摘要：随着交通基础建设的进一步扩大，大体积混凝土在桥梁结构中的应用越来越多，如墩柱、盖梁、承台、桥台等。随之带来的裂缝问题引起了越来越多的工程技术人员的关注。裂缝的出现，不仅影响桥梁的美观，而且使桥梁整体抗压能力降低，因此采取有效措施将大体积混凝土裂缝问题控制在可承受范围之内意义重大。在实际的施工过程中，混凝土裂缝其实是分为很多种类的，而不同种类裂缝的起因不同，其存在的危险性也不同。在对混凝土裂缝进行归类时，要根据其实际的特征来对其进行判断，然后再采用相应的修补手段来对其进行整改。而在所有的混凝土裂缝中，不是所有裂缝都是有危害性的，需要根据裂缝的深度、截面宽度等因素来判断裂缝是属于有害裂缝还是无害裂缝。如果是无害裂缝，那么就可以进行简单的处理，如在裂缝表面填充水泥浆进行重新固定等，而一旦出现具有危害性的裂缝，那么就要对其进行深层的分析，去判断其属于哪一种有害裂缝，然后根据相应的处理方法来对其进行修补。因此，有必要对大体积混凝土裂缝成因及对策进行研究，从而促进公路桥梁工程施工质量的提升。
关键词：公路桥梁；大体积混凝土裂缝；控制措施
1.导言
公路桥梁工程中，桥梁的墩台、盖梁通常为最小尺寸均大于 1m 的大体积现浇混凝土，因此其施工经常涉及大体积混凝土现浇施工。而大体积混凝土施工由于容易出现各类裂缝，因此是公路桥梁施工中的重点与难点，需要加以探讨与研究。
2.桥梁大体积混凝土裂缝出现原因
2.1水泥水化热的影响
大体积混凝土浇筑完毕后，由于水泥水化热作用所放出的热量使混凝土内部温度逐渐升高（可达70℃左右，甚至更高），因为混凝土内部和表面散热条件不同，大体积混凝土内部温度不易散出，从而由中心向外形成温度梯度，内外温差变形不同，产生温度应力，使混凝土表面产生拉应力，内部产生压应力。一旦拉应力超过混凝土极限抗拉强度，混凝土表面就会产生裂缝，从而不利于构件的工作。
2.2荷载作用产生的裂缝
混凝土桥梁裂缝主要有直接应力裂缝、次应力裂缝两种。直接应力裂缝是指荷载引起的直接应力下产生的裂缝，主要原因有：大体积混凝土结构设计计算不合理；结构实际受力与设计假设不符；施工过程中擅自更改结构的施工顺序；施工荷载超出预期。次应力裂缝是指由外荷载引起的次应力下所产生的裂缝，主要原因有：由于桥梁结构中经常需要开洞、凿槽等，设计计算难以用准确的图示进行模拟计算；设计外荷载与实际外荷载有出入。
2.3 干缩裂缝产生的原因
干缩裂缝通常产生在大体积混凝土养护完成后的一段时间，或是混凝土浇筑结束后 7d 左右。混凝土浇筑好后，因为外部环境较为干燥，内部水分将朝外散失，若散失速度很快，会造成混凝土表面产生明显变形，进而造成混凝土从外朝内产生干缩变形情况，在混凝土表面就会出现裂缝。干缩裂缝通常较为细小，表现出表层的平行线状和网状浅细裂缝。若无法得到及时解决，既影响混凝土结构外形美观，还将降低结构承载性能。
2.4 沉陷裂缝产生的原因
沉陷裂缝产生的主要原因在于，路桥基础结构所在的路基土质不均匀，有松软情况，或是回填不实、排水受阻，基础受长期的雨水浸泡，从而引起不均匀沉降情况，最后造成结构性的严重贯通裂缝，此类裂缝对路桥项目的危害性很大。为此，施工企业要注重科学措施的使用，严禁出现沉陷裂缝。
2.5收缩裂缝产生的原因
混凝土硬化以前，表层水分流失很快，可能产生收缩情况，造成混凝土泌水问题明显减小，混凝土处在塑性状态。若表层蒸发流失的水分无法获得及时补给，加之拉应力的影响，就会出现局部不均匀的裂缝。另外，若水泥活性很大，混凝土温度太高，水灰比很低，开裂情况会不断加剧，在混凝土表面产生裂缝。随后，若得不到有效修复与处置，加之水分流失等原因的影响，裂缝量将越来越多，干扰范围也更大，对整个路桥建设质量提高也会造成严重影响。
2.6其他因素的影响
温度降低在0℃以下时，混凝土饱和之后就会出现冰冻现象，将混凝土中游离的水分凝结成冰，混凝土中膨胀力加大，在构件表面出现沿主筋和箍筋方向宽窄不同的裂缝。沉降裂缝，主要原因有地基产生不均匀沉降导致模板支撑不稳；模板支撑底部松动；混凝土浇筑振捣过程中，块状材料下沉，水泥浆类材料上浮等。
3.大体积混凝土裂缝控制措施
3.1材料措施
（1）在拌合过程中，使用标准要求的冷却水，并控制好混凝土的入模温度。（2）对水泥的选用进行严格控制，根据混凝土温度变化的梯度特点，选择使用低水化热的水泥材料，控制其3d水化热量在240kJ/kg以下，7d水化热量在270kJ/kg以下。比如选择矿渣硅酸盐水泥或粉煤灰硅酸盐水泥。（3）在集料选用方面，应保证级配良好，降低胶凝材料的用量。
