桥梁混凝土施工及裂缝控制技术

张海全

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摘要：随着我国社会经济发展，城市化发展进程加快，市政工程建设项目越来越多，桥梁作为城市化建设的重要组成之一，对城市居民的生活质量有很直接的影响，桥梁施工质量更是受到了有关部门的非常关注。桥梁施工过程中需要制定完善的管理制度，特别是针对桥梁混凝土施工及裂缝控制，提高施工管理质量能够避免质量问题的出现，结合工程质量的结构性能、使用功能、耐久性的情况，分析桥梁施工混凝土裂缝的控制技术。

关键词：桥梁；混凝土施工；裂缝控制技术

桥梁混凝土施工质量控制中，水泥的水化热影响较大，施工技术标准不合规、混凝土养护不当等都会导致桥梁混凝土出现裂缝。裂缝出现不仅会导致桥梁工程整体质量降低，严重的还会直接导致桥梁坍塌，给社会稳定和人民的生命安全都构成极大的威胁。混凝土产生裂缝的原因需要实施有效控制技术和对策，施工现场严格管控才能避免有害裂缝形成，提高混凝土的完整性。要降低桥梁混凝土施工出现裂缝的问题，就要分析裂缝产生的原因，制定合理控制对策，提高桥梁施工整体质量和保证结构安全可靠性。

本文以笔者从事桥梁工作的经验，分析桥梁混凝土容易产生裂缝的原因，试图从原材料的选择，混凝土配合比的优化、施工过程的管理的环节的控制，找出减少桥梁混凝土裂缝的有效途径。

1. 分析混凝土施工裂缝出现的原因

桥梁混凝土的裂缝与普通结构建筑裂缝总体原因有共性,在结构尺寸、浇筑表观要求、结构耐久性要求等方面有其自身的特点，产生裂缝原因大致分为以下几点：

1. 水泥水化热导致的裂缝

通常情况下，桥梁混凝土结构涉及大体积混凝土结构较多，大体积混凝土裂缝的出现会破坏结构内部的稳定发展，引发这一问题的主要因素是水泥水化热、外界温度过高以及外界条件变化等。水泥水化热是大体积混凝土出现裂缝的常见因素，水泥水化的过程会产生大量的热量，桥梁混凝土结构的断面比较厚，加之现在桥梁混凝土强度等级基本在C40及以上。因此热量会积攒在结构的内部无法排出，导致温度急剧升高，桥梁工程施工中结构内部温度会在50℃～60℃以上。水泥水化热引发的混凝土结构内部温度的升高，与混凝土中水泥的使用量和选择种类密切相关，在3d～5d会接近最终的绝热升温。结构物在自然散热的环境下，结构内部初始升温一般发生在混凝土浇筑后的4h～10h之间。影响水泥水化热的因素很多，有水泥熟料矿物组成、养护温度、混合料掺量等，其中水化热主要取决于水泥矿物中铝酸三钙的含量，降低铝酸三钙含量可改善水泥水化热反应。

2. 施工技术选择不当会引发裂缝

桥梁建设施工中，混凝土浇筑、制作预制构件以及运输过程中出现了技术操作不当、质量不达标的情况就会导致混凝土产生裂缝。例如说，混凝土原材料主要性能不合标准，其中水泥安定性可影响结构质量，造成实体裂缝；混凝土配合比比例关系，直接影响混凝土强度及耐久性。混凝土浇筑前，如果未能检查模板支架的承载力、刚度以及稳定性，混凝土未达到规定强度要求后就拆模等，这些因素都会引发混凝土结构变形，由于混凝土早期强度较低，构件承受弯、压的影响，混凝土结构就会受到损害而发生断裂^[1]。

3. 混凝土养护不当导致的裂缝

混凝土自身属于收缩性的材料，即使是很小程度的收缩变形也会产生较大的拉应力，如果超过了混凝土的抗拉强度则会出现裂缝。混凝土现代养护技术非常关键和重要，混凝土浇筑面若不能及时覆盖且实施养护，表面的水分就会快速蒸发从而出现裂缝问题。尤其是气温高、湿度低的环境下，极易发生干缩的问题，浇筑混凝土在施工过程中，若是不能及时做好覆盖养护处理就会给混凝土施工质量造成严重影响，一般需要在施工最后抹光后再覆盖，浇水养护时可不覆盖，尤其是夏天，环境气温较高，混凝土的水分蒸发速度较快，浇筑后的混凝土处于长时间烈日暴晒下，施工方需要每隔几个小时进行1次浇水处理，因此发生裂缝的几率就会降低^[2]。

混凝土浇筑后一周内是干缩裂缝产生的关键时期，混凝土内外水分蒸发程度不同从而会导致混凝土变形，主要影响因素有混凝土水灰比、水泥成分、水泥用量、外加剂用量等。混凝土在凝结前几乎没有强度，受到温度、风等因素的影响，混凝土表面的水分挥发较快，导致混凝土结构内部产生负压加剧了体积的收缩，混凝土强度无法抵抗自身收缩而出现裂缝^[3]。

2. 桥梁混凝土施工技术分析

1. 混凝土原材料技术分析

混凝土原材料直接关系到结构实体的强度发展及耐久性，材料主要性能指标应符合规范标准要求。根据混凝土结构使用条件，合理选用胶凝材料品种及规格，满足结构质量要求。粗细骨料宜选用级配良好、质地坚硬、颗粒洁净的优质材料，良好的骨料是混凝土实体强度、体积完整性、结构耐久性的重要保证。对经常性的粗骨料的质量控制，可用压碎指标进行检验。混凝土拌合用水应符合标准要求，水质不达标可影响水泥的凝结和混凝土的强度发展，对钢筋产生腐蚀作用，影响混凝土耐久性，理想的混凝土用水是饮用水和自来水。

