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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：南京交通建設項目管理有限責任公司泰州分公司		點擊數(shù)：	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
（南京交通建設項目管理有限責任公司泰州分公司）
摘要：隨著國家建設的不斷推進，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
用的越來越廣泛，而且普遍應用于橋體最主要的受力區(qū)域。但隨著應用的不斷積累，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。工程相關企業(yè)及部
門，都應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
力，表層部分產(chǎn)生拉應力，當拉應力超越整個結(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。混凝
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)生很大的溫度應力，
因此很容易導致混凝土結(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)相關建材進行選擇時，應當
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力的抵消。此外還應當加
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計的優(yōu)化
在大體積混凝土結(jié)構(gòu)當中，在不設置鋼筋或少設置鋼筋的前
交通建設
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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
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)，在設計過程當中，應當充分應用中低強度的水泥，并
充分應用混凝土后期強度。在工程結(jié)構(gòu)設計過程當中，設計人員
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計時，應盡量維持最小值，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，為此相關人員需要進行精心嚴謹
的設計與施工，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?？梢猿浞掷蔑L
鉆、風鎬、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，化學灌漿則適用
于寬度小于0.5mm 的裂縫?；瘜W灌漿材料通常應選擇環(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在工程中的應用[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逐漸成為國家基礎設施建設的重要組成部分，
而混凝土施工技術的科學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，要想提高道橋建設項目總體的質(zhì)量，加強道橋工程建設中的混凝土橋梁工程技術質(zhì)
量是關鍵所在。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。
關鍵詞：道橋施工；混凝土；施工技術
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?，施工技術的具體應用效果直接影響施
工質(zhì)量。因此它在各種工程施工中得到了廣泛的應用，同樣的混
凝土施工技術對于現(xiàn)代建筑也有著非常重要的作用。因此，混凝
土施工技術的分析是非常必要的，橋梁施工企業(yè)必須對該技術
有一個全面的了解并熟練應用，從而為橋梁工程質(zhì)量打下堅實
的基礎。
1 道橋施工中常見的混凝土問題
1.1 施工技術問題
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，將導致在拆遷工作的裂縫；模板，如果操作不規(guī)范，將
導致混凝土發(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)范或相關要求不符
等，將導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項
目，因此，也存在一些差異，在具體標準的基礎上同時采用不同
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，如果不能禁止建設工程標準來實現(xiàn)，在同一時間
交通建設
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