同时应严格控制骨料中的含泥量，其中砂的含泥量应控制在2%以内，石的含泥量应控制在1%以内。此外还要尽量降低水泥、水的用量，从而降低水化热影响，防止出现裂缝问题。（4）合理运用混凝土掺加料，主要包括缓凝减水剂、粉煤灰。其中，缓凝减水剂可以通过延长混凝土初凝时间，推迟水化热峰值出现时间，有利于改善混凝土抗裂性能；用粉煤灰代替部分水泥，能有效降低水泥用量，减小初凝期水化热等作用。
3.2施工措施
在浇筑过程中应及时去除表面浮浆、软弱层和松动的石子，确保表面粗骨料的露出均匀。在新浇筑施工前，需要采用高压水枪冲洗下层混凝土，保证其表面洁净、润湿，且不能存在积水。若采取非泵送浇筑方式，或混凝土流动性较低，需要在刷浆处理后再进行浇筑。在大体积混凝土浇筑过程中，应采取分层浇筑及振捣方式，并确保每层浇筑施工的连续性，控制分层厚度在30cm以内，最大不能超过50cm，从而确保混凝土浇筑密实，让热量及时散发。在浇筑过程中，需要对振捣间距进行控制，确保混凝土表面无气泡、翻浆、下沉现象，同时应防止出现过振，否则容易因浮浆过厚导致混凝土表面出现收缩裂缝。
3.3裂控设计措施
要想有效抑制裂缝的形成，最主要的就是从根源上来消除可能会产生裂缝的原因，这个根源也就是在混凝土施工的设计阶段，在该阶段要进行的主要工作是地基处理，打地基是任何建筑工程的基础工作，打下坚实的地基才能够进行下一步的建筑工作。在进行地基处理时，会使用混凝土进行浇灌处理，从而形成大体积的混凝土区域，在这个过程中要注意尽量避免地基基础过大，因为这样会对大体积混凝土的结构造成影响，会让浇灌成的混凝土不平坦，从而增加应力集中，容易形成裂缝。其次就是要防止地基产生不均匀沉降，要通过构建垫层来减缓这一不均匀沉降趋势。同时还应该修建排水沟，让地基受到地下水以及地表水的侵蚀影响降到最低。
3.4加强对温度的控制和监测
①避免在夏天正午高温时间浇筑混凝土，尽量安排在 11：00 前或 17：00 后浇筑混凝土，有助于防范温度裂缝出现。②在大体积混凝土内部应放入适量冷却循环水管，使用冷却循环水管法做好养护工作，促进内部热量的释放，为了准确预测温度，要提前埋好测温管，保持温差适宜，根据具体情况绘制相关温度变化图，分析问题，制定相关措施解决问题。③大体积混凝土施工阶段，应当严格把握并管控施工场地的实际温度，且仔细检测混凝土材料温度。在混凝土入模以后的早期升温过程，操作人员每隔 2h 就检查一次实体温度。在后续降温过程，操作人员每隔 4h 最少要检查一次实体温度。
3.5沉陷裂缝的防治方法
做好路桥基坑位置、填充地基处理任务，必要时需要采取冲击夯实和加固处理方法，保证基坑处理全面，地基稳定可靠。科学安装排水系统，及时排出雨水，防止产生积水情况，避免混凝土与路桥地基遭到雨水浸泡，确保结构稳定可靠。
3.6 养护方法
大体积混凝土在施工完成后，就要及时养护。及时养护混凝土结构目的在于可以快速采集有关混凝土内部温度改变的情况，进而有效把控混凝土的温度，避免大体积混凝土出现裂缝现象。在不同季节，要对大体积混凝土采用合理措施加以维护，冬天应做好混凝土抗冻措施，避免霜冻损坏混凝土，夏天就要立即做好保湿措施，防止因为温度过高，蒸发迅速而出现的裂缝病害。加强大体积混凝土的保温隔热是养护混凝土的重要方法，还是提升质量的重点。
大体积混凝土浇筑结束后，及时铺设塑料薄膜和无纺布进行洒水养护，保证混凝土终凝前外表湿润。或是浇筑结束后，立刻在混凝土外表喷洒养护剂，顺利开展养护工作，防范裂缝出现。高温环境下施工时，要安装遮阳板，大风环境下施工时，科学采取挡风措施，且合理洒水养护，保证施工质量。
4.结论
降低公路桥梁大体积混凝土的施工裂缝的发生是保证公路桥梁施工质量的关键，也是工程质量控制当中非常重要的问题。从整个大体积混凝土裂缝形成的原因来看，不同的工程项目原因可能不尽相同，但是从目前的裂缝控制技术来看，大体积混凝土裂缝的控制主要可以从三个方面着手，分别是温度控制、施工方法控制、材料质量控制。在施工的过程中借助于合理方法有效降低大体积混凝土内外温差，减小混凝土裂缝的产生；选择正确的施工方法，提高混凝土的质量，此外，需要加强对混凝土施工材料的质量控制，提高桥梁工程的整体稳定性，促进我国桥梁工程的优化与发展。
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