隨著國家建設投資的發(fā)展，市政工程的投入進一步加大，各類橋梁在市政工程的應用日益廣泛，大體積混凝土在橋梁結構中應用的越來越多，而且主要應用于主要受力部分，但是，相應暴露出來的問題也越來越多，其中，大體積混凝土的裂縫問題，尤為突出。本文通過現(xiàn)場施工管理，從設計，施工的角度，分析了造成橋梁結構中大體積混凝土裂縫的原因，并提出如何預防，檢查和處理大體積混凝土裂縫的主要的技術措施。

　　1.混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

　　大體積混凝土結構通常具有以下特點：混凝土是脆性材料，抗拉強度只有抗壓強度的1/10左右。大體積混凝土的斷面尺寸較大，由于水泥的水化熱會使混凝土內(nèi)部溫度急劇上升；以及在以后的降溫過程中，在一定的約束條件下會產(chǎn)生相當大的拉應力。大體積混凝土結構中通常只在表面配置少量鋼筋，或者不配鋼筋。因此，拉應力要由混凝土本身來承擔。

　　1.1 荷載引起的裂縫 大體積混凝土橋梁在常規(guī)靜、動荷載及次應力下產(chǎn)生的裂縫稱為荷載裂縫，歸納起來主要有直接應力裂縫、次應力裂縫。直接應力裂縫是指外荷載引起的直接應力產(chǎn)生的裂縫。產(chǎn)生原因有：①對結構進行計算時，計算模型不合理，結構受力假設與實際受力不符，荷載少算或漏算；內(nèi)力與配筋計算錯誤，結構安全系數(shù)不夠；結構設計未考慮施工的可行性，設計截面不足；鋼筋設計偏少或布置錯誤，結構剛度不夠等。②施工時不加限制地堆放施工機具、材料；不了解預制結構受力特點，隨意翻身、起吊、運輸、安裝；不按設計圖施工、擅自更改結構施工順序、改變結構受力模式；未對結構作疲勞強度驗算等。③在使用階段，超過設計荷載的重型車輛過橋、車輛撞擊、發(fā)生大風、大雪、地震、爆炸等。

　　1.2 溫度變化引起的裂縫 混凝土具有熱脹冷縮的性質(zhì)，當外部環(huán)境或結構內(nèi)部溫度發(fā)生變化，混凝土將發(fā)生變形，若變形遭到約束，則在結構內(nèi)將產(chǎn)生應力，當應力超過混凝土抗拉強度時即產(chǎn)生溫度裂縫。溫度裂縫的特征主要是表面裂縫的走向一般無規(guī)律性，深層或貫穿裂縫的走向一般與主筋平行或接近平行；裂縫寬度大小不一，受溫度變化的影響熱細冷寬。

　　1.3 收縮引起的裂縫 大體積混凝土因收縮所引起的裂縫是最常見的，塑性收縮和縮水收縮（干縮）是發(fā)生混凝土體積變形的主要原因，另外還有自身收縮和碳化收縮。收縮裂縫產(chǎn)生的主要原因是由于混凝土快速干燥，混凝土內(nèi)水分的蒸發(fā)速率大于其泌水速率，在固體顆粒水面產(chǎn)生毛細管張力，混凝土自體收縮所產(chǎn)生的拉應力大于混凝土本身的抗拉強度而產(chǎn)生裂縫。收縮引起的裂縫是不規(guī)則斜裂縫，在鋼筋以上，似龜紋，常開始出現(xiàn)在現(xiàn)澆混凝土后數(shù)周或數(shù)月之間。

　　1.4 地基基礎變形引起的裂縫 基礎不均勻沉降的主要原因有：

　　1.4.1 由于混凝土在塑性狀態(tài)下其基礎、支架等有不均勻沉降，使局部混凝土變形受約束而產(chǎn)生裂縫。

　　1.4.2 由于重力作用使混凝土中較重顆粒下沉而使水泥漿上浮，當這種下沉受到鋼筋、模板作用時就會產(chǎn)生裂縫。

　　1.5 鋼筋銹蝕引起的裂縫 由于大體積混凝土質(zhì)量較差或保護層厚度不足，混凝土保護層受二氧化碳侵蝕碳化至鋼筋表面，使鋼筋周圍混凝土堿度降低，或由于氯化物介入，鋼筋周圍氯離子含量較高，均可引起鋼筋表面氧化膜破壞，鋼筋中鐵離子與侵入到混凝土中的氧氣和水分發(fā)生銹蝕反應，其銹蝕物氫氧化鐵體積比原來增長約2倍～4倍，從而對周圍混凝土產(chǎn)生膨脹應力，導致保護層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫。