对于最小尺寸大于1m的构件，应按要求进行原材料选择，特别是水泥的选择，水泥严格按照3d的水化热不宜大于240KJ/Kg,7d的水化热不宜大于270KJ/Kg^[4]的要求选择低水化热水泥

2. 混凝土配合比设计技术分析

混凝土配合比设计是根据工程质量要求、结构形式、施工条件来配制混凝土各组分的掺量，它是混凝土施工技术中重要项目之一。目的是配制出优质、经济且符合工程质量要求的混凝土，在配合比设计中，水胶比大小直接影响混凝土的强度和耐久性。水胶比的确定必须同时满足强度和耐久性要求，砂率大小会影响混凝土拌合物的和易性。

3. 混凝土浇筑质量技术分析

混凝土浇筑前严格检测到场混凝土坍落度，和易性需符合标准要求。混凝土拌合物在运输和浇筑成型过程中严禁加水。^[5]和易性不符及违规加水，直接影响混凝土实体质量，造成裂缝，降低或影响强度等级。

混凝土运输、输送入模的过程应保证混凝土连续浇筑，从运输到输送入模的延续时间不应超过标准规定。气温≤25℃时，不掺外加剂的混凝土运输至完成入模时间限值为180min，掺外加剂的混凝土运输至完成入模时间限值为240min；气温＞25℃时，不掺外加剂的混凝土运输至完成入模时间限值为150min，掺外加剂的混凝土运输至完成入模时间限值为210min。^[6]合理时间的限制管理，可以避免由于搅拌至浇筑时间超标，诱发混凝土浇筑过程中发生初凝现象，影响混凝土凝结硬化造成裂缝。浇筑过程中控制振捣时间，露振、过振也是造成混凝土实体质量缺陷的重要原因。

3. 混凝土施工裂缝控制对策

1. 水化热技术控制对策

控制水化热的目的能够改善混凝土的绝热升温、抗压强度和变性能力等。根据国内外的施工经验，选择合适的原材料，优化混凝土配比参数可提高混凝土的抗裂水平。通过足够明显的配合比优化，达到降低水化热的作用。首先要选择水化热能力较低的水泥材料，从而从根源上降低水化的热量，控制大体积混凝土的温度。其次，充分利用混凝土中后期强度，降低水泥的使用量。混凝土埋设冷却管，从而发挥降低混凝土结构温度的效果。再次，在集料中加入外加剂，完善混凝土的配合比。最后，要重视施工准备工作，每天查看天气预报，加强对混凝土内外温度的检测，针对出料的温度和浇筑温度进行合理控制，冬天施工的时候要注意保温处理^[7]。

2. 施工技术控制对策

1. 前期准备工作。道桥梁工程施工前，技术人员要做好技术交底，了解施工的难度和施工条件，按照施工规定实施操作，严格管控原材料性能指标，确保材料符合要求。第二，混凝土施工。在前期准备工作完成后，通过合格的检验工作，按照最优配合比制备好混凝土材料。在混凝土制备过程中，要积极检测混凝土的和易性，坍落度等，留置强度试件。在运输混凝土材料的时候，要选择专用的运输车辆，控制好混凝土拌合物从搅拌机卸出至施工现场接收的时间间隔不宜大于90min^[5]。混凝土浇筑的时候，要根据构件的体积，选择分层浇筑，选择合适的工具和技术。

3. 混凝土养护技术及对策

桥梁工程施工中，要加强对混凝土的养护和管理。制定完善的养护管理制度及措施，制定养护工作的流程，针对桥梁路面整体养护的细节实施有效掌控，从而提高混凝土养护的质量和效率。冬季施工的时候，要控制出罐入模温度，混凝土成型后铺设塑料薄膜保湿，表面需要覆盖保温材料，以此来完善保温养护的效果。混凝土受冻临界强度达到要求，内外温差不大于20℃时，方可拆除保温材层。

4. 小结

混凝土施工裂缝对整体工程的质量造成极大的影响。混凝土施工裂缝的发生原因各不相同，通过积极的预防干预技术，能够减少混凝土裂缝的发生率。桥梁混凝土结构施工中，技术质量管理人员需要严格掌控原材料的质量性能，结合材料特点、机械设备、现场条件等选择合适的施工技术，通过有效养护，降低施工裂缝的发生率，延长桥梁工程的使用寿命，也能保证桥梁施工的安全性，促进城市化建设，为人们的出行、生活都奠定良好的基础。

参考文献：

[1] 黄优云. 道路桥梁施工中混凝土的裂缝成因及应对措施[J]. 新材料·新装饰,2020,2(6):67.

[2] 张雨乾. 道路与桥梁工程施工混凝土裂缝控制研究[J]. 建筑工程技术与设计,2020(25):1678.

[3] 李乐. 道路桥梁工程施工中的混凝土裂缝成因与防治措施[J]. 商品与质量,2018(16):132.

[4]《大体积混凝土施工规范》 GB50496-2009 国家标准

[5]《混凝土质量控制标准》 GB50164-2011 国家标准

[6]《混凝土结构工程施工规范》 GB50666-2011 国家标准

[7] 王顼. 关于道路桥梁建设中混凝土裂缝控制技术[J]. 城市建设理论研究（电子版）,2015,5(32):3015-3016.