摘要： 本文主要分析混凝土結(jié)構(gòu)施工期的開裂原因，并提出了具體的建議措施，供相關(guān)工程參考。 

　　關(guān)鍵詞： 大跨徑；預(yù)應(yīng)力；混凝土裂縫；成因；控制措施 

　　0 引言 

　　引起混凝土橋梁結(jié)構(gòu)開裂的成因復(fù)雜，涉及到混凝土材料、施工和運(yùn)營使用的各個方面，如混凝土的原材料品質(zhì)、配合比、攪拌及運(yùn)輸、模板體系及其安裝、混凝土灌注及振搗、拆模和養(yǎng)護(hù)、預(yù)應(yīng)力工程等�；炷�土結(jié)構(gòu)裂縫分為非荷載裂縫和荷載裂縫，其中非荷載裂縫約占80%，大多出現(xiàn)在施工期。湖南省懷通高速公路寶照溪大橋7#墩蓋梁（其跨徑為26m+13m），通過對混凝土制作、施工以及養(yǎng)護(hù)的各個環(huán)節(jié)嚴(yán)格控制，有效控制了混凝土裂縫，確保了施工質(zhì)量。 

　　1 裂縫成因分析 

　　1.1 原材料原因 

　　1.1.1 水泥 水泥的品質(zhì)影響到水泥膠凝的組分、結(jié)構(gòu)和數(shù)量，影響到水化熱和堿含量。另外，水泥細(xì)度對混凝土裂縫也會產(chǎn)生較大影響，細(xì)度越細(xì)水泥反應(yīng)越大，水化熱也越大，增加混凝土的收縮和干縮。受風(fēng)化的水泥，品質(zhì)很不安定，混凝土澆筑后達(dá)到一定強(qiáng)度前，在凝結(jié)硬化階段會產(chǎn)生短小的不規(guī)則裂縫。 

　　1.1.2 骨料 骨料中的含泥量的增大，將嚴(yán)重影響集料與水泥的粘結(jié)，導(dǎo)致界面強(qiáng)度降低，影響混凝土的抗壓強(qiáng)度，同時，隨著骨料中含泥量的增加，各個齡期混凝土的收縮值也增大，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)中拉應(yīng)力增大，從而使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫。另外，由于混凝土孔溶液中所含的堿（Na2O和K2O）與骨料中的活性成分（非晶質(zhì)SiO2等），在潮濕條件下逐漸發(fā)生堿硅酸反應(yīng)，生成物體積膨脹導(dǎo)致混凝土開裂。因此，骨料中的泥份和骨料的堿性可能引起混凝土開裂，使混凝土表面出現(xiàn)無序的網(wǎng)狀裂縫。 

　　1.2 混凝土配合比原因 如果用高標(biāo)號水泥配制低標(biāo)號混凝土，則會使水泥用量過少，水灰比增大，混凝土質(zhì)量難以控制；如果用低標(biāo)號水泥配制高標(biāo)號混凝土，則會使水泥用量加大，其水化熱和收縮變形相應(yīng)增大，容易導(dǎo)致混凝土表面裂縫的產(chǎn)生。因此，對于高強(qiáng)混凝土，應(yīng)減小膠材及水泥，控制用水量，增加粗骨料用量，以提高混凝土的體積穩(wěn)定性、減小徐變。 

　　1.3 施工工藝原因 ①混凝土的下沉和泌水：混凝土澆筑后，在凝結(jié)過程中會產(chǎn)生下沉和泌水，下沉量約為澆筑高度的1%，當(dāng)下沉受到鋼筋或周圍混凝土的約束時便會產(chǎn)生裂縫。②混合材料攪拌不均勻：混合材料攪拌不均勻時，將會使材料的膨脹性和收縮產(chǎn)生差異，從而可能引起局部的一些裂縫。③混凝土長時間攪拌或混凝土運(yùn)輸時間過長：混凝土長時間攪拌或混凝土運(yùn)輸時間過長時，在攪拌突然停止后混凝土?xí)�很快硬化產(chǎn)生異常凝結(jié)，從而引起網(wǎng)狀裂縫。④構(gòu)件高度較大而混凝土澆筑速度過快：當(dāng)構(gòu)件高度較大而混凝土澆筑速度過快時，如一次快速澆筑混凝土，則因下部混凝土尚未充分硬化會產(chǎn)生下沉，從而引起裂縫。⑤相鄰層、塊澆筑先后時差過長：相鄰層、塊澆筑先后時差過長時，先澆筑的混凝土已硬化，從而導(dǎo)致接縫處混凝土不連續(xù)而產(chǎn)生裂縫。若相鄰節(jié)段混凝土施工的間隔過長，則由于相鄰節(jié)段混凝土收縮差過大也可能導(dǎo)致后澆節(jié)段混凝土上產(chǎn)生裂縫。⑥模板變形、支撐下沉：模板變形、支撐下沉?xí)��?dǎo)致混凝土因下沉和變形而開裂。 用量

