淺談高層建筑大體積混凝土裂縫的處理

吳雙慶

（天津二十冶建設有限公司，燕山大學建筑與土木工程專業(yè)工程碩士）

淺談高層建筑大體積混凝土裂縫的處理

吳雙慶

（天津二十冶建設有限公司，燕山大學建筑與土木工程專業(yè)工程碩士）

隨著建筑高度越來越高，高層建筑底板厚度不斷增加，底板由于溫度應力產(chǎn)生裂縫在工程實踐中屢見不鮮。本文針對高層建筑大體積混凝土底板溫度裂縫的主要原因進行分析，探討出控制底板大體積混凝土溫度裂縫的措施。

大體積混凝土 裂縫 溫度裂縫

一、混凝土裂縫的種類

混凝土結構物的裂縫分為微觀裂縫和宏觀裂縫。微觀裂縫是指那些肉眼看不見的裂縫。反之，肉眼看得見的裂縫稱之為宏觀裂縫。宏觀裂縫產(chǎn)生的原因主要有三種，一是由外部荷載引起的，這是發(fā)生裂縫最為普遍的一種情況；二是結構應力引起的裂縫，這是由于結構的實際工作狀態(tài)與計算假設模型差異引起的；三是由于變形應力引起的裂縫，這是由不均勻沉降、膨脹、收縮、溫度等因素引起的結構變形。

二、混凝土溫度裂縫

高層建筑的大體積混凝土結構中，由于結構截面大，水泥用量總量大，水泥在水化過程中釋放的大量水化熱會使混凝土產(chǎn)生較大溫度應力，由此產(chǎn)生的收縮應力是形成鋼筋混凝土裂縫的主要原因。這種裂縫有表面裂縫和貫通裂縫兩種。表面裂縫是由于混凝土表面和內部散熱條件不同，使得混凝土溫度內高外低，產(chǎn)生了溫度梯度，使得大體積混凝土內部產(chǎn)生了壓應力，混凝土表面產(chǎn)生拉應力，當表面的拉應力超過混凝土設計的抗拉強度時就形成裂縫。貫通裂縫是當大體積混凝土強度發(fā)展到一定程度時，混凝土溫度逐漸降低，溫差引起的變形和混凝土失水造成其體積收縮變形，受到地基和其他結構邊界條件的約束時引起的拉應力，超過混凝土設計抗拉強時所可能產(chǎn)生貫通整個截面的裂縫。這兩種類型的裂縫都是有害的，在大體積混凝土結構的設計、施工中均需采取有效措施避免。

三、混凝土溫度裂縫的控制方法

第一，降低水泥水化熱和凝結硬化后的變形量

選用低水化熱或中水化熱的水泥品種配置混凝土，充分利用混凝土的后期強度，減少每立方米混凝土中水泥用量。

第二，降低混凝土的溫度差

選擇較適宜的氣溫澆筑大體積混凝土，盡量避開炎熱的天氣澆筑混凝土。

第三，加強施工中溫度控制

在混凝土澆筑后，做好混凝土的保溫保濕養(yǎng)護，緩緩降溫，充分發(fā)揮混凝土的徐變特性，降低溫度應力，夏季應避免暴曬，冬期應采取措施保溫覆蓋。

第四，改善約束條件，消減溫度應力

采取分層或分塊澆筑大體積混凝土，合理設置水平或垂直施工縫，或在適當位置設置施工后澆帶，以放松約束程度，減少溫度應力。

第五，提高混凝土的極限拉伸強度

選擇良好級配的粗骨料，嚴格控制其含泥量，加強混凝土的振搗，提高混凝土的密實度和抗拉強度。

四、混凝土裂縫的限制

盡管對大體積混凝土結構采取各種各樣的防裂縫措施，但是工程實踐證明：由于各種復雜因素的影響，在混凝土澆筑不久或施工期間就會出現(xiàn)裂縫，對于要求嚴格的工程，則必須對裂縫進行補強加固。

根據(jù)經(jīng)驗的積累，混凝土裂縫一般采取如下的修補方法：第一，表面修補法，該法用于基礎混凝土早期表面淺層裂縫的處理，具有抗?jié)B補漏功能。措施有在裂縫表面涂抹環(huán)氧膠泥或涂抹水泥砂漿、粘結橡皮板等高分子卷材防滲層，但處理無法到達裂縫深處。第二，內部修補法，該法用于對基礎結構混凝土深層裂縫的修補，主要措施是灌漿法，包括化學灌漿和水泥灌漿。其作用原理是通過壓力灌漿注入結構的裂縫、孔隙中，通過漿材的擴散和浸透，對結構進行粘結和加固。第三，結構加固法，該法用于對基礎結構承載力、整體結構影響較大的深度裂縫，目的是恢復結構整體性作用，限制裂縫的發(fā)展或將貫穿性裂縫封閉。

根據(jù)大體積混凝土裂縫形成的原因，制定出可行的措施進行控制和減少混凝土有害裂縫的出現(xiàn)，具有重要的實踐意義。具體而言，大體積混凝土施工方案的制定應該包括以下幾個方面：

第一，大體積混凝土的設計構造要求：包括規(guī)范一般要求和應力計算方法。

第二，設計配合比及材料的選用方法。

第三，大體積混凝土澆筑與養(yǎng)護具體措施：包括澆筑方法的選取、水平施工縫的留設、保溫方法、表層保溫層的計算等。

第四，大體積混凝土冬季施工應該注意的問題：包括混凝土出機溫度與澆筑溫度的選擇、基礎與冷縫的預熱、原材料的加熱、混凝土運輸過程中的保溫、澆筑過程中如何減少熱量的損失以及保溫養(yǎng)護方案等。

五、總結

本文在大量工程實踐的基礎上，總結了大體積混凝土施工質量通病，對施工技術提出了具體的要求和標準，有利于大體積混凝土施工質量的控制，同時進一步提出對混凝土缺陷的修補和處理措施。

第一，控制大體積混凝土原材料質量及配合比。

第二，保證筏板基礎鋼筋工程及模板的質量。

第三，合理劃分施工沉降縫，提高其防水及密閉性。

第四，控制混凝土的澆筑振搗，保證混凝上均勻、密實。

第五，及時做好養(yǎng)護、溫度監(jiān)測。此外，施工單位必須按照規(guī)范要求，設置合理的施工方案，嚴格安排現(xiàn)場施工。確保工程按期完成，不斷提高大體積混凝土的施工質量。

TU75

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1007-6344（2015）04-0141-01