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試論橋涵工程中大體積混凝土裂縫控制

文檔作者：朱立文檔來源：南京交通建設(shè)項目管理有限責(zé)任公司泰州分公司		點擊數(shù)： 74 1	更新時間： 2022年10月14日
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2016年 12月 建 材 與 裝 飾
試論橋涵工程中大體積混凝土裂縫控制
朱立
（南京交通建設(shè)項目管理有限責(zé)任公司泰州分公司）
摘要：隨著國家建設(shè)的不斷推進，以及國家對城市市政工程資本投入的進一步增加，各類道路橋梁工程在的質(zhì)量也
在不斷提升，在國家發(fā)展歷程中的重要作用也得到了進一步發(fā)揮。近年來，在我國橋梁工程當中，大體積混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)
用的越來越廣泛，而且普遍應(yīng)用于橋體最主要的受力區(qū)域。但隨著應(yīng)用的不斷積累，諸多問題也開始逐漸體現(xiàn)出來，其中
以橋涵大型混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題最為明顯。因此，后文將針對這項問題展開分析，以供參照。
關(guān)鍵詞：橋涵工程；大體積混凝土；裂縫
中圖分類號：U445.57 文獻標識碼：A 文章編號：1673-0038（2016）50-0265-02
當前我國國內(nèi)外工程建設(shè)過程當中，對于因?qū)C械荷載而引
起的開裂問題都有比較深入的研究。但是對于因溫度荷載而引
起的裂縫問題則并沒有充分的研究及重視，為進一步防范危害
工程整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的裂縫問題不斷產(chǎn)生。工程相關(guān)企業(yè)及部
門，都應(yīng)當對于當前橋梁工程當中大體積混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫問
題進行更深入的研究與思考。后續(xù)的探討將針對此主題展開，對
于橋涵工程中的整體裂縫問題出現(xiàn)進行分析，并提出建議，促進
技術(shù)完善。
1 橋涵工程大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生原因分析
1.1 水泥水化熱的影響
水泥在整個水化過程當中，會釋放出大量的熱量，而且熱量
釋放的頂峰是集中在澆筑完成后的7d 左右，就普遍情況來看，
在這一階段每克水泥能夠釋放出500J 左右的熱量，如果依照
350～550kg/m3 的水泥用量來計算，每立方米混凝土將放能夠釋放
出17500~27500kJ 的熱量單位，進而使混凝土內(nèi)部的溫度持續(xù)提
升。（最高可達到70℃亦或更高）。特別是對于大體積的混凝土結(jié)
構(gòu)而言，這樣的現(xiàn)象更為明顯。由于混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部與表層的散
熱無法達到均衡，中心部分存在溫度過高的問題，這樣就會使整
體結(jié)構(gòu)溫度呈現(xiàn)梯形發(fā)展，使得混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部開始產(chǎn)生壓應(yīng)
力，表層部分產(chǎn)生拉應(yīng)力，當拉應(yīng)力超越整個結(jié)構(gòu)能夠承載的極
限時，混凝土結(jié)構(gòu)表層就會開始產(chǎn)生縫隙。
1.2 混凝土收縮問題
混凝土暴露在空氣當中逐漸開始硬結(jié)時，由于水分蒸發(fā)，整
體體積會產(chǎn)生收縮現(xiàn)象，這樣的收縮現(xiàn)象會使混凝土在不受外
力的前提下產(chǎn)生自主的變形，在受到外部因素影響（如支撐條
件、鋼筋等等）時，會使混凝土產(chǎn)生拉應(yīng)力，使得整個混凝土結(jié)構(gòu)
開裂。引起混凝土裂縫問題的收縮問題主要包括干燥收縮、塑性
收縮以及溫度收縮等幾種。在初期開始產(chǎn)生硬化時，收縮現(xiàn)象主
要是在水泥石水化凝固硬結(jié)過程當中逐漸產(chǎn)生的體積變化，后
期則主要是混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)而導(dǎo)致的干縮變形[1]。
1.3 外界條件變化的影響
大體積混凝土結(jié)構(gòu)在施工過程當中，外界氣候、氣溫等多項
條件的轉(zhuǎn)變，對大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生有著決定性作用?；炷?
