会形成裂缝。

1.4 养护不到位

大体积砼受外界环境的影响也会在一定程度上形成开裂，因此，养护不到位也会造成砼出现裂缝。通常，我国对大体积砼养护温度要求在18～22℃，湿度至少为95%。然而，当前多数施工队伍对砼养护不到位，或是不满足砼洒水养护的条件，致使砼出现干缩裂缝[1]。

2桥梁承台大体积砼的防裂举措

2.1 优选砼原材

（1）水泥。大量研究及实践发现，大体积砼裂缝主要是由于水泥水化热所致，且水泥用量的多少与水化热高低息息相关，因此，桥梁大体积砼多选择低热或中热水泥，通常选择矿渣硅酸盐水泥或火山灰水泥;同时，在确保砼强度及坍落度的前提下，掺入适量粉煤灰以有效改善砼的泵送性能，提高大体积砼的抗渗性、耐久性，并能代替部分水泥减少水泥的掺加量，从而有效降低水泥水化热而导致的内部温升过快。

（2）骨料。骨料在大体积砼中的占比约为80%～83%，对此，须合理选择及改善骨料级配，通常优先选择热膨胀系数低、较低弹模以及级配良好的骨料，以有效控制因内外温差而导致的砼变形，从而有效降低砼收缩、徐变量引发的裂缝问题。另外，大体积砼用砂除了需要满足骨料配比的规范要求外，应优先选择中、粗砂，并控制施工用砂中石粉含量以15%～18%为宜，含泥量不得超过1%，从而有效提升砼的抗裂性及耐久性。

（3）外加剂。通过加入适量减水剂、引气剂、缓凝剂等外加剂，以有效提高大体积砼的早期强度、延长砼的初凝时间、提升砼的可泵性、增强砼的流动性等使用性能，从而使大体积砼具有良好的早期强度、抗裂性以及耐久性，并能有效降低砼的收缩而造成的裂缝。

2.2 优化砼配比

在进行砼配合比的设计时，应在确保砼具有良好工作性能的前提下，坚持“三低、二掺、一高”的配比设计原则，即：“低砂率、低水灰比、低坍落度，掺加高效减水剂、掺加高性能引气剂，高粉煤灰掺率”，尽量减少大体积砼单位体积的水泥用量，进而生产具有较高强度、较高韧性、中等弹模、低发热量以及高极拉值的抗裂砼。另外，在砼强度及坍落度满足设计的基本要求，且能够满足大体积砼拌和、运输、浇筑、振捣等作业要求的前提下，适当增加骨料及掺和料配比，并减少单位体积的水泥配比，若条件许可还可优选收缩性小或低热微膨胀水泥，从而抵消内部水化热的温度应力。

2.3 合理控制内外温差

（1）合理調控砼入模温度。桥梁承台大体积砼浇筑时，为最大限度地规避因内外温差应力而致使的砼裂缝，必须严格把控浇筑砼时的入模温度。通常，在正常气温条件下实施浇筑作业，砼浇筑时的入模温度应≯15℃;若于气温较高的夏季实施浇筑作业，则砼浇筑时的入模温度应≯25℃;若于气温较低的冬季实施浇筑作业，则砼浇筑时的入模温度应≮10℃。而砼入模时的温度大小，与运输工具、搅拌时间、运输距离以及外界环境等都有着直接的关系。对此，搅拌前用冷水对集料进行“淋浴”，降低集料入机温度，从而使砼出机温度得以降低;同时，应尽量使用自拌砼，且搅拌站距离浇筑承台应<800m，从而减少运输过程中的升温现象，并减少砼罐车的运输量缩小等待入模时间，降低入模时的温度[2]。

（2）减少外界环境温度影响。首先，如若在外界气温较高的情况下作业，则需要用帆布覆盖避免阳光直射而导致的砂石温度过高，或于浇筑前用冷水降温以及采用冰水拌和等措施降低砼初始温度。如若在外界气温较低的情况下作业，则应确保一定的浇筑温度以避免出现砼早期冻裂的问题。其次，对于浇筑后的大体积砼应通过相应保温养护，使散热时间得以有效延长，从而充分发挥砼的潜力和材料的松弛特性。使砼内外温差的拉应力小于砼抗拉强度，以避免贯穿裂缝的生成。

