大體積混凝土裂縫控制要點及建議分析

于海洋，孫本勝

(遼寧潤中供水有限責任公司，沈陽 110166)

大體積混凝土裂縫控制要點及建議分析

于海洋，孫本勝

(遼寧潤中供水有限責任公司，沈陽 110166)

大型現(xiàn)澆工程時，由于工程結構復雜、所處環(huán)境多變、幾何尺寸長范圍連續(xù)現(xiàn)澆，出現(xiàn)裂縫不可避免，采取相應的技術控制措施，可以使結構物的裂縫得到有效控制，使工程建設更加趨于完美。文章通過對當前裂縫修補技術發(fā)展現(xiàn)狀及裂縫部位的分析,提出了大體積混凝土有害裂縫控制要點，對裂縫控制提出建議。

大體積混凝土；裂縫控制；要點；建議

1 裂縫部位及成因

結構物出現(xiàn)裂縫的原因分為由變形(溫度、收縮、不均勻沉陷)引起的裂縫和由荷載引起的裂縫兩大類，前者約占裂縫的80%～85%[1]。

1.1 溫度裂縫

1.1.1 表面裂縫

混凝土澆筑后，其內部由于水化熱溫升，體積膨脹，如遇寒潮，氣溫驟降，表層降溫收縮。內脹外縮，在混凝土內部產生壓應力，表層產生拉應力，且混凝土的抗拉強度遠小于抗壓強度。當表層溫度拉應力超過混凝土的允許抗拉強度時，將產生裂縫，形成表面裂縫[2]。

1.1.2 貫穿裂縫和深層裂縫

基礎約束在混凝土升溫膨脹期引起壓應力，在降溫收縮時引起拉應力，當此拉應力超過混凝土的允許抗拉強度時，就會產生裂縫，成為基礎約束裂縫[3]。

由于這種裂縫自基礎面向上開展，嚴重時可能貫穿整個壩段，故又稱為貫穿裂縫。此種裂縫切割的深度可達3～5m以上，故又稱為深層裂縫。

1.2 收縮裂縫

混凝土中含有大量孔隙、粗孔及毛細孔等?？障吨写嬖谒郑值幕顒佑绊懙交炷恋囊幌盗行再|。

在工程上，最常遇到的問題是與濕度變換有關的毛細收縮及吸附收縮。由于混凝土水分蒸發(fā)及含濕量的不均勻分布，形成濕度變化梯度，引起收縮應力，導致表面開裂。

混凝土所處大氣環(huán)境溫度、濕度、風速等都對收縮有影響，特別是風速的影響，對于風速風壓都很大的露天建筑物，容易產生干縮裂縫。

1)水庫工程圍堤護坡混凝土澆筑后并沒有嚴格按要求進行養(yǎng)護。一般來說膨脹混凝土淋水養(yǎng)護須7～14d，最少為7d，在混凝土終凝后2d即可開始澆水養(yǎng)護，而混凝土的膨脹值一般要14d才基本穩(wěn)定。同時，摻膨脹劑的混凝土，水化時需水量大，比普通混凝土更要加強養(yǎng)護，覆蓋淋水，使其表面始終處于潮濕條件。

2)工程采用的是商品混凝土，商品混凝土塌落度大，稍加振搗即出現(xiàn)石子下沉，漿體上浮，時常有較多泌水，隨著水分的蒸發(fā)，表面會出現(xiàn)塑性收縮裂縫。

3)在混凝土拌合物中有多余水量，混凝土硬結后，比較容易出現(xiàn)干燥收縮裂縫。

1.3 沉縮裂縫

由于結構物所處的條件不良和支撐體不穩(wěn)定或結構變形而發(fā)生裂縫，發(fā)生此種裂縫的場合是由于結構物的移動，也就是基礎不穩(wěn)定，或不均勻沉降，地基變形而發(fā)生的裂縫。

常見的有2種情況：

1)工程在施工過程中，地基夯實不到位，地基出現(xiàn)了不均勻沉降，使混凝土板由原來設計的均勻受力的彈性板變?yōu)楹喼О?，形成混凝土板局部受拉狀態(tài)，造成變形縫漏水，在冬季溫度較低的情況下護坡混凝土經(jīng)凍脹出現(xiàn)裂縫。

