连续梁大体积混凝土的防裂技术措施

张伟

中铁十二局集团第四工程有限公司 陕西 西安 710021

引言

伴随着时间的不断推移，我国经济呈现出高速的发展态势，施工技术也在紧紧跟随时代发展脚步不断更新、不断变化，为了满足施工当中建筑物对于结构承载力、体系稳定性等多方面所提出来的要求，混凝土建筑物体量变得越来越大。大体积混凝土在具体应用过程当中，工作人员需要针对混凝土温度裂缝进行严格控制，在设计以及施工期间，采用最合理的混凝土强度等级，并不断对混凝土配合比进行优化，从而降低和减少温度裂缝的出现，大幅度提高施工水平和效率。基于此，本文下面主要对连续梁大体积混凝土的防裂技术措施展开深入探讨。

1 工程概况

新建杭衢铁路站前工程3 标跨沪昆高速公路特大桥（DK094+025.500）工程，中心里程为DK094+025.50，起讫里程DK092+028.245～DK096+022.755。孔跨布置为（11-40m+2-32m+36-40m+1-32m+8-40m）简支箱梁+（44+72+44）m连续梁+（1-40m）简支箱梁+（70+128+70）m连续梁+（4-32m+20-40m+2-32m+4-40m）简支箱梁， 全长3994.51m。其中桩基674根，共10344.5m，桩径为1.0m、1.25m、2.0m，最大桩长34.5m，最小桩长9.5m；全桥共设双线矩型空心桥台2个，圆端形实体墩94个，最大墩高16m，最小墩高1.5m。其中62#至65#墩之间为（70+128+70）m连续梁，用于跨越沪昆高速公路，跨越交叉里程为DK94+712.600。

2 工程重点与难点分析

当工作人员参与到施工过程当中去，发现此项工程存在着较多的难点，其一：悬臂现浇连续跨度较大，主跨已经达到128m。在施工过程当中，给予线性控制带来较多的影响。其二：连续梁上跨沪昆高速，高速公路每天车流量较大，给予具体施工带来许多影响，而且增加安全问题出现的可能。其三：梁体内部钢筋非常密集，而且预应力管道呈现出集中的态势，结构更具复杂性的特点。在具体施工期间，混凝土捣固质量要求较高。其四：预应力束长，预应力张拉要求较高，所以具体的预应力施工遇到较多的影响和困难。其五：无论是挂篮的安装还是移动、安全防护等，都是连续梁施工过程当中的要点内容。其六：梁体体积非常大，而且所使用的混凝土数量较多，在具体施工期间，对于混凝土供应能力等多个方面都需要做好安排和组织，还需要由工作经验丰富的人员做好施工的组织工作。大体积混凝土施工需要应用科学的方法，降低和减少混凝土内部的水化热、避免出现结构裂缝问题。同时，还要应用科学的方法，防止预应力筋张拉前混凝土早期开裂问题。

3 大体积混凝土的含义

虽然说大体积混凝土凭借自身强大的优势与特点，已然在建筑行业获得广泛的应用，但是世界上各个国家，针对大体积混凝土的概念却没有一个统一的定论。通过对我国《大体积混凝土施工标准》GB50496-2018当中的内容进行仔细的分析，发现其中规定：混凝土结构物实体最小尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土被称之为大体积混凝土。美国有关学者认为：任何就地浇筑的大体积混凝土以及尺寸较大，必须要应用科学的方法与措施来解决水化热以及随之而引发的问题，以最大限度减少开裂。通过对多项内容进行仔细分析发现，可以认为现代结构所应用的高品质混凝土大部分都可以将其称之为大体积混凝土[1]。

