淺析體積混凝土開裂起因及防治

鄭傳增

（福建匯海建工集團公司）

淺析體積混凝土開裂起因及防治

鄭傳增

（福建匯海建工集團公司）

大體積混凝土結(jié)構(gòu)的截面尺寸較大，由于水泥在水化熱反應(yīng)過程中釋放的水化熱所產(chǎn)生的溫度變化、混凝土收縮和外界環(huán)境變化的共同作用，會產(chǎn)生較大的收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力，從而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫。本文結(jié)合工程實踐，對大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因進行分析，對裂縫產(chǎn)生的原因，提出了防止大體積混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫的具體措施，對于大體積混凝土施工有一定的指導(dǎo)意義。

大體積混凝土；原因分析；施工技術(shù)措施

大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因受到混凝土原材料選擇、混凝土配合比設(shè)計、施工工藝、外部荷載作用等因素影響。大體積混凝土之所以產(chǎn)生裂縫，主要是混凝土所自身產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過混凝土本身的抗拉強度設(shè)計值所造成的，為了減少和控制裂縫的出現(xiàn)，就必須采取措施盡最大可能提高混凝土的抗拉強度性能或者降低混凝土的拉應(yīng)力。混凝土自身抗拉應(yīng)力就較小，從成本角度來考慮，提高混凝土的強度比較不經(jīng)濟，所以降低混凝土的拉應(yīng)力才是控制混凝土裂縫的有效途徑。

1　裂縫產(chǎn)生的原因

1.1溫度引起的裂縫

大體積混凝土由溫度造成的裂縫有兩種情況：①由于混凝土在硬化過程中因內(nèi)外溫差較大引起的。大體積混凝土因水泥用量大、散熱慢造成溫度不斷上升，從而使混凝土表面和內(nèi)部產(chǎn)生較大溫差。外部混凝土散熱溫度降低而產(chǎn)生收縮，內(nèi)部混凝土在硬化過程中水泥釋放出大量的水化熱而膨脹，形成裂縫。這種溫差僅在表面處較大，因此裂縫只在接近表面的范圍內(nèi)發(fā)生，表面層以下結(jié)構(gòu)仍保持完整。②由于氣候溫度的變化引起的，在溫度下降后混凝土將產(chǎn)生收縮而產(chǎn)生拉應(yīng)力，當拉應(yīng)力超過混凝土本身的抗拉強度設(shè)計值時將產(chǎn)生裂縫。

1.2干縮引起的裂縫

混凝土的干縮裂縫是由于蒸發(fā)和混合料內(nèi)部發(fā)生水化作用，混合料的水份會不斷減少。由于水的減少而發(fā)生的毛細管作用、吸附作用、分子間力的作用、材料礦物晶體或凝膠體間層間水的作用和碳化收縮作用等會引起半剛性材料產(chǎn)生體積收縮，從而產(chǎn)生干縮裂縫。在混凝土受到某種約束的情況下，干縮變形會出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力，特別是在初凝階段，由于混凝土抗拉強度十分低，容易引起混凝土開裂。

1.3其他原因

大體積混凝土水泥中的堿與活性骨料中的活性氧化硅起化學(xué)反應(yīng)會產(chǎn)生裂縫；建筑結(jié)構(gòu)物地基不均勻沉降也可產(chǎn)生裂縫，這類裂縫隨著基礎(chǔ)沉降而不斷增加，但待地基穩(wěn)定后將不會發(fā)生變化；荷載作用引起的裂縫；混凝土自身的不均勻性和脆性都是混凝土易于形成裂縫的內(nèi)在的因素。

2　裂縫的防治措施

2.1精心編制施工組織方案

項目經(jīng)理組織項目技術(shù)負責人、施工員、班組長等技術(shù)人員根據(jù)建設(shè)、設(shè)計、監(jiān)理和大體積混凝土施工的標準、規(guī)范等要求，結(jié)合工程的特點，有針對性的提出施工的難點和重點，采取相應(yīng)的技術(shù)預(yù)防措施，從商品混凝土、混凝土澆筑施工、混凝土溫度控制等多方面控制。按規(guī)定的程序申報后，方才實施。

