摘要： 本文主要分析混凝土结构施工期的开裂原因，并提出了具体的建议措施，供相关工程参考。
关键词： 大跨径；预应力；混凝土裂缝；成因；控制措施
0 引言
引起混凝土桥梁结构开裂的成因复杂，涉及到混凝土材料、施工和运营使用的各个方面，如混凝土的原材料品质、配合比、搅拌及运输、模板体系及其安装、混凝土灌注及振捣、拆模和养护、预应力工程等。混凝土结构裂缝分为非荷载裂缝和荷载裂缝，其中非荷载裂缝约占80%，大多出现在施工期。湖南省怀通高速公路宝照溪大桥7#墩盖梁（其跨径为26m+13m），通过对混凝土制作、施工以及养护的各个环节严格控制，有效控制了混凝土裂缝，确保了施工质量。
1 裂缝成因分析
1.1 原材料原因
1.1.1 水泥 水泥的品质影响到水泥胶凝的组分、结构和数量，影响到水化热和碱含量。另外，水泥细度对混凝土裂缝也会产生较大影响，细度越细水泥反应越大，水化热也越大，增加混凝土的收缩和干缩。受风化的水泥，品质很不安定，混凝土浇筑后达到一定强度前，在凝结硬化阶段会产生短小的不规则裂缝。
1.1.2 骨料 骨料中的含泥量的增大，将严重影响集料与水泥的粘结，导致界面强度降低，影响混凝土的抗压强度，同时，随着骨料中含泥量的增加，各个龄期混凝土的收缩值也增大，导致混凝土结构中拉应力增大，从而使结构产生裂缝。另外，由于混凝土孔溶液中所含的碱（Na2O和K2O）与骨料中的活性成分（非晶质SiO2等），在潮湿条件下逐渐发生碱硅酸反应，生成物体积膨胀导致混凝土开裂。因此，骨料中的泥份和骨料的碱性可能引起混凝土开裂，使混凝土表面出现无序的网状裂缝。
1.2 混凝土配合比原因 如果用高标号水泥配制低标号混凝土，则会使水泥用量过少，水灰比增大，混凝土质量难以控制；如果用低标号水泥配制高标号混凝土，则会使水泥用量加大，其水化热和收缩变形相应增大，容易导致混凝土表面裂缝的产生。因此，对于高强混凝土，应减小胶材及水泥，控制用水量，增加粗骨料用量，以提高混凝土的体积稳定性、减小徐变。
1.3 施工工艺原因 ①混凝土的下沉和泌水：混凝土浇筑后，在凝结过程中会产生下沉和泌水，下沉量约为浇筑高度的1%，当下沉受到钢筋或周围混凝土的约束时便会产生裂缝。②混合材料搅拌不均匀：混合材料搅拌不均匀时，将会使材料的膨胀性和收缩产生差异，从而可能引起局部的一些裂缝。③混凝土长时间搅拌或混凝土运输时间过长：混凝土长时间搅拌或混凝土运输时间过长时，在搅拌突然停止后混凝土会很快硬化产生异常凝结，从而引起网状裂缝。④构件高度较大而混凝土浇筑速度过快：当构件高度较大而混凝土浇筑速度过快时，如一次快速浇筑混凝土，则因下部混凝土尚未充分硬化会产生下沉，从而引起裂缝。⑤相邻层、块浇筑先后时差过长：相邻层、块浇筑先后时差过长时，先浇筑的混凝土已硬化，从而导致接缝处混凝土不连续而产生裂缝。若相邻节段混凝土施工的间隔过长，则由于相邻节段混凝土收缩差过大也可能导致后浇节段混凝土上产生裂缝。⑥模板变形、支撑下沉：模板变形、支撑下沉会导致混凝土因下沉和变形而开裂。 用量
1.4 混凝土养护原因 《公路桥涵施工技术规范》（JTJ 041-2000）规定：大体积混凝土为最小边尺寸在1～3m范围内的混凝土。对于大体积混凝土，内部温度较大，构件外周温度较低，内外温差很大，引起内外混凝土膨胀变形差异，内部混凝土膨胀受到外部混凝土的变形约束，而使构件表面产生裂缝，这种裂缝在构件表面通常呈直交状况。新浇混凝土如果暴露在自然风环境下，其收缩量会急剧增加，极易在混凝土内产生收缩裂缝。
1.5 预应力施工原因 预应力张拉时易在齿板处产生荷载裂缝，主要原因：锚头局部配筋较多，混凝土浇筑时易造成振捣不密实；锚垫板未能准确定位；混凝土的养护龄期不够，其强度未达到要求时等。预应力张拉时其他部位产生荷载裂缝，主要原因：预应力张拉未能按照规范施工；预应力损失过大；灌浆不密实，截面被削弱，不足以产生足够的抗力；腹板束波纹管若定位不准确，出现小半径弯曲时，容易在张拉时引起侧向崩裂。
2 裂缝控制措施
2.1 原材料质量控制 ①选择质量稳定且C3A含量和碱含量较低的水泥， 在使用前应对水泥材料的物理、力学性能进行检验，按不同品种、标号及牌号分别存储在专用的仓罐或水泥库内。②选择质量稳定、级配良好、低热膨胀系数、低吸水率的粗集料，按品种、规格分别堆放，不得混杂，在其装卸及存储过程中，应采取措施，使骨料颗粒级配均匀，保持洁净。③应严格控制骨料中有害物质含量（见表1、表2）。④热期施工时，砂、石材料应遮阴防晒，以降低骨料温度。⑤污水、pH值小于5的酸性水和硫酸盐量按SO■■计超过水质量0.27mg/cm3的水不得使用，一般采用饮用水。