4 混凝土裂缝的含义

建筑行业在具体施工过程当中，建筑物结构在具体施工期间或者是使用期间，是非常容易出现混凝土裂缝的，在正常的情况之下，主要将其分为两种形式，即：微观裂缝与宏观裂缝。微观裂缝主要在建筑物结构当中的分布具有不连续性。宽度在正常的情况之下，已经＜0.05mm，肉眼是无法分辨和找到的；而宏观裂缝实际宽度已经＞0.05mm，主要就是由于微观裂缝不断发展而来的。在混凝土结构当中，非常容易出现裂缝问题，通过对裂缝进行严格的控制，将裂缝的实际宽度控制在合理的范围之内，而并不能够全面将裂缝进行清除。

混凝土裂缝根据其深度又可以将其分为三种类型，即：表层裂缝、深层裂缝以及贯穿裂缝。表层裂缝在混凝土的表面可以清晰见到，深度较浅。如果不以继续的方式向深处所发展的话，是不会造成严重影响的。深层裂缝是由表面裂缝慢慢演变而来的；而贯穿裂缝主要是由深度裂缝发展而来，其对于建筑结构的安全会产生严重影响[2]。

5 连续梁大体积混凝土裂缝出现的主要原因

5.1 受到水泥水化热的影响

众所周知，水泥的水化作用所产生的水化热极大，大体积混凝土在凝结硬化期间，水化热水带来的影响温度呈现出快速升高的态势，但是混凝土的导热系数较小，所以混凝土内部会出现大量的热，但是却无法以最快的速度排放出去。通过对混凝土结构工程施工以及检验规范当中的内容进行分析，发现其中已经明确的规定：大体积混凝土内部与外部的温度差不可超过25℃，形成较高的温度梯度，通过热胀冷缩现象可以得知，混凝土内部膨胀速率度与外部相比较偏大一些，而且非常容易受到各种因素所带来的影响，故而混凝土内部产生非常大的压应力，表面也会出现拉应力，这种拉应力与混凝土的抗拉强度相比较偏大一些时，混凝土表面裂缝就会出现[3]。

5.2 环境与浇筑温度带来的影响

当工作人员参与到施工过程当中去，需要对环境与浇筑温度加强关注与重视，因为这两项内容非常有可能增加裂缝出现的可能与概率。例如：浇筑温度较高，那么混凝土内部的温度就会受到一定的影响，导致混凝土内部的温度在不断升高当中，这时混凝土内部与外部所形成的温度差就会极高，对于混凝土防裂工作有序展开带来严重影响。因此，为防止混凝土裂缝问题的出现，就需要制定出具有科学性浇筑计划，对实际的浇筑温度进行严格控制[4]。

5.3 影响因素

在具体施工期间，工作人员非常容易受到多种因素所带来的影响，例如：外界因素等，增加裂缝出现的可能性。约束条件主要包括外约束与内约束两种形式，外约束指的是支座等外界因素所带来的影响，故而出现裂缝问题；而内约束指的则是温度的影响之下，结构内部所产生的热胀冷缩造成变形问题的出现。通过对以上内容进行分析可以得知，混凝土在温度影响之下会发生变形情况，而且这种变形受到约束作用所带来的影响而出现应力，一旦超过抗拉极限，那么就出现裂缝问题，影响建筑物的质量。

5.4 混凝土收缩影响

经过专业工作人员大量实践之后已经发现，混凝土凝结硬度需要的只有20%的水分，而其他80%水分，则需要全部被蒸发掉，水分蒸发之后，混凝土的体积会慢慢缩小。若收缩作用受到约束带来的影响，那么也会出现裂缝问题的。在正常的情况之下，混凝土收缩结束之后，会处在水饱和的状态当中，换句话来说，其完全能够恢复到膨胀之前的体积，这时工作人员在对裂缝进行计算的过程当中，需要将收缩值进行换算，换算为可以引起同样温度变化时需要的温度值[5]。