2.2商品混凝土

項目部從合格供應(yīng)商中多家商品混凝土供應(yīng)商優(yōu)中選優(yōu)，進行現(xiàn)場考察，最后確定信譽良好，供應(yīng)量充足的商品混凝土公司作為該工程供應(yīng)商，在簽訂商品混凝土供應(yīng)協(xié)議時，必須申明使用部位混凝土的性能與數(shù)量，明確混凝土的供應(yīng)能力應(yīng)滿足混凝土連續(xù)施工的需要。原則上框定混凝土強度等級、抗?jié)B等級、坍落度、澆筑時間和工程部位等數(shù)據(jù)，工程質(zhì)量在材料保證上首先得以落實。

2.2.1商品混凝土原材料

商品混凝土原材料及配合比必須符合相關(guān)國家規(guī)范和施工組織設(shè)計方案規(guī)定。針對工程施工的季節(jié)、氣候、運距以及工程特點等多方面因素，對大體積混凝土的配合比有針對性的試配，依據(jù)試驗結(jié)果確定施工配合比。原材料及混凝土的檢驗試驗報告必須在施工前報交建設(shè)單位、監(jiān)理單位查驗，經(jīng)建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位等共同認可后，方允許投入施工。

2.2.2商品混凝土供貨

為了保證混凝土能夠及時運送到工地，項目部指定懂技術(shù)、溝通能力強的專人與商品混凝土公司加強溝通。參與混凝土供應(yīng)商對運輸線路進行考察，確定了攪拌站到工地的線路，準備應(yīng)急方案，確保混凝土及時送到現(xiàn)場。根據(jù)當時的交通狀況和現(xiàn)場條件，做好調(diào)整交通方案和制定應(yīng)急方案，完善混凝土供應(yīng)方案，預(yù)防大體積混凝土在澆筑過程中，出現(xiàn)停、斷混凝土的情況。

2.2.3保證混凝土質(zhì)量措施，做好商品混凝土進場檢驗

要求商品混凝土供應(yīng)商出廠的混凝土車嚴格檢查，不符合要求的混凝土不準出廠。指定專人進行每車混凝土入場后都必須溫度檢測，檢測合格后方可使用。根據(jù)混凝土澆筑量大小和施工進度，合理調(diào)整攪拌進度，使混凝土的澆筑溫度符合要求。在現(xiàn)場取樣時，以攪拌車卸料1/4后至3/4前混凝土為代表，進行坍落度測試，坍落度必須與出站前坍落度允許偏差≤20mm。

2.2.4商品混凝土試驗

商品混凝土供應(yīng)商應(yīng)提供商品混凝土?xí)尜Y料，即提供：原材料出廠合格證、試驗報告、含堿量報告；商品混凝土配合比申請通知單；商品混凝土開盤鑒定書；商品混凝土出廠合格證；商品混凝土抗壓試驗報告、抗?jié)B試驗報告。

2.3混凝土施工

2.3.1施工技術(shù)準備

（1）大體積混凝土施工前應(yīng)進行圖紙會審和技術(shù)交底，根據(jù)大體積混凝土施工規(guī)范計算澆筑體溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力，確定施工階段主要抗裂構(gòu)造措施和溫控指標，提出施工階段的綜合抗裂措施，制訂關(guān)鍵部位的施工方案。

（2）根據(jù)施工進度計劃，落實混凝土主要施工設(shè)備、現(xiàn)場總平面布置、混凝土澆筑運輸順序，明確連續(xù)澆筑施工類型和順序。根據(jù)實際需要設(shè)置水平施工縫時，除應(yīng)符合設(shè)計要求外，還要依據(jù)混凝土澆筑過程中溫度裂縫控制的要求、混凝土的供應(yīng)能力、鋼筋工程的施工、預(yù)埋管件安裝等因素確定其間隙時間。施工設(shè)備在澆筑混凝土前應(yīng)進行全面的檢修和試運轉(zhuǎn)，施工現(xiàn)場的供水、供電應(yīng)滿足混凝土連續(xù)施工的需要。

（3）大體積混凝土施工前，應(yīng)做好混凝土的模板和支架、鋼筋工程、預(yù)埋管件、溫控監(jiān)測設(shè)備和測試等隱蔽工程驗收，驗收合格后才能進行下一道工序的施工。對項目部成員、施工班組長和操作工人進行逐級進行技術(shù)交底并簽字，同時應(yīng)建立嚴格的崗位責任制和交接班制度。