土內(nèi)部的溫度主要是由水化熱的絕熱溫升、混凝土澆筑的溫度
以及結(jié)構(gòu)整體散熱溫度等多重溫度疊加的總和。其中混凝土澆
筑的溫度與外界氣溫是聯(lián)系最為密切的，隨著外界氣溫升高或
降低，混凝土的澆筑溫度也會產(chǎn)生相應(yīng)的變化。所以在外界溫度
驟然降低的情況下，大體積混凝土的內(nèi)外溫度的梯度則會增大。
在這樣的情況之下，混凝土結(jié)構(gòu)會整體會產(chǎn)生很大的溫度應(yīng)力，
因此很容易導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)整體開裂.除此之外，外界的整體濕
度變化也是導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題的一個主要原因，外界氣
候濕度的驟降會使混凝土的干縮過程進一步加速，也會導(dǎo)致混
凝土裂縫問題的產(chǎn)生。
2 大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題的管控
2.1 大體積混凝土中水泥的品種及用量
當前多數(shù)理論研究結(jié)果，都充分表明大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)
裂縫問題的最主要原因，就是水泥在水化過程當中，釋放出了大
量熱能，即是說熱能是促生裂縫的一項重要因素。因此施工企業(yè)
在對于橋涵工程大體積混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)建材進行選擇時，應(yīng)當
遵循抑制熱量的原則。選擇中熱或低熱的水泥作為原材料。而且
水泥在澆筑過程當中所釋放出的溫度及釋放溫度的速度，都與
水泥中礦物成分的比例有著密切關(guān)系。水泥內(nèi)礦物群中，發(fā)熱速
率最快且熱量最大的成分是C3A（鋁酸三鈣），其他效果相近的
成分依次為c2s（硅酸二鈣）c3s（硅酸三鈣）和C4AF（鐵鋁酸四
鈣）。
2.2 外加料及外加劑的摻入
在大體積混凝土結(jié)構(gòu)當中融入了定量的粉煤灰之后，混凝土
的整體密實度會有很大程度的提升，進而確保結(jié)構(gòu)有更好的防
滲透能力，提升混凝土的剛度，削減最終的收縮值，并節(jié)省水泥
的整體用量。要確保大體積混凝土結(jié)構(gòu)中因水泥水化熱導(dǎo)致的
內(nèi)部溫升得到緩解，并抑制整個結(jié)構(gòu)隨溫度變更出現(xiàn)的裂縫問
題，最有效的一種解決方式，便是將粉煤灰融入混凝土作為摻合
料。對于外加劑進行選擇時，可以著重從以下幾個方面來進行選
擇。例如UFA 膨脹劑，這種外加劑能夠達成等量替換水泥的效
果。并且能夠使混凝土產(chǎn)生適度的膨脹。除此之外，還能夠進一
步確?；炷恋恼w密度，這樣的材料能使混凝土的內(nèi)部產(chǎn)生
一定壓力，以確保對混凝土中部分拉應(yīng)力的抵消。此外還應(yīng)當加
入減水緩凝劑，這樣能夠使水化熱的峰值期得到適當延緩，并提
升混凝土結(jié)構(gòu)的整體和易性，削減水灰比，以確保環(huán)節(jié)水化熱這
一目標的達成[2]。
2.3 對于大體積混凝土設(shè)計的優(yōu)化
在大體積混凝土結(jié)構(gòu)當中，在不設(shè)置鋼筋或少設(shè)置鋼筋的前
交通建設(shè)
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建 材 與 裝 飾 2016年 12月
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提下，在橋體與涵洞處容易產(chǎn)生裂縫的部位，以及橋體轉(zhuǎn)角處，
都應(yīng)當適當布置一些斜筋，進而讓斜筋為混凝土結(jié)構(gòu)承受拉應(yīng)
力，這樣能夠有效對橋體裂縫的發(fā)展進行控制。為了避免結(jié)構(gòu)裂
縫的出現(xiàn)，在設(shè)計過程當中，應(yīng)當充分應(yīng)用中低強度的水泥，并
充分應(yīng)用混凝土后期強度。在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計過程當中，設(shè)計人員
要格外注意對結(jié)構(gòu)約束度的削減與控制。對于混凝土結(jié)構(gòu)當中，
對于鋼筋保護層的厚度進行設(shè)計時，應(yīng)盡量維持最小值，因為保
護層的厚度，決定著其韌性，越是厚的保護層，越容易導(dǎo)致裂縫
問題出現(xiàn)。
2.4 針對大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題的檢測與處理
對于混凝土裂縫，應(yīng)當以防控為主，重點在于在裂縫產(chǎn)生之
前對結(jié)構(gòu)的及時檢測與處理，為此相關(guān)人員需要進行精心嚴謹
的設(shè)計與施工，但是由于當前多數(shù)工程采用的裂縫防范措施安
全系數(shù)普遍較低，而實際情況則是不斷變化的，所以在實際的工
程施工及運作過程當中依然會無法避免的出現(xiàn)一些裂縫。對大