（3）设置内部冷却水循环系统。桥梁承台砼内外温差的控制原则为“内部降温、外部保温”，即内部设置冷却水循环系统，通过循环的冷却水控制内部升温，使内部热量加快散发，并以内部冷却水循环系统的循环水作为外部保温用水进行外部保温保湿养护，从而有效降低砼的内外温差。其次，为及时准确测量砼内部温度，应事先预埋测温装置，加强温度测量的频率并做好相应的温度记录，以便及时了解内部温度的变化，并根据测量所得的温度数据指导后期的养护作业。通常，砼内外温差控制应不得>25℃，一旦超出最大温差允许值，则需要采取一定的外部保温或内部降温以减少内外温度差。另外，砼实施浇筑作业时，便开始通入冷却水循环，从而降低水泥水化热的峰值，并及时带走内部产生的热量，减少砼内外温度差。冷却水循环系统须持续通水循环20d左右，在测得内部降温>2.0℃/d时，则可停止通水，并于通水结束后利用一定标号的水泥浆压浆封堵。

2.4 紧抓砼施工管控

首先，若砼自由倾落高度>2m，应采取串筒或溜槽的形式下落，以有效避免砼拌合物的离析现象。同时，采取分层浇筑的形式实施砼浇筑作业，通常须结合工程实际长度、宽度以及厚度采取全面分层、分段分层或斜面分层三种分层方式，浇筑时应严把浇筑速度，一次浇筑砼量不宜过厚、过高，从而确保砼内部温度均匀上升。其次，每完成一层浇筑应及时振捣，振捣时宜采取二次振捣法，并坚持“快插慢拔、垂直插入，均匀振捣、防止漏振”的原则，振捣时应确保振捣棒至少插入下层砼50～100mm的深度，从而有效确保分层砼的良好黏结;振捣作业时，作业人员应严把振捣时间、插入深度以及振捣棒的移动距离，避免因插入深度及力度把握不当而损坏模板及預埋测温元件等。同时，对于大体积砼边缘及模板四周角落位置，应由人工振捣代替振捣棒作业，从而避免因漏振、欠振等而导致的振捣强度及密实度不达标等不良现象。

2.5 妥善砼养护

合理养护是防止桥梁承台大体积砼生成裂缝的关键，是确保砼质量的重要举措。对此，在完成浇筑后，砼外部应及时洒水覆盖、内部通水养护。若夏季外部气温较高，则可覆盖一层塑料薄膜予以保湿，避免水分过快流失;若冬季外部气温较低，则须以薄膜+土工棉毡的方式予以保温保湿养护，防止外部温度骤降而造成较大的内外温差。同时，加强大体积混凝土内部及外部温度的测量频率，以便及时掌握混凝土的内外温度，一旦监测温差>20℃，应及时预警并加大内外温度的监测频率，若温差达到23℃则须立即采取措施，如增加保温并加大内部冷却水循环，从而有效减少因温度应力而导致的混凝土裂缝[3]。

3结束语

桥梁承台大体积砼几何尺寸大、表面系数小，砼水化热在内部集聚难以及时散发，因而极易因砼内部温度过高而造成较大的内外温差，从而生成温度裂缝，影响桥梁的整体结构性能。对此，须细致剖析大体积砼的裂缝成因，并针对性的采取妥当举措有效应对，如优选砼原材、优化砼配比、合理控制内外温差、紧抓砼施工管控、妥善砼养护等，进而有效规避砼裂缝的生成。

参考文献

[1] 谢自畅，曾甲华.基于温控应力的桥梁承台大体积混凝土裂缝控制分析[J].城市建筑，2016，（33）：255，312.

[2] 仲浩然，王书栋.桥梁工程大体积混凝土的裂缝问题研究[J].中国房地产业，2016，（22）：251.

[3] 万航齐.桥梁工程承台施工大体积混凝土施工技术与裂缝控制[J].绿色环保建材，2017，（12）：99.