　　1.4 混凝土養(yǎng)護(hù)原因 《公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ 041-2000）規(guī)定：大體積混凝土為最小邊尺寸在1～3m范圍內(nèi)的混凝土。對于大體積混凝土，內(nèi)部溫度較大，構(gòu)件外周溫度較低，內(nèi)外溫差很大，引起內(nèi)外混凝土膨脹變形差異，內(nèi)部混凝土膨脹受到外部混凝土的變形約束，而使構(gòu)件表面產(chǎn)生裂縫，這種裂縫在構(gòu)件表面通常呈直交狀況。新澆混凝土如果暴露在自然風(fēng)環(huán)境下，其收縮量會急劇增加，極易在混凝土內(nèi)產(chǎn)生收縮裂縫。 

　　1.5 預(yù)應(yīng)力施工原因 預(yù)應(yīng)力張拉時易在齒板處產(chǎn)生荷載裂縫，主要原因：錨頭局部配筋較多，混凝土澆筑時易造成振搗不密實(shí)；錨墊板未能準(zhǔn)確定位；混凝土的養(yǎng)護(hù)齡期不夠，其強(qiáng)度未達(dá)到要求時等。預(yù)應(yīng)力張拉時其他部位產(chǎn)生荷載裂縫，主要原因：預(yù)應(yīng)力張拉未能按照規(guī)范施工；預(yù)應(yīng)力損失過大；灌漿不密實(shí)，截面被削弱，不足以產(chǎn)生足夠的抗力；腹板束波紋管若定位不準(zhǔn)確，出現(xiàn)小半徑彎曲時，容易在張拉時引起側(cè)向崩裂。 

　　2 裂縫控制措施 

　　2.1 原材料質(zhì)量控制 ①選擇質(zhì)量穩(wěn)定且C3A含量和堿含量較低的水泥， 在使用前應(yīng)對水泥材料的物理、力學(xué)性能進(jìn)行檢驗(yàn)，按不同品種、標(biāo)號及牌號分別存儲在專用的倉罐或水泥庫內(nèi)。②選擇質(zhì)量穩(wěn)定、級配良好、低熱膨脹系數(shù)、低吸水率的粗集料，按品種、規(guī)格分別堆放，不得混雜，在其裝卸及存儲過程中，應(yīng)采取措施，使骨料顆粒級配均勻，保持潔凈。③應(yīng)嚴(yán)格控制骨料中有害物質(zhì)含量（見表1、表2）。④熱期施工時，砂、石材料應(yīng)遮陰防曬，以降低骨料溫度。⑤污水、pH值小于5的酸性水和硫酸鹽量按SO■■計超過水質(zhì)量0.27mg/cm3的水不得使用，一般采用飲用水。 

　　2.2 混凝土配合比控制 優(yōu)化混凝土配合比，選取質(zhì)量穩(wěn)定、需水量比小的優(yōu)質(zhì)粉煤灰或硅粉以及聚羧酸鹽類緩凝高效減水劑，在保持混凝土工作性能的同時，減少混凝土用水量和水泥用量，降低混凝土溫升、推遲水化熱溫度峰值產(chǎn)生的時間并減小收縮。制成的混凝土應(yīng)符合力學(xué)性能、耐久性（抗凍、抗?jié)B、抗腐蝕）以及工作效能等方面的質(zhì)量要求，在施工過程中，不得隨意改變配合比。 　　2.3 施工工藝控制 寶照溪大橋7#墩預(yù)應(yīng)力蓋梁，C50混凝土，跨徑為26m+13m，斷面尺寸2.5m×2.5m，距地面高度約46m。據(jù)其特點(diǎn)，對于其支架、模板、混凝土施工及預(yù)應(yīng)力張拉等施工工藝的控制尤為重要。 

　　2.3.1 加強(qiáng)支架、模板的施工質(zhì)量：支架、模板需制定專項施工方案。支架采用特制鋼箱梁牛腿結(jié)構(gòu)，底模采用單層加強(qiáng)型貝雷梁上鋪設(shè)鋼模板，側(cè)模采用定型鋼模板，模板和支架的剛度和強(qiáng)度通過計算滿足受力要求。在支架搭設(shè)完成后，應(yīng)按照規(guī)范要求進(jìn)行試壓。 

　　2.3.2 嚴(yán)格控制混凝土施工工藝：①按照規(guī)范規(guī)定保證混凝土拌合物的均勻性，混凝土攪拌和運(yùn)輸時間不宜過長，混凝土應(yīng)按照規(guī)范要求分層，按“縱向分段水平分層”方法進(jìn)行施工，分段長度通過計算不大于6m，分層厚度不大于30cm，在下層混凝土初凝之前完成上層混凝土的澆注。②混凝土的澆注溫度控制在32℃以下，選在一天溫度較低的時間內(nèi)進(jìn)行，減小混凝土各組成材料的入倉溫度，以降低混凝土的入模溫度。③采用插入式振動器時，振動棒選用70型，鋼筋密集處和狹窄處選用30型振動棒進(jìn)行振搗，振動棒插入到新澆混凝土底部并進(jìn)入到下層混凝土150mm左右，同時將振動棒上下抽動，持續(xù)時間宜為5～10s，使混凝土接觸面密實(shí)。④振搗時應(yīng)注意振搗器不能直接接觸波紋管，以避免波紋管破裂或者產(chǎn)生較大的變形。 

