大体积混凝土桥台裂缝产生原因及控制方法

卢 清 景 福建省 漳平市 交通局

摘 要：大体积混凝土桥台浇筑，由于混凝土水化热的作用，会产生温度变形和混凝土自身的收缩变形，从而导致混凝土台身产生垂直裂缝。采用合理的措施和材料，可以有效防止裂缝的发生。

关键词：混凝土桥台；裂缝；控制

1 概述

大体积混凝土桥台一般由桩基、承台、台身组成。由于台身混凝土水平方向含筋率比较低，所以当台身混凝土浇筑完成后，往往容易出现垂直于地面的裂缝，并且裂缝容易超出规范允许要求，虽然此裂缝是由于温度及混凝土收缩造成的，不影响结构的使用，但是经过大气中的水分及有害气体的长时间的侵蚀，极易对桥台混凝土的耐久性产生较为严重的损害，因此控制混凝土的温度及收缩产生的应力所引起的裂缝，是提高结构耐久性的关键，本文结合漳平市刚建成通车的西园大桥，针对大体积混凝土桥台产生裂缝的成因及控制措施进行了讨论。

2 裂缝一般产生的原因

承台和台身混凝土一般要分期施工，需要分别浇筑承台和台身，当承台形成后，首先要释放出水泥中的水化热，混凝土中的水化热是水泥与水反应后的产物，在有关书籍中均有论述，有关水化热的热量及混凝土受热后的升温计算，本文不做详尽的论述，但是不同性质的水泥和不同的水泥用量，产生的热量是不相等的。往往在混凝土浇注后的一周内，混凝土内部温度会达到最高点。随后会慢慢下降，表面逐渐达到与大气温度相等，物体的温度也会随着气温的变化而变化，而混凝土内部的温度也会产生相应的变化。随着热量的释放的完成，承台的温度会从高到低，逐步接近大气温度，与此同时又完成了大部分的收缩和徐变。当承台具有一定的强度后，才会进行台身的施工。台身需要在承台上再次形成，当台身混凝土再次浇筑完成后，混凝土中的水泥又产生了大量的水化热，从水化热的产生、发展到结束，两者最后所完成的时间不一样，两部分混凝土结硬时间不同步，两个部分的混凝土收缩徐变也不同步，随着台身混凝土的温度的下降，自身体积的收缩，（台身快、承台慢）必然会在两个混凝土实体之间会产生一定的应力，承台受压，台身受拉，随着温度的下降及混凝土的收缩，混凝土内的应力会越来越大，当台身混凝土的应力超出所能承受的拉应力时，就会引起开裂，以达到应力的释放。当裂缝形成后，它们的宽度也会随着温度的变化而变化，一般裂缝位置主要产生在承台和台身的相交处或前墙和台背的相交处。

3 西园大桥0#台身混凝土施工情况

西园大桥 0# 台身混凝土分两次浇注，第一次浇注高度为3.6m，第二次浇注高度为 3.6～7.77m。第二次混凝土浇筑时间是 5 月 11 日 8 时开始，18 时结束，浇注时间 10 小时，浇注混凝土约 200m3。混凝土浇注当天的天气情况是晴天，气温 19～31℃。

台身混凝土强度等级为 C40，混凝土配合比为：

水泥∶砂∶碎石 1（1～2㎝）∶碎石 2（2～4㎝）∶水∶外加剂=442∶736∶663∶442∶1∶7.95。

水泥采用龙岩产“三德牌”42.5 普通硅酸盐水泥，外加剂为福州宏顺建材有限公司产 TK-3 缓凝高效减水剂，混凝土水灰比为 0.37。混凝土设计坍落度为 9～11㎝，施工时混凝土坍落度为 10～12㎝。混凝土入模采用混凝土输送泵泵入，浇注采用水平分层浇注，浇注厚度为 30～40㎝。

混凝土养护采用河水喷淋。在台身顶部四周安装一根φ40PVC 管，在管上每 30㎝钻一小眼，通过水泵将河水送入管内进行全天不间断喷淋。混凝土终凝后即 4 小时后就开始喷淋模板和混凝土表面，五月十二日下午，开始拆除台身模板，然后继续对台身混凝土进行喷淋，连续养护 14 天。14 天后，拆除养护管，并对混凝土表面进行修整。

西园大桥 0# 桥台裂缝位置位于前墙和台背的交界处，左右各一道，裂缝宽约 1mm，如下图所示。

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很大的差异，其楼层较多、房间数量多，人们对高层建筑的装饰要求相当高。那么在进行高层建筑施工时，就应该选择那些技术较为精湛，有着丰富的装饰施工经验的工人来开展工作，在施工之前还应该根据其实际情况制定样板间，制定好的样板间要经过专家的验证和确认无误后方可展开施工工作。