2.2 混凝土配合比控制 优化混凝土配合比，选取质量稳定、需水量比小的优质粉煤灰或硅粉以及聚羧酸盐类缓凝高效减水剂，在保持混凝土工作性能的同时，减少混凝土用水量和水泥用量，降低混凝土温升、推迟水化热温度峰值产生的时间并减小收缩。制成的混凝土应符合力学性能、耐久性（抗冻、抗渗、抗腐蚀）以及工作效能等方面的质量要求，在施工过程中，不得随意改变配合比。 2.3 施工工艺控制 宝照溪大桥7#墩预应力盖梁，C50混凝土，跨径为26m+13m，断面尺寸2.5m×2.5m，距地面高度约46m。据其特点，对于其支架、模板、混凝土施工及预应力张拉等施工工艺的控制尤为重要。
2.3.1 加强支架、模板的施工质量：支架、模板需制定专项施工方案。支架采用特制钢箱梁牛腿结构，底模采用单层加强型贝雷梁上铺设钢模板，侧模采用定型钢模板，模板和支架的刚度和强度通过计算满足受力要求。在支架搭设完成后，应按照规范要求进行试压。
2.3.2 严格控制混凝土施工工艺：①按照规范规定保证混凝土拌合物的均匀性，混凝土搅拌和运输时间不宜过长，混凝土应按照规范要求分层，按“纵向分段水平分层”方法进行施工，分段长度通过计算不大于6m，分层厚度不大于30cm，在下层混凝土初凝之前完成上层混凝土的浇注。②混凝土的浇注温度控制在32℃以下，选在一天温度较低的时间内进行，减小混凝土各组成材料的入仓温度，以降低混凝土的入模温度。③采用插入式振动器时，振动棒选用70型，钢筋密集处和狭窄处选用30型振动棒进行振捣，振动棒插入到新浇混凝土底部并进入到下层混凝土150mm左右，同时将振动棒上下抽动，持续时间宜为5～10s，使混凝土接触面密实。④振捣时应注意振捣器不能直接接触波纹管，以避免波纹管破裂或者产生较大的变形。
2.4 混凝土拆模及养护控制 ①严格控制拆模时间：拆模时间不能过早，宜控制在混凝土浇筑完成后3～4d再拆模。②严格控制养护温度：混凝土入模后约24h左右混凝土内部温度会达到最高值，持续约8h左右开始缓慢降低，一般需要超过96h后才会稳定，应采取可靠的养护措施确保内、表温差控制在25℃以内。③该盖梁在冬季施工，采用暖棚形式。暖棚坚固、不透风，非易燃性材料；暖棚内采用碘钨灯保温，气温不得低于5℃；暖棚内保持一定的湿度，湿度不足时，向混凝土表面及模板上洒水。
2.5 混凝土预应力控制
①预应力筋：预应力混凝土结构所采用的钢丝、钢绞线和热处理钢筋等的质量，应符合现行国家标准的规定；钢丝、钢绞线及精轧螺纹钢筋的切断，应采用切断机或砂轮锯，不得采用电弧切割。
②管道：浇注在混凝土中的管道不容许有漏浆现象，管道应具有足够的强度和刚度，以使其在混凝土的重量作用下能保持原有的形状，且能按要求传递粘结力。
③张拉工艺：预应力钢筋张拉前应对千斤顶、油泵、油表等张拉设备进行配套标定，防止张拉设备的误差造成预应力张拉的不到位，张拉时应根据油压（荷载）和伸长量进行双控。严格控制张拉顺序，以防止该盖梁混凝土因张拉力超过混凝土的抗拉极限而开裂：1）浇筑好盖梁后，待砼强度达到设计强度的90%，张拉N1、N4钢束；2）架设左幅桥单侧五片预制梁后，架设同侧右半幅五片预制梁；3）张拉N2钢束；4）架设左幅桥（或右半幅）另一侧的其余五片预制梁后，架设同侧右半幅（或左半幅）五片梁；5）在浇筑现浇桥面板、桥面铺装等二期恒载前，张拉N3钢束；6）施工时注意钢束左右对称张拉，避免盖梁作用偏心力而破坏。
④压浆：预应力筋张拉后，孔道应尽早压浆，水灰比宜为0.40～0.45，掺入适量减水剂时，水灰比可减至0.35，水泥浆的泌水率最大不超过3%，拌合后3小时泌水率空载在2%，泌水应在24h内重新全部被浆吸回，纵向预应力管道较长，采用真空压浆工艺。
3 结语
混凝土结构中存在拉应力是产生裂缝的必要条件，结构中主拉应力达到混凝土的抗拉强度时，并不立即产生裂缝，而是当拉应变达到极限拉应变时才出现裂缝。混凝土的极限拉应变一般为150个微应变左右且随混凝土强度等级的提高而降低，因此，从混凝土的抗裂角度讲，混凝土的强度并非越高越好。总结起来，混凝土结构施工期间防裂工作主要从以下几个方面展开：
①控制原材料质量；②优化配合比；③规范施工工艺、加强现场养护；④降低水化热；⑤确定合理的养护龄期；⑥保证有效预应力；⑦保障孔道灌浆质量。
参考文献：
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