體積混凝土的裂縫進行分類，主要可以分為三種：表層裂縫、深
層裂縫以及貫穿裂縫。針對結(jié)構(gòu)表層的裂縫，由于其對結(jié)構(gòu)整體
的耐久性、應(yīng)力與安全性近乎不存在任何影響，因此可以不作深
入處理，定期維護填充即可。對于深層的裂縫以及貫穿性的裂
縫，則可以采取裂縫鑿除的措施來進行處理。可以充分利用風(fēng)
鉆、風(fēng)鎬、或人工操作，將裂縫部分的混凝土鑿除至看不見的程
度為止，確保鑿槽斷面呈現(xiàn)出梯形，再在梯形槽部分澆筑混凝
土，設(shè)置限裂鋼筋，便能夠控制裂縫的問題。處理更深層裂縫的
時機，通常是在混凝土經(jīng)過充分冷卻，已經(jīng)硬化后，在裂縫部分
鋪設(shè)一到兩層鋼筋之后，再持續(xù)澆入新的混凝土。針對發(fā)展趨勢
較為嚴重的裂縫，可以采取水泥灌漿法與化學(xué)灌漿法。水泥灌漿
的適用范圍是寬度在0.5mm 以上的深度裂縫，化學(xué)灌漿則適用
于寬度小于0.5mm 的裂縫。化學(xué)灌漿材料通常應(yīng)選擇環(huán)氧－糠醛
丙酮系等，確保全面填充，提升結(jié)構(gòu)剛度[3]。
3 結(jié)語
橋涵工程是我國路橋工程的重要構(gòu)成部分，是社會性的工
程，也是關(guān)乎整個城市、整個國家交通運輸及民眾出行安全性的
重要一環(huán)，而大體積混凝土結(jié)構(gòu)則是在當前路橋工程中應(yīng)用最
為廣泛的結(jié)構(gòu)。因此只有不斷提升混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，才能確保
橋涵工程整體建設(shè)質(zhì)量的提升。
參考文獻
[1]李偉.建筑工程大體積混凝土施工裂縫控制措施研究[J].工程技術(shù)研
究，2017（01）：153+155.
[2]朱艷男.高鐵橋梁工程大體積混凝土裂縫成因及控制措施[J].價值工
程，2014（28）：133~134.
[3]孫曉虎，齊劍，張軍.大體積混凝土裂縫控制技術(shù)在工程中的應(yīng)用[J].
混凝土，2008（08）：105~108.
收稿日期：2016-10-8
對道橋施工中的混凝土施工技術(shù)探究
孫瓊
（重慶市黔江區(qū)公路局重慶市黔江409000）
摘要：近年來，我國交通運輸壓力的不斷增加，道路橋梁工程的建設(shè)逐漸成為國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，
而混凝土施工技術(shù)的科學(xué)性與合理性又會直接影響到道路橋梁整體工程質(zhì)量的穩(wěn)定性與安全性。在道橋施工建設(shè)中常用
的一種主體原材料就是防水混凝土，要想提高道橋建設(shè)項目總體的質(zhì)量，加強道橋工程建設(shè)中的混凝土橋梁工程技術(shù)質(zhì)
量是關(guān)鍵所在。因為混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的好壞對道橋工程的施工質(zhì)量有著最為直接的影響。
關(guān)鍵詞：道橋施工；混凝土；施工技術(shù)
中圖分類號：U445.57 文獻標識碼：A 文章編號：1673-0038（2016）50-0266-02
引言
隨著我國城市建設(shè)進程的加快，市政道路橋梁工程數(shù)量明顯
增加?；炷潦侵饕牧?，施工技術(shù)的具體應(yīng)用效果直接影響施
工質(zhì)量。因此它在各種工程施工中得到了廣泛的應(yīng)用，同樣的混
凝土施工技術(shù)對于現(xiàn)代建筑也有著非常重要的作用。因此，混凝
土施工技術(shù)的分析是非常必要的，橋梁施工企業(yè)必須對該技術(shù)
有一個全面的了解并熟練應(yīng)用，從而為橋梁工程質(zhì)量打下堅實
的基礎(chǔ)。
1 道橋施工中常見的混凝土問題
1.1 施工技術(shù)問題
在橋梁施工過程中，如果不按照澆筑混凝土或混凝土搗固作
業(yè)的要求，將導(dǎo)致在拆遷工作的裂縫；模板，如果操作不規(guī)范，將
導(dǎo)致混凝土發(fā)生裂縫；在整個項目的保護層，在保護層施工過程
中的重要環(huán)節(jié)，一旦鋼筋不合格，施工不規(guī)范或相關(guān)要求不符
等，將導(dǎo)致在鑄造鋼問題的變形，進而引起混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)
生。
1.2 混凝土材料質(zhì)量問題
（1）水泥質(zhì)量問題。由于道路和橋梁工程不同于其他建設(shè)項
目，因此，也存在一些差異，在具體標準的基礎(chǔ)上同時采用不同
施工現(xiàn)場混凝土的質(zhì)量是不同的，相應(yīng)的天然混凝土的要求是
不同的。最后，混凝土在水泥的摻混過程中也不同。水泥模型直
接影響混凝土的質(zhì)量，因此，在水泥的選擇上，除了水泥質(zhì)量的
檢測，還應(yīng)選擇水泥混凝土攪拌適當?shù)念愋?，特別是在早期，注
意水泥的比例，如果不能禁止建設(shè)工程標準來實現(xiàn)，在同一時間
交通建設(shè)
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