2.3.2混凝土澆筑

各個施工階段采用一次性連續(xù)澆搗方案，因板厚度最大的1500厚，因此采用分段逐層斜面式薄層澆筑，將筏板底板混凝土分三層，每層厚度≤500mm，并利用混凝土自然流淌形成斜坡式接槎面?；炷翝仓r應(yīng)安排有序，振動棒采用梅花布點，要求振搗至混凝土無明顯下沉，每次振搗時間以20～30s為宜，基本不出現(xiàn)氣泡并開始泛漿為準。振搗棒插點采用行列式的次序移動，每次移動距離不超過振搗棒的有效作用半徑的1.25倍。振搗操作要“快插慢拔”，要“先振低處，后振高處”以防止混凝土內(nèi)部振搗不實；振搗時，要盡量避免碰撞鋼筋，管道預(yù)埋件等。每層混凝土都應(yīng)進行二次振搗。因二次振搗時間過早對混凝土密實起不到效果，振搗過晚則容易發(fā)生混凝土無法回流密實。所以必須掌握好二次振搗的時間。

針對澆筑施工部位的重點和難點，在技術(shù)交底中進行明確，派專人進行監(jiān)督，防止操作工漏振、欠振。

大體積混凝土經(jīng)振搗后表面水泥漿較厚，容易引起表面裂縫。在振搗最上一層混凝土?xí)r，注意要控制振搗時間，注意避免表層產(chǎn)生太厚的浮漿層。根據(jù)測設(shè)的標高控制點，將表面拍平整。在澆搗后，必須及時用長刮尺，將多余浮漿層刮除，在混凝土收漿接近初凝時，表面進行二次抹光。在混凝土收漿凝固施工期間，無關(guān)人員不得在未干硬的混凝土面上隨意行走，收漿工作完成的面必須同步及時覆蓋表面養(yǎng)護保護層。

2.3.3混凝土防裂控制養(yǎng)護及溫度控制措施

（1）正確的保護、養(yǎng)護措施是防止大體積混凝土裂縫的關(guān)鍵，混凝土的養(yǎng)護條件包含混凝土的潮濕狀態(tài)及養(yǎng)護溫度。濕養(yǎng)可以使混凝土盡可能接近于飽和狀態(tài)，防止混凝土表面脫水產(chǎn)生干縮裂縫；保溫養(yǎng)護的目的主要是降低大體積混凝土澆筑體的內(nèi)外溫差，以降低混凝土塊體的約束應(yīng)力，同時降低混凝土塊體的降溫速度，達到防止產(chǎn)生和控制裂縫的目的。

（2）為降低混凝土水化熱，在混凝土的內(nèi)部通入冷卻循環(huán)水，通過循環(huán)法保溫養(yǎng)護，加快混凝土內(nèi)部的熱量散發(fā)。為能夠準確地測量出混凝土內(nèi)部溫度，在大體積混凝土中預(yù)埋測溫管，采用電子溫度計測溫。上下層溫差控制在15～20℃之內(nèi)，不得超過25℃。根據(jù)各測點的溫度，可及時繪制出混凝土內(nèi)部溫度變化曲線圖，對照混凝土理論計算值，分析存在的問題，因時、因地地采取相應(yīng)的技術(shù)措施。

3　結(jié)束語

綜上所述，混凝土在施工過程中應(yīng)制定好詳細的施工組織方案，加強對商品混凝土原材料、供貨、進場檢驗、試驗、施工技術(shù)準備、澆筑、養(yǎng)護及溫度控制措施全過程的質(zhì)量控制，使混凝土施工質(zhì)量自始至終處于受控狀態(tài)。同時在具體施工中依靠我們多觀察、多比較、出現(xiàn)問題后多分析、多總結(jié)，再結(jié)合多種預(yù)防處理措施，大體積混凝土的裂縫是完全可以控制甚至避免的。

[1]中華人民共和國國家標準.《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB50496-2009）.北京：中國建筑出版社，2009.

[2]陸炳志，秦飛.淺析不同地質(zhì)條件下灌注樁成孔技術(shù).城市建設(shè)，2010（17）.

[3]鄧定高.地下室底板混凝土施工實踐.建設(shè)科技，2014（07）.

[4]李劍鋒.大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因及防治措施.城市建設(shè)，2010（17）.

[5]余炳懷.地下室大體積混凝土結(jié)構(gòu)無縫施工技術(shù).科學(xué)時代，2012（10）.

[6]李紅川.關(guān)于大體積混凝土施工工藝的研究.商品與質(zhì)量·建筑與發(fā)展，2013（8）.

TU755.7

A

1673-0038（2015）16-0056-02

2015-3-29