大体积混凝土裂缝控制技术在市政工程中的应用研究

周文倩 王志超

摘要：我国城市化进程加快，增加市政工程数量，同时大体积混凝土运用范围扩大。人们生活质量得到较大改善，对市政工程施工安全质量提出越来越高的要求，大体积混凝土在市政工程应用过程中具有明显的水化热现象，缺乏良好的导热性能，受到自然环境、材料和施工工艺等多方面因素的影响，产生裂缝现象，对整个工程建设质量产生不良影响。因此，市政工程施工单位需要全面研究相关控制技术，提高大体积混凝土实际应用效果。

关键词：大体积混凝土;裂缝控制技术;市政工程;具体应用

市政工程主要包含城市公共交通设施、照明和燃气系统等城市基础设施建设，为人们日常生产生活带来便利的服务。市政工程在社会经济迅速发展的环境下，不断扩大建设规模，相关工作人员要充分发挥大体积混凝土的应用优势，采用针对性技术高效控制其裂缝问题，进一步保证项目施工质量。

1大体积混凝土裂缝类型

1.1收缩裂缝

大体积混凝土在市政工程应用时，需要相关养护人员按照相应的标准和要求，做好养护工作。但是，混凝土养护过程中受到工作人员自身工作态度和技术水平等因素的影响，存在不规范行为，造成大体积混凝土不能及时有效的散热，加快其硬化速度，收缩幅度大，出现塑性收缩裂缝。另外，施工人员主要应用大体积浇筑技术，针对大体积混凝土进行施工操作，经常容易出现体积收缩现象，在收缩的过程中，导致其内外部温差差距大，内部收缩和外部相比具有更大的应力，形成裂缝。

1.2温度裂缝

市政工程中出现温度裂缝主要是大体积混凝土内部和外部之间的温差存在较大的差异性。当大体积混凝土内部具有较高温度的情况下，其外部受到相关影响因素和降温手段的影响，急剧降低了其外部温度，同时不能及时有效的全部排出内部热量，造成两者温差大的现象。另外，大体积混凝土浇筑的过程中，浇筑过多的数量，其内部热量较多，造成内部温度升高，出现该种裂缝。

1.3沉陷、干缩裂缝

混凝土在施工过程中受到多种相关因素的影响，造成一定的施工问题和缺陷，出现沉陷、干缩裂缝。沉陷裂缝主要是工程地基存在不同程度沉降的过程中，墙体出现附加应力，其应力高于极限强度的情况下，墙体比较薄弱的部分就会出现裂缝现象。干缩裂缝主要是施工养护人员在养护工作中，对大体积混凝土没有采用合理措施，提高保湿养护效果[1]。大体积混凝土长期在干燥自然环境中，出现大量水分流失，进行形成严重收缩的现象，不能进行有效的反弹。大体积混凝土在完全硬化之后，其内部水分散失，产生负压情况，促进其进一步收缩，出现裂缝现象。另外，干缩裂缝受到自然环境的影响，同时和水泥用量、添加剂等多个方面具有直接关系。

2大体积混凝土裂缝影响因素

大体积混凝土裂缝受到温度和收缩应力的影响。大体积混凝土在水化时，和普通混凝土相比，水化热现象更加突出，增加水泥用量，促进其内部的水化产热，同时不能及时全面排除内部热量，容易造成其内外温差具有较大差距，形成温度应力，超过其自身的抗拉强度情况下，就会造成裂缝问题。大体积混凝土在自然空气中出现凝固现象，水分流失，缩小体积[2]。大体积混凝土促进整体的收缩量增加，造成边界约束变形有限制作用的部分，出现附加应力，形成裂缝现象。

大体积混凝土在市政工程运用时，受到施工材料质量的影响。部分市政工程施工过程中的材料不符合设计要求，是混凝土裂缝的关键原因之一。水泥材料是大体积混凝土中应用的建材，具有早期水化热较低的特性，一般情况下采用硅酸盐和低热矿渣水泥，同时增加粗骨料粒径，应用级配优良的骨料，能够有效降低孔隙率，减少对水泥材料的使用量，降低水化热，有效预防裂缝问题。另外，市政工程包含多项施工内容和技术，施工人员在实际工作中存在不合理规范的行为，容易造成混凝土裂缝。施工人员需要严格按照大体积混凝土施工程序、厚度、推进形式等要求，能够有效减少开裂现象发生。另外，大体积混凝土具有较大的地表跨越面积，不断增大地基的不均匀性，同时增加其在基底的附加应力，出现地标不均匀沉降现象，产生沉降裂缝。