　　1.6 凍脹引起的裂縫 當大氣溫度低于零度時，吸水飽和的混凝土出現(xiàn)冰凍，游離的水轉變成冰，體積膨脹9％，因而混凝土產(chǎn)生膨脹應力；同時混凝土凝膠孔中的過冰水（結冰溫度在一78℃以下）在微觀結構中遷移和重分布，使混凝土中膨脹力加大，混凝土強度降低，導致裂縫出現(xiàn)。

　　2.大體積混凝土裂縫的控制措施

　　2.1 摻加外加料和外加劑 在大體積混凝土中摻入一定量的粉煤灰后，可以增加混凝土的密實度，提高抗?jié)B能力，改善混凝土的工作度，降低最終收縮值，減少水泥用量。要降低大體積混凝土的水泥水化熱引起的內(nèi)部溫升，防止結構出現(xiàn)溫度裂縫，利用粉煤灰作混凝土的摻合料是最有效的方法之一。外加劑可以從以下幾個方面來選擇。UFA膨脹劑，它可以等量替換水泥。并且是混凝土產(chǎn)生適度的膨脹。一方面保證混凝土的密實度，另一方面使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓力，以抵消混凝土中產(chǎn)生的部分拉應力。

　　2.2 大體積混凝土的骨料控制 在骨料的選擇上應該選取粒徑大強度高級配好的骨料。這樣可以獲得較小的空隙率及表面積，從而減少水泥的用量，降低水化熱，減少干縮，減小了混凝土裂縫的開展。

　　2.3 優(yōu)化大體積混凝土的設計 雖然大體積混凝土不布置鋼筋或者布筋較少，我們還是可以在裂縫易發(fā)生部位如孔洞周圍以及轉角處布置一些斜筋，從而讓鋼筋代替混凝土承擔拉應力，這樣可以有效的控制裂縫的發(fā)展。為了避免裂縫的出現(xiàn)，在設計中利用中低強度底水泥充分利用混凝土的后期強度。在工程結構設計中要特別注意降低結構的約束度。對于混凝土中鋼筋保護層的厚度應當盡量取較小值，因為保護層的厚度愈大愈容易發(fā)生裂縫。

　　2.4 大體積混凝土的施工 混凝土施工包括混凝土的生產(chǎn)、運輸、澆筑和溫度及表面保護，是保護大體積混凝土溫度裂縫的關鍵環(huán)節(jié)。而熱應力的控制手段主要是控制混凝土的內(nèi)外溫差△T：

　　△T＝Tp＋Tr－Tf式中：Tp—起始澆筑溫度；Tr—水泥水化溫升；Tf—天然或人工冷卻后澆筑塊的穩(wěn)定溫度。

　　在溫度較高的情況下進行施工，我們一定要注意降低混凝土澆筑時的溫度�？梢栽谑┕がF(xiàn)場對堆在露天的砂石用布覆蓋，以減少陽光對其的輻射，同時對澆筑前的砂石用冷水降溫。在攪拌過程中向混凝土中添加冰水。以上這些措施都可以有效的降低混凝土的入模溫度。

　　如果是在冬季進行施工，因為要防止早期混凝土被凍問題，所以要求混凝土澆筑時應該具有較高的澆筑溫度。混凝土澆筑溫度在冬季施工時一般以5℃～10℃為宜，在澆筑混凝土以前還應該對基礎及新混凝土接觸的冷壁用蒸汽預熱，對原材料應視氣溫高低進行加熱。加熱石料時應避免過熱和過分干燥，最高溫度不應超過75℃。另外還要注意運輸中的保溫、澆筑過程中減少熱量的損失以及保溫養(yǎng)護。

　　綜上所述，雖然大體積混凝土很容易產(chǎn)生裂縫，但是大量的科學研究以及成功的工程實例都表明：只要我們在設計、施工工藝、材料選擇以及后期的養(yǎng)護過程中能夠充分考慮的各種因素的影響，還是完全可以避免危害結構的裂縫的產(chǎn)生。