一次不當養(yǎng)護造成的混凝土表面裂縫

王彥闖，程建民

（山西一建集團有限公司，山西 侯馬 043004）

一次不當養(yǎng)護造成的混凝土表面裂縫

王彥闖，程建民

（山西一建集團有限公司，山西 侯馬 043004）

本文通過對一起因混凝土結構內(nèi)部溫度與表面養(yǎng)護用水溫度溫差過大，造成混凝土筏板基礎表面裂縫的案例分析，提出了混凝土裂縫產(chǎn)生的原因、處理方法和今后的預防措施。

不當養(yǎng)護；溫差；裂縫；混凝土抗拉強度

隨著國家建設大規(guī)模的發(fā)展，土地資源越來越緊張，高層和超高層的住宅和商業(yè)用房也越來越多。高層建筑的基礎全部都是大體積混凝土，而大體積混凝土的裂縫控制問題不可避免地擺在我們面前。嚴格地講，大體積混凝土的裂縫要從多方面控制，從制定大體積混凝土施工方案，到原材料、混凝土攪拌、運輸、澆筑施工工藝，澆筑后的結構實體測溫、養(yǎng)護等一系列環(huán)節(jié)都不可忽視。但一般來講，大家對大體積混凝土的原材料、混凝土的攪拌、運輸和施工等環(huán)節(jié)都很重視。但等大體積混凝土施工結束，對其養(yǎng)護就不那么重視了，加之一些管理人員和操作工人，對混凝土養(yǎng)護的重要性和如何養(yǎng)護不太了解。因此，澆筑后不養(yǎng)護或因養(yǎng)護不當造成的混凝土裂縫，占現(xiàn)有混凝土裂縫的比例越來越多。筆者曾經(jīng)歷過一起因混凝土養(yǎng)護不當引起的混凝土筏板基礎表面裂縫的案例。

1 工程概況

某高層住宅樓、地下一層、地上三十層、基礎形式為樁筏基礎，鋼筋混凝土灌注樁，樁徑 800mm，樁長 36m，混凝土強度等級 C30；筏板基礎厚度 1.5m，平面尺寸 80.2m× 22m，鋼筋為雙排雙向布置，鋼筋間距 150mm×150mm，直徑 25mm，筏板底部鋼筋混凝土保護層厚度為 40mm，上部保護層厚度為 20mm，混凝土強度等級 C30，抗?jié)B等級 P6，混凝土用量約 2650m3，根據(jù) GB 50496—2009《大體積混凝土施工規(guī)范》中關于大體積混凝土的定義，該筏板基礎為大體積混凝土。

該工程位于山西雁北地區(qū)某市，筏板基礎施工期為 4 月中旬，該地區(qū)春季風大、氣候干燥、沙塵天氣較多，空氣濕度僅為 10%～20%，氣溫偏低。施工前編制了大體積混凝土施工方案：為保證混凝土澆筑質(zhì)量，考慮到基礎鋼筋間距較大，要求該筏板基礎所使用商品混凝土坍落度控制在150～180mm。施工時隨時抽查坍落度，確保混凝土坍落度在可控制范圍內(nèi)?；炷翝仓戤吅?，進行抹面，然后覆蓋塑料薄膜，進行保濕養(yǎng)護，以避免混凝土表面因失水產(chǎn)生塑性及干縮裂縫。

2 裂縫產(chǎn)生經(jīng)過、原因分析及處理

該筏板基礎混凝土于 2013 年 4 月 17 日下午 3 點開始澆筑，4 月 18 日晚 10 點混凝土澆筑完畢，澆筑完抹面找平后覆蓋塑料薄膜。由于工期緊，4 月 19 日早上 8 點上班，操作工人看到混凝土表面硬化，踩上去無腳印，即將塑料薄膜揭開，準備放線，進入下一道工序。他們認為，揭開塑料薄膜后，在混凝土表面澆水，也可達到與塑料薄膜相同的養(yǎng)護效果，于是他們采取了澆水養(yǎng)護的方法，當水澆到混凝土表面5 分鐘左右后，混凝土表面出現(xiàn)了裂縫，該裂縫為有規(guī)律的裂縫，全部為沿著上排鋼筋走向開裂，呈網(wǎng)格狀分布，也就是通常所說的順筋裂縫（見圖1）。

圖1 混凝土表面裂縫

當時監(jiān)理人員正好巡查到此（該片區(qū)域澆筑時間 18 日凌晨 5 點左右），發(fā)現(xiàn)混凝土出現(xiàn)了裂縫，立即叫停了澆水。經(jīng)現(xiàn)場觀測，裂縫產(chǎn)生區(qū)域有 5m×12m大小的范圍，裂縫寬度大約在 0.1mm 左右，最寬處未超過0.2mm。

針對以上問題，相關人員在現(xiàn)場召開了有監(jiān)理、施工單位、攪拌站等相關單位技術人員參加的裂縫原因分析會。經(jīng)查相關規(guī)范和資料，根據(jù)《筏板基礎大體積混凝土施工方案》中的熱工計算得出，該大體積混凝土中心溫度 51℃，表面溫度 32℃，測溫孔分三層設置，分別位于筏板基礎的上表面下和底面上 100mm 及筏板中部，共計 20 個測溫點。根據(jù)測溫記錄 20 個點中，取其中溫差最大的一個點數(shù)據(jù)看，底層溫度 56℃，中間層溫度 60℃，表層溫度 36℃，內(nèi)外最大溫差 24℃，小于 GB 50496—2009《大體積混凝土施工規(guī)范》中“混凝土澆筑塊體的里表溫差不宜大于 25℃”的規(guī)定。查當天氣象記錄，大氣最高溫度 12℃，最低溫度 4℃，現(xiàn)場設一鐵皮蓄水箱存放施工用水，上午 9 點測水溫為 7℃，混凝土強度因未壓試塊，強度不詳，考慮到大體積混凝土水化熱大，強度增長快及攪拌站提供的混凝土強度增長規(guī)律等因素，估計當時混凝土強度約為 5～7MPa。綜合上述情況分析，原因如下：