3市政工程中大体积混凝土裂缝控制技术的具体应用

3.1施工材料控制技术

市政工程中，相关工作人员需要科学有效的管控施工原材料（如表1所示），采用材料控制技术，进一步保证材料安全质量。工作人员选择和采购水泥材料过程中，保证其凝结时间长、水化热低，如大坝、粉煤灰等水泥材料，之后针对水泥材料类型开展水化热试验，做好相关信息数据的对比和研究，选出最佳的水泥材料，有效符合市政工程设计标准要求[3]。施工人员对混凝土进行施工应用的过程中可以充分发挥粗骨料的重要作用，对水泥石体积变化进行有效的抑制，增强抵抗收缩的效果，进而提升混凝土抗裂缝性能。

混凝土在输送的过程中，施工人员需要采用相应的措施防止其早期水泥水化热的现象，温度升高，对混凝土质量产生不良影响。施工人员需要对混凝土的配合比进行不断的改善，提升其抗裂縫功能。如，大体积混凝土水泥实际用量需要控制在350kg/m3之下，选择35%掺量的外掺粉煤灰，实现掺粉煤灰和聚羧酸外加剂，对混凝土配合比进行有效优化和设计。

3.2设计控制

相关工作人员要加强大体积混凝土应用设计控制力度，科学合理的选择结构体系，当以平面形状结构为主的情况下，保证其刚度对称，同时有效管控平面凹凸和长度，针对其内收、外挑实行相适应的处理，科学合理的降低结构约束，继而有效避免由于其结构突变产生应力聚集的现象[4]。另外，工作人员设计大体积混凝土内部钢筋保护层的过程中，通常情况下选择厚度系数的最小值，由于其保护层厚度较大的情况下增加裂缝现象发生概率。工作人员在设计工作开展过程中，增设构造钢筋时，需要更多注重结构交接位置、高低错落部位的设计，避免边缘位置出现裂缝，提高其配筋率，需要在具体位置设计暗梁，提升大体积混凝土极限拉伸。工作人员配筋设计过程中，高度重视补偿配筋高度，按照细直径密配筋特点和实际要求，合理增加构造筋，进一步增强其抗裂性能。

3.3施工技术控制

首先，大体积混凝土施工过程中受到施工技术的影响，施工人员需要综合性考虑其结构当地地质、自然环境气候等相关条件，可以对地基实行人工换土、夯实等相适应的加固手段，有效避免其受到建筑物不均匀沉降现象造成的大体积混凝土裂缝。施工人员有效控制大体积混凝土输送和浇筑质量，需要做好相应的准备工作，结合市政工程的实际状况和要求，制定合理规范的大体积混凝土输送距离、时间等工作内容，同时加强输送过程中温湿度控制力度，减少其由于运输问题出现相关参数的转变。

然后，施工人员需要高度重视大体积混凝土的制作流程，保证配合比的合理有效性，满足市政项目施工要求，避免其出现裂缝问题[5]。工作人员需要对混凝土正式配置之前，科学规范的在实验室做好试配工作，经过多次试验，确定最合适的配合比。通常情况下，混凝土制作过程中需要控制灰砂1：2的配合比，水胶比要低于0.5，砂率保持在36%，同时需要严格控制水泥和水的用量，进而有效增强混凝土结构的强度。

最后，施工人员在浇筑施工中，需要全面根据相应的标准和规定做好浇筑工作，按照以下流程进行施工，保证混凝土浇筑过程中呈现均匀上升的状态，防止其拌合物堆积较大，按照从低端部分开始浇筑，沿长边方向从一侧向另一侧开展。

①需要注重混凝土浇筑质量，科学合理的管控混凝土入模温度，保证混凝土内外温差控制在24摄氏度之内。同时，施工人员需要考虑混凝土浇筑实际情况，在夏季可以适当缩短混凝土运输时间，同时在运送的过程中适当增加冰块，提升混凝土使用质量和效率。②控制混凝土浇筑速度，有效缩短混凝土施工分段浇筑的长度，通常情况下，混凝土分段浇筑的长度需要保持在15米之内，同时在高温条件下开展混凝土浇筑工作，需要将分段浇筑长度控制在10米之内，主要控制混凝土浇筑中产生裂缝现象。③结合混凝土浇筑实际面积，选择合适的浇筑方法，当浇筑面积较大的情况下，可以采用分层浇筑、分块浇筑的措施，能够有效控制混凝土温度应力，避免混凝土产生裂缝问题。另外，相关工作人员在混凝土浇筑过程中，要加强监督管理力度，同时做好操作人员专业知识和技能的教育培训工作，保证工作人员在实际操作中严格按照相关流程和标准进行施工，避免人为主观随意性操作造成混凝土裂缝现象。