2)由于工程地質條件較差，壩體地下水位較高，土體含水量大，壩體填筑完成后，壩基沉降尚未全部完成的情況下即轉入混凝土坡面護砌，兩工序間隔時間較短，壩體固結收縮，壩基沉降不均勻(中部沉降量較大，壩腳處沉降較小)，現(xiàn)澆混凝土為剛性結構，變形很小，混凝土壩坡與壩體間形成間隙，也是造成冰壓破壞的原因之一。

2 裂縫控制要點與建議

2.1 要點

要點主要有以下2項：

1)對于大體積混凝土薄壁結構，控制裂縫的主要因素是收縮，所以應分層散熱澆灌，其后保濕養(yǎng)護是很重要的，無須專門的保溫。

預防激烈的溫度變化與濕度變化對控制裂縫是有利的，薄壁結構中要設法保證混凝土澆灌振搗的密實性。

2)合理設置變形縫是設計工作中急待解決的問題，它和引起漏水的裂縫問題密切相關，所以為了避免有害裂縫，要深入研究變形裂縫的合理間距。

2.2 建議

建議有以下5點：

2.2.1 預防

控制裂縫應該防患于未然，首先預防裂縫，防不住的就堵，堵不住再排，重點在預防，而不是后期修補。

2.2.2 處理裂縫原則

1)對于不影響承載力的裂縫，只進行封閉。

2)對于有強度要求的裂縫，采用化學灌漿補強。

3)對于有防水要求的裂縫，采用防滲堵漏。

2.2.3 大體積混凝土中裂縫控制

主要從降低溫度應力和提高混凝土的極限拉伸強度兩方面著手：

1)做好冷卻和保溫，澆注前避免材料過熱，澆筑后保溫，降低溫度應力和提高極限拉伸。降溫冷卻方面，采取保溫及緩慢降溫方法減少混凝土表面的急劇熱擴散，延長混凝土散熱時間，防止形成過大的溫差而引起表面或貫穿裂縫。

2)提高混凝土的極限拉伸，嚴格控制砂、石質量，限制含泥量，正確選用混凝土級配，適當摻用外加劑，減少用水量，改進混凝土澆灌工藝，可提高混凝土強度。適宜的溫濕度養(yǎng)護能減少收縮，充分發(fā)揮水泥水化作用使混凝土強度潛在能力得到充分發(fā)揮。

2.2.4 混凝土硬化過程中的早期沉縮裂縫處理

在設計和施工充分注意的情況下是可以避免的?？梢圆扇∠铝写胧┍苊獬量s裂縫：

1)嚴格控制水灰比，寧可小一些。

2)振搗要密實，振搗時5～15s/次為宜。

3)凝固時間不宜過快。

4)混凝土下料不過快。

5)注意高低溫季節(jié)給硬化帶來的影響，采取適當措施緩凝。

6)施工中避免遭遇大風襲擊，引起劇烈水份蒸發(fā)，形成上部和下部硬化不均和差異收縮。

7)加入減水劑和適量的粉煤灰，可減少沉縮量，促進工作性和流動性。

8)在混凝土澆灌1～2h后，對混凝土進行二次振搗，表面拍打振密。

9)避免過長時間的混凝土攪拌。

2.2.5 建筑材料的走向

現(xiàn)代建筑材料的發(fā)展趨勢是“高強度”，創(chuàng)造高標號混凝土，發(fā)展的目的是節(jié)約材料和減輕自重。從結構的裂縫控制觀點來看，高強的建筑材料優(yōu)越性得不到充分發(fā)揮，在設計強度的30%以內，材料已經(jīng)開裂，而且高強材料往往伴隨著脆性。有些工程，其結構強度遠遠未發(fā)揮出來的時候，因為開裂就進行了加固補強。提高混凝土的抗壓標號對抗拉作用不大，所以建筑材料如能向提高“任性”的方向發(fā)展，將會有更大的國民經(jīng)濟意義。

[1]袁光裕.水利工程施工[M].北京：中國水利水電出版社，2005：41-42.

[2]鞠麗艷，混凝土裂縫抑制措施的研究進展[J].混凝土，2002(05)：11-14.

[3]鞠麗艷，張雄.混凝土裂縫防治的兩種新方法[J]施工技術，2002，31(07)：28.

1007-7596(2014)10-0177-02

2014-03-24

于海洋(1975-)，男，遼寧撫順人，助理工程師，從事水利運行管理工作；孫本勝(1971-)，男，遼寧撫順人，助理工程師，從事水利行政管理工作。

TU755

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