6 落实技术交底与奖惩制度

相关工作人员在对高层建筑进行施工之前尚应该制定较为完善的，切实可行的技术指导书，对整个施工工作做好技术方面的交底工作，让他们都能够在自己的岗位做好本职内的工作，并灵活的处理遇到的各种问题，从整体上开始着手完成施工作业，参与到高层建筑装饰施工的所有人员薪金，应该根据工程工作开展情况以及最终工程的质量来决定，对成品工程进行验收时，各方面的质量等都应该达到国家规定的各项技术指标和要求，根据质量情况可适当提高工人工资，并对一些在验收时出现的不合格的工程的负责人给予相应的处分，情节较轻的情况下可以给予其经济处分，情节较严重的可以给予其行政处分。

总之，高层建筑装饰施工程序较为复杂，所涉及到的工作环节较多，需要从各个方面出发，增强施工工人素质，提升施工质量，做到环环相扣、面面俱全，保证整个施工工程健康、稳步、高效的完成装饰工作。

参考文献：

[1] 华春生. 装饰工程施工创新技术在工程中的应用[J]. 建筑施工, 2009,(06) .

[2] 何涛. 房屋建筑装饰饰面工程施工工艺的探讨[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊), 2010,(03) .

[3] 薛玲雅. 建筑装饰施工中的安全隐患及预防措施[J]. 中国高新技术企业, 2009,(08) .

[4] 汪晶. 建筑装饰施工工艺的发展方向探讨[J]. 内蒙古科技与经济, 2009,(07) .

4 西园大桥0#桥台裂缝产生原因分析

由于本工程的裂缝在模板拆除并经养护后不久出现，此时结构尚未受外荷载作用，裂缝必然是混凝土的内因所致。结合相关设计文件要求和《规范》的有关规定和解释，对裂缝产生原因详细分析如下：

4.1 混凝土坍落度过大、水灰比偏大、水泥（含混合料）用量偏大而使混凝土在拆模后的收缩过大是产生本工程裂缝的主要原因。

4.2 台身混凝土与承台混凝土分两次施工，由于受先期混凝土的约束而使后浇混凝土在形成过程中初期受水化热的影响使内部温度迅速升高，体积膨胀，产生压应力；在混凝土硬化后期冷却收缩时，产生拉应力，且拉应力大于升温膨胀产生的压应力值。当拉应力超过混凝土的极限抗拉应力时，就会在其内部产生裂缝，并可能发展成为贯穿裂缝。故分次浇筑混凝土的不均匀伸缩是产生本工程裂缝的又一主要原因。

4.3 若台身混凝土产生多条表面裂缝，则其产生的主要原因是养护措施不当而引起混凝土出现表面干缩裂缝。

5 西园大桥0#桥台裂缝处理措施

由于已出现的两条裂缝为前墙顶附近台身处，基本为竖向裂缝，不论在施工阶段还是在将来的使用阶段，均不影响结构的受力，故设计单位认为若宽度小于 0.2mm 的表面裂缝可不作处理；若宽度大于 0.2mm 且较深较宽时，会影响结构的使用寿命，故西园大桥 0# 桥台裂缝采用灌注环氧树脂作封闭处理，另外在其台背作防水处理。

6 裂缝控制方法

对于裂缝的控制，应该从各个环节进行控制，主要应控制以下几点：

6.1 设计过程中，应考虑适当的长度，桥台分段长度控制在 10m 左右为宜，在高应力区，适当多配钢筋，以达到控制裂缝宽度的目的。

6.2 选用适宜材质的模板，使混凝土表面的散热速度与混凝土的硬化速度相匹配，避免混凝土的温度时间曲线变化过快，使表面产生收缩裂缝。严格控制混凝土的坍落度不超过 120mm。

6.3 尽量使用低热水泥，可掺些一级粉煤灰，降低水灰比和水泥用量以减少水化热的产生，在夏天要尽降低砂、石、水泥、水等混凝土拌合材料的温度，从而降低混凝所要达到的温度。

6.4 优化集料级配、合理选择砂子细度模数及用量，提高混凝土的可泵性；

6.5 合理设置冷却水管，有效降低混凝土的水化热；采用挂草袋浇水养护，保证混凝土不少于 7 天的保温保湿养生；

6.6 严格控制混凝土入模温度不得大于 30℃；控制芯部混凝土与表层混凝土之间的温差、表层混凝土与环境之间的温差均不得大于 20℃。

西园大桥 5# 桥台严格执行以上裂缝控制方法，均未出现类似 0# 桥台的裂缝。

7 结束语

通过以上的实例论证，我们认为对桥台台身裂缝的控制，不能忽略混凝土的温度及收缩产生的应力对台身的影响，台身要有足够的水平配筋。在施工过程中，要多注意有关的外界条件，尽量降低混凝土所能产生的热量，避免过大的温度差产生，通过采取各种手段，一定能够将台身混凝土裂缝控制在规范允许的范围之内。

参考文献：

≤大体积混凝土施工≥叶琳昌沈义编著

中国建筑工业出版社 1987年出版

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