某高速公路特大橋橋墩大體積混凝土溫度裂縫控製
工程與技術
作者：隋文忠
【摘要】在大體積混凝土結構施工過程中，水泥水化形成的內外溫差會使混凝土中出現裂縫。當裂縫影響結構的承載力或耐久性時，則此裂縫為有害裂縫。以某高速公路特大橋為例，分析總結大體積混凝土產生溫度裂縫的原因，在設計和施工中探索相應的措施，以控製溫度裂縫的發生。
【關鍵詞】大體積混凝土 溫度裂縫 雙摻技術
一、工程概況
某高速公路特大橋，全長1069.341m，主橋為110m+2×200m+110m連續剛構橋，其中8、9、10#橋墩基礎為群樁基礎，樁基承台結構尺寸為15.5m×11.5m×4m，體積為713m3，混凝土設計強度為C30，屬大體積混凝土結構。
二、大體積混凝土溫度裂縫的原因分析
大體積混凝土結構，由於混凝土體積大，聚積在內部的水泥水化熱不易散發，混凝土的內部溫度將顯著升高。而混凝土表麵則散熱較快，這樣形成較大的內外溫差就會引起較大的表麵拉應力。同時，此時混凝土的齡期很短，抗拉強度很低，如果由溫差產生的表麵拉應力超過此時混凝土的極限抗拉強度，就會在混凝土表麵產生表麵裂縫。這是混凝土澆築後由於溫升影響產生的第一種裂縫。
由於溫升影響產生的第二種裂縫是收縮裂縫，這種裂縫產生在混凝土的降溫階段。在混凝土硬化過程中，由於混凝土內部拌合水的水化和蒸發，以及膠體的膠凝作用，促使混凝土硬化時收縮。這種收縮，在收縮時由於受到基底或結構本身的約束，會產生很大的收縮應力（拉應力），如果產生的收縮應力超過當時混凝土極限抗拉強度，就會在混凝土中產生收縮裂縫。這種收縮裂縫有時會貫穿全斷麵，成為有害性裂縫。表麵裂縫雖然不屬於結構性裂縫，但是，在混凝土收縮時，由於表麵裂縫處斷麵削弱而產生應力集中，促使混凝土收縮裂縫的開展。
三、裂縫控製措施
（一）混凝土的表麵裂縫控製措施。
1.降低混凝土入模溫度
混凝土入模時的溫度（T0），影響混凝土入模溫度的主要因素是砂、石子和水的溫度。由於本橋主墩承台施工時氣溫由於正好遇上陝西的冬季，對砂、石子和水的溫度必須保證混凝土的最小入模溫度大於5℃以上。但水泥必須避免了剛出廠水泥的高溫，一般使用出廠一周以上的水泥，盡可能地降低了砼的入模溫度。
2.降低水泥水化熱引起的混凝土內部最高溫升
影響混凝土內部最高溫升的因素主要是每方混凝土中水泥用量及單位水泥的水化熱。因此，要降低混凝土內部的溫升，就要在保證基礎工程設計規定的強度要求和滿足施工工藝要求的工藝特性的前提下，降低每方混凝土中的水泥用量及選用水化熱較低的水泥。
在混凝土內部溫升較高，內外溫差較大時，將冷卻管出口的溫水覆蓋混凝土表麵，保持混凝土表麵潮濕及較高表麵溫度。這樣能有效防止表麵幹縮產生裂縫，且減小了混凝土體內外溫差。由於在當時溫度相對較低的情況下，做好冬季施工保溫，對承台進行用彩條和帆布在四周搭設一個暖棚進行保溫，在內通蒸汽和采用電加熱保持棚內溫度大於5℃以上。
四、混凝土澆築
承台混凝土的澆築采取逐層澆築的方法，每一層約30cm厚，層內按由邊至中的順序推進。澆築混凝土時連續進行，即在前層混凝土初凝之前完成次層混凝土澆築，以消除層間冷縫。在混凝土澆注過程中，及時清除混凝土表上的泌水。混凝土澆注後4-6小時內可能在表麵上出現塑性裂縫，可采用二次壓光處理。