6 连续梁大体积混凝土防裂技术措施

6.1 原材料控制技术

众所周知，将高质量的材料加入到具体施工过程当中去，才能够体现出更好的效果，所以在工程项目具体施工过程当中，需要对水泥原材料加强重视，并且进行慎重的选择。针对水泥种类加强关注，并进行优化，保证混凝土的开裂敏感性较低，具有较好的预应压力。其次，使用火山灰有效替代硅酸盐的使用量，这样做的目的是为了有效降低混凝土当中的水泥用量，同时，还能够有效减少水泥水化热效应。再加入一定量的减水剂、引气剂等等使用最频繁的外加剂，大幅度提高混凝土的实际效果与功能。在混凝土正式浇筑之前，骨料级别以及混凝土的配置非常关键，因为两项工作与混凝土的性质之间有着紧密的联系和关系，工作人员可以通过在混凝土内部加入集料，从而有效降低混凝土的实际温度，防止变形问题出现的可能，或者是通过较好的混凝土配比来有效降低大体积混凝土中材料当中的问题。

6.2 施工防护技术

为了能够有效避免大体积混凝土在具体使用过程当中出现裂缝问题，还需要用控制浇筑温度、避免温度波动等多方法来实现目标。混凝土浇筑工作在展开过程当中，每一位工作人员都需要秉承认真、负责的态度，采用预先冷却加入冰块等有效方法，降低混凝土水化热问题出现的可能，或者是也可以采用人工控温的方法来保证硬化的温度。例如：在大体积混凝土的内部加入冷水管，这样水流在不断的循环当中，就能够将其内部的温度进行有效降低， 防止大体积混凝土出现梯度效应。

6.3 养护管理技术

养护环节是大体积混凝土工程防裂过程当中最重要的组成部分与环节，相关工作人员大量实践发现，之所以会出现开裂问题，其中有很大一部分原因就是养护工作没有做到位所导致的，因此，需要对于脱膜的时间等进行严格控制，并且切实做好洒水作业等多项工作，这样能够有效提高防裂效果。

6.4 预应力质量保护方法

工作人员参与到施工过程当中，需要确保预应力的质量，应用多种方法真正实现目标。其一，保证波纹管绑扎无质量问题，并且确保成孔的质量以及管道坐标的责任。其二，管道接头的密闭性必须要良好，防止将体渗漏问题的出现。其三，对预施应力各项基础数据进行认真的测量，并且按照测量之后的结果，第一时间将张拉控制应力进行相关的调整，确定预应力筋伸长量，保证箱梁有效预应力度的准确性。其四，在预应力张拉过程当中，需要遵循“以应力控制为主、伸长量作为较核”的标准。如果工作人员发现伸长量与理论生产量相比较，误差已经超过±6%，这时候需要找到之所以出现这些问题的主要原因，再制定出完善的方法， 将问题妥善解决。

6.5 压浆质量保护措施

首先，在工作正式展开，应用专业的空压机，将孔内部所存在的杂物或者是积水全部吹出；其次，工作展开之前，将专业设备进行认真清洗，不要有残渣或者是积水的残留。再则，针对两端下弯的预应力筋孔道，需要在孔道最高点设置排气孔，并且确保排气孔能够将自己的作用全部发挥出来，无任何堵塞问题的出现，保证管道顶部浆液充满，排气管主要应用金属管，绝对不要使用PVC管；最后，管道压浆的过程当中，每间隔20m需设置一排气管。

7 结束语

简而言之，大体积混凝土裂缝引发的原因具有多样性，工作人员在具体施工以及设计期间，需要对混凝土裂缝问题加强关注与重视，并且增强自己的混凝土防裂意识。站在多个角度、 多个方面，科学使用混凝土防裂技术，大幅度提高混凝土施工水平与质量，避免混凝土裂缝问题的出现影响，保证建筑物使用的安全性。另外，施工人员参与到工作过程当中去， 还需要本着认真、负责的态度，将爱岗敬业作为自己工作的原则，选择出最合适、最恰当的大体积混凝土防裂技术措施，进一步提高施工水平和效率，最终将高质量的建筑项目呈现在大众的眼前，满足新时代下人们对于建筑行业所提出来相关要求。