　　2.4 混凝土拆模及養(yǎng)護(hù)控制 ①嚴(yán)格控制拆模時間：拆模時間不能過早，宜控制在混凝土澆筑完成后3～4d再拆模。②嚴(yán)格控制養(yǎng)護(hù)溫度：混凝土入模后約24h左右混凝土內(nèi)部溫度會達(dá)到最高值，持續(xù)約8h左右開始緩慢降低，一般需要超過96h后才會穩(wěn)定，應(yīng)采取可靠的養(yǎng)護(hù)措施確保內(nèi)、表溫差控制在25℃以內(nèi)。③該蓋梁在冬季施工，采用暖棚形式。暖棚堅固、不透風(fēng)，非易燃性材料；暖棚內(nèi)采用碘鎢燈保溫，氣溫不得低于5℃；暖棚內(nèi)保持一定的濕度，濕度不足時，向混凝土表面及模板上灑水。 

　　2.5 混凝土預(yù)應(yīng)力控制 

　�、兕A(yù)應(yīng)力筋：預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)所采用的鋼絲、鋼絞線和熱處理鋼筋等的質(zhì)量，應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定；鋼絲、鋼絞線及精軋螺紋鋼筋的切斷，應(yīng)采用切斷機(jī)或砂輪鋸，不得采用電弧切割。 

　　②管道：澆注在混凝土中的管道不容許有漏漿現(xiàn)象，管道應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以使其在混凝土的重量作用下能保持原有的形狀，且能按要求傳遞粘結(jié)力。 

　�、蹚埨�工藝：預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉前應(yīng)對千斤頂、油泵、油表等張拉設(shè)備進(jìn)行配套標(biāo)定，防止張拉設(shè)備的誤差造成預(yù)應(yīng)力張拉的不到位，張拉時應(yīng)根據(jù)油壓（荷載）和伸長量進(jìn)行雙控。嚴(yán)格控制張拉順序，以防止該蓋梁混凝土因張拉力超過混凝土的抗拉極限而開裂：1）澆筑好蓋梁后，待砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計強(qiáng)度的90%，張拉N1、N4鋼束；2）架設(shè)左幅橋單側(cè)五片預(yù)制梁后，架設(shè)同側(cè)右半幅五片預(yù)制梁；3）張拉N2鋼束；4）架設(shè)左幅橋（或右半幅）另一側(cè)的其余五片預(yù)制梁后，架設(shè)同側(cè)右半幅（或左半幅）五片梁；5）在澆筑現(xiàn)澆橋面板、橋面鋪裝等二期恒載前，張拉N3鋼束；6）施工時注意鋼束左右對稱張拉，避免蓋梁作用偏心力而破壞。 

　�、軌簼{：預(yù)應(yīng)力筋張拉后，孔道應(yīng)盡早壓漿，水灰比宜為0.40～0.45，摻入適量減水劑時，水灰比可減至0.35，水泥漿的泌水率最大不超過3%，拌合后3小時泌水率空載在2%，泌水應(yīng)在24h內(nèi)重新全部被漿吸回，縱向預(yù)應(yīng)力管道較長，采用真空壓漿工藝。 

　　3 結(jié)語 

　　混凝土結(jié)構(gòu)中存在拉應(yīng)力是產(chǎn)生裂縫的必要條件，結(jié)構(gòu)中主拉應(yīng)力達(dá)到混凝土的抗拉強(qiáng)度時，并不立即產(chǎn)生裂縫，而是當(dāng)拉應(yīng)變達(dá)到極限拉應(yīng)變時才出現(xiàn)裂縫�；炷�土的極限拉應(yīng)變一般為150個微應(yīng)變左右且隨混凝土強(qiáng)度等級的提高而降低，因此，從混凝土的抗裂角度講，混凝土的強(qiáng)度并非越高越好�？偨Y(jié)起來，混凝土結(jié)構(gòu)施工期間防裂工作主要從以下幾個方面展開： 

　�、倏刂圃�材料質(zhì)量；②優(yōu)化配合比；③規(guī)范施工工藝、加強(qiáng)現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)；④降低水化熱；⑤確定合理的養(yǎng)護(hù)齡期；⑥保證有效預(yù)應(yīng)力；⑦保障孔道灌漿質(zhì)量。 

　　參考文獻(xiàn)： 

　　[1]通用硅酸鹽水泥[S].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008. 

　　[2]普通混凝土用砂、石質(zhì)量及檢驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S].中國建筑工業(yè)出版社，2007. 

　　[3]混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)[S].中國建筑工業(yè)出版社，1993. 

　　[4]陳紹蕃.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理[M].第三版.北京：科學(xué)出版社，2005. 

　　[5]龍馭球，包世華，等.結(jié)構(gòu)力學(xué)教程[M].北京：高等教育出版社，2000. 

　　[6]交通部第一公路工程總公司.橋涵[M].北京：人民交通出版社，1999.