3.4冷却水降温技术

施工人员控制大体积混凝土裂缝过程中，可以在其内部设置冷却水管，根据实际状况合理设计铁管具体尺寸。混凝土终凝之后，可以采用冷却水循环，促进混凝土内部温度下降，有效解决其内外部温差大的问题，避免温度裂缝的出现。同时，工作人员可以在混凝土内部设计相应的测温点，预埋测温传感器，能够实时管控其内部温度转变情况，结合动态信息数据，科学调节冷却水流量，控制混凝土内外部温差保持25摄氏度之内。冷却水主要从混凝土温度较高的位置相周边流动，因此设计人员可以在其内部核心位置安装进水管口，周边位置设计出水管口，同时保证两个管口适度的引出顶面。工作人员错开分布不同层水管垂直进出口，同时在出水口位置设定测流量点。施工人员安装冷却水管过程中，需要保证支撑桁架、钢筋骨架的牢固性，防止浇筑混凝土过程中，由于水管松动、脱落、变形等造成堵水和渗漏现象，同时做好通水试验，确保混凝土终凝之后才能通水循环。工作人员在通水循环时，实施动态测量进出口的实际水温，根据市政工程要求针对性调整水管流量和水温差。

3.5调整约束条件

施工人员在厚混凝土垫层、岩石基础上浇筑大体积混凝土过程中，防止出现竖向收缩裂缝，可以设置隔离层，通常铺设5毫米左右的沥青布置隔离层。当混凝土平面尺寸较大的情况下，可以采用后浇带形式调整约束条件，通常在结构中选择相应位置，保持20m-30m的间隔距离预留1米左右宽的后浇带，同时严格控制混凝土浇筑完成之后30-40天之后处于全部封闭状态。

3.6后期养护技术

大体积混凝土浇筑完成之后，工作人员需要即使清除混凝土上部浮浆，在模板外混凝土内挑出石子部分，在二次浇筑满模板之后，进行复振密实、细致收面，或者使用洗净干石子均匀的施工，将顶部浆体自动泌出。同时，施工人员进行换浆的过程中，需要严格按照相关要求，增加相应混凝土含量的石子，实现最佳的收面成效，石子需要保证行业能够级配均匀，表面干净清洁。施工人员完成混凝土浇筑工作之后，需要加强日常养护工作力度，提升混凝土养护质量和效率。大体积混凝土在雨水天气、太阳爆曬、冷空气突袭等自然气候条件下，表面温度容易出现较大转变，出现不同程度的裂缝现象，需要工作人员加强后期养护工作力度。工作人员结合市政项目施工需求，保持每天至少2次的养护，同时每次养护时间控制在15天。施工人员对混凝土进行养护的过程中，需要严格管控养护温度和湿度、时间等，保证其强度符合相关标准，同时及时做好土方回填工作，更加进一步的保证混凝土温度和湿度，进而高效控制混凝土裂缝。工作人员对混凝土进行养护的过程中，维持混凝土表层的湿度，可以采用蓄水和湿麻袋的养护措施，减少外部高温倒灌情况的出现，防止产生混凝土干缩裂缝，进而保证混凝土强度始终处在稳定增长的状态。

结束语：市政工程中应用大体积混凝土裂缝控制技术过程中，需要相关工作人员全面了解和掌握其裂缝类型和形成原因，结合工程实际情况，应用针对性措施进行有效控制。工作人员在市政工程施工过程中，实施材料、设计工作和施工技术的全面控制，同时注重混凝土配合比、浇筑和养护工作开展质量，合理采用冷却水降温技术，提高市政工程建设质效。

参考文献：

[1]钟波. 市政桥梁大体积素混凝土裂缝控制技术研究[J]. 四川水力发电， 2019， 38（5）：3-3.

[2]王超. 大体积混凝土裂缝控制技术在工程中的应用对策[J]. 中国设备工程， 2019（7）：2-2.

[3]傅玮. 大体积混凝土裂缝控制技术在工程中的应用[J]. 工程技术研究， 2021， 6（9）：2-2.

[4]黄宾， 李新新， 刘燕，等. 基于水化热调控的大体积混凝土裂缝控制技术 在某水利工程中的应用[J]. 施工技术， 2019（15）：4-4.

[5]康学云， 徐文冰， 郭佳嘉，等. 南京长江第五大桥大体积混凝土温度裂缝智能控制技术研究[J]. 施工技术， 2019（17）：5-5.

作者简介：周文倩（1997-03）女，汉，大学，研究方向：市政工程，助理工程师，单位：青岛市李沧市政工程建设养护有限公司，山东省青岛市，266000;王志超（1988-12）男，汉，大专，市政工程，助理工程师， 青岛市李沧市政工程建设养护有限公司  山东省青岛市李沧区 26600