（1）未按《筏板基礎大體積混凝土施工方案》要求，違規(guī)作業(yè)。

TB 10424—2010《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗收標準》第 4.6.9 條明確提出：“……混凝土養(yǎng)護用水與混凝土結構表面溫度之差不得大于 15℃?！本褪强紤]防止溫差過大使混凝土收縮過大，導致出現(xiàn)裂縫。筏板基礎混凝土裂縫出現(xiàn)的原因就是由于操作工人片面認為混凝土的養(yǎng)護方法就是澆水養(yǎng)護，而不知道應根據(jù)不同的結構形式和環(huán)境采用不同的養(yǎng)護方法，如常溫施工的一般混凝土結構需要保濕養(yǎng)護，冬期施工的混凝土結構需要保溫養(yǎng)護，而大體積混凝土則不但要保濕養(yǎng)護，更重要的是要考慮溫差對混凝土結構的影響，以避免大體積混凝土因內(nèi)外溫差過大而導致結構出現(xiàn)裂縫。

（2）混凝土抗拉強度低。

大體積混凝土為降低和延緩水泥水化熱的峰值，摻入了緩凝劑，使初凝控制在 8～12 小時，雖然終凝后，由于大體積混凝土水化熱大，對混凝土強度產(chǎn)生了加速養(yǎng)護的效果，但即使增長，其一天抗壓強度能達到 20% 左右設計強度即 6MPa，而混凝土抗拉強度約為抗壓強度的十分之一僅為0.6MPa 左右，抗拉強度很低，將溫差接近 30℃ 的冷水澆到混凝土表面，混凝土表面將會產(chǎn)生較大收縮，而筏板基礎的上排鋼筋混凝土保護層厚度為 20mm，是混凝土抗拉最薄弱的部位，一旦這些部位混凝土的收縮應力大于混凝土的抗拉強度，混凝土就產(chǎn)了收縮裂縫。從圖1 看，該部位混凝土裂縫出現(xiàn)的就是有規(guī)則的順筋裂縫。

該裂縫出現(xiàn)后，經(jīng)過分析研究，認為混凝土裂縫寬度較小，且混凝土的水化反應也正在持續(xù)中，如果采取措施得當，這些裂縫有可能愈合。故決定采取在筏板基礎裂縫表面撒水泥，用笤帚反復掃，使水泥盡可能滲入裂縫中，然后用噴壺噴灑溫水，最后表面覆蓋塑料薄膜，保濕養(yǎng)護。一年后工作人員進行了多次詳細的觀察，未發(fā)現(xiàn)裂縫，說明裂縫已經(jīng)愈合（見圖2）。

圖2 處理后的混凝土表面

3 小結

此次筏板基礎混凝土裂縫的出現(xiàn)是不應該發(fā)生的事情，是操作工人違反操作規(guī)程，在混凝土強度未達到規(guī)定之前，為搶工期、擅自改變養(yǎng)護方式造成的。它也從深層次的反映了兩個問題：一是管理人員管理不到位，工人違規(guī)操作無人及時制止；二是包括有些管理人員在內(nèi)，缺乏對混凝土如何合理養(yǎng)護的知識。這也從另一個角度對我們提出了一個工作重點，如何加強對現(xiàn)場施工人員、特別是管理人員的培訓，在每個工程開工之前，應由技術負責人根據(jù)工程特點對相關人員進行專業(yè)培訓，使他們知道本工程應該注意的要點，避免發(fā)生不應該出現(xiàn)的問題，使項目管理人員對施工中出現(xiàn)違規(guī)操作可以及時制止，把問題消滅在萌芽狀中。

[1] GB 50496—2009．大體積混凝土施工規(guī)范[S]．

[2] GB 50010—2010 ．鋼筋混凝土結構設計規(guī)范[S]．

[3] TB 10424—2010 ．鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗收標準[S].

［通訊地址］山西省侯馬市建工路 1 號山西一建集團侯馬總部 （043004）

表3 河砂與機制砂對混凝土工作性的影響

4 結語

機制砂的加入要達到天然中砂混凝土的狀態(tài)需要明顯增大減水劑的用量，但不影響混凝土強度的增長，并且強度較天然中砂混凝土略有提高。機制砂的加入混凝土的可泵性略微變差，但完全能夠滿足泵送要求。

參考文獻

[1] 陳欣聲．機制砂在商品混凝土中的應用[J]．工程機械，2004,35(11): 74-76．

[2] 徐建，蔡基偉，王稷良等．人工砂與人工砂混凝土的研究現(xiàn)狀[J]．國外建材科技，2004,25(3): 20-24．

[3] 江京平．人工砂在高性能混凝土中的應用及技術指標探討[J]．新型建筑材料，2001,(5): 29-31．

［作者簡介］孫璐（1938—），男，山東濟南人，工程師，主要從事混凝土外加劑生產(chǎn)和銷售方面的工作。

［通訊地址］山東省濟南市槐蔭區(qū)凱旋新城東區(qū) 7 號樓 1803室（250022）

王彥闖（1982—），男，大學本科，工程師，主要從事現(xiàn)場施工管理。