大體積混凝土施工技術(shù)與裂縫控制

王 小 龍

(山西振興公路監(jiān)理有限公司，山西 太原 030006)

0 引言

我國(guó)路橋建筑近年來(lái)應(yīng)用逐漸增多，已經(jīng)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素。建筑中最常應(yīng)用的材料是混凝土，混凝土主要由膠凝材料組成，其經(jīng)過(guò)水化后會(huì)引起溫度的變化，進(jìn)而導(dǎo)致收縮使混凝土表面出現(xiàn)裂縫，裂縫出現(xiàn)的混凝土建筑具有一定的危害，稱之為大體積混凝土。因其是一種非均質(zhì)脆性材料，容易在硬化后出現(xiàn)微型孔及氣穴甚至出現(xiàn)細(xì)微的裂縫。所以，如何解決混凝土硬化后裂縫的出現(xiàn)，成為施工中面對(duì)的首要問(wèn)題。本文針對(duì)此類問(wèn)題進(jìn)行研究。

1 大型混凝土的施工技術(shù)

1.1 大體積混凝土施工準(zhǔn)備

大體積混凝土施工時(shí)首先應(yīng)設(shè)計(jì)圖紙，路橋建筑的設(shè)計(jì)應(yīng)符合實(shí)際的應(yīng)用及美觀。其水平施工縫的設(shè)計(jì)應(yīng)符合中溫度裂縫控制的規(guī)范要求。大體積混凝土施工時(shí)以木模板、鋼模板及鋼木模板為施工選擇的模板，其木模板的保溫效果較好，鋼模板不利于保溫。在選擇時(shí)應(yīng)滿足溫度對(duì)模板的要求，選擇合適的模板進(jìn)行大體積混凝土施工。在工程實(shí)施之前，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)大體積混凝土澆塊體的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算，以此作為根據(jù)，制定合理的溫度控制方案，方便在施工時(shí)進(jìn)行溫度的控制。有效的控制了施工時(shí)的溫差、升溫峰值及降溫速率，可減少對(duì)路橋建筑產(chǎn)生不良溫度裂縫，使施工質(zhì)量得到保證。

1.2 大體積混凝土施工材料及配比

在施工中，為避免大體積混凝土由于水泥水化速率過(guò)快而導(dǎo)致大溫度應(yīng)力，相關(guān)部門在經(jīng)過(guò)商討下，應(yīng)滿足大體積混凝土每立方米膠凝材料的用量不低于360 kg，水灰比不大于0.45，水泥用量在300 kg以下，堿含量在3 kg以下。采用高效的減水劑同樣十分重要，規(guī)定混凝土的坍落度應(yīng)該在160 mm左右[1]?；炷恋牡装鍛?yīng)用C35泵送混凝土，抗?jié)B等級(jí)是P8級(jí)。相關(guān)混凝土配合比詳見表1。

表1 混凝土材料配合比 kg/m3

2 大體積混凝土建筑施工產(chǎn)生裂縫的原因

2.1 水泥水化產(chǎn)生熱量

混凝土建筑施工中，水泥由于水化會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，所以在施工前應(yīng)對(duì)水泥進(jìn)行水化處理。當(dāng)建筑物較大時(shí)，水泥水化所產(chǎn)生的熱量散發(fā)不出去，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部溫度急劇上升。如果內(nèi)外溫差較大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致建筑物因溫度變形，造成裂縫。

2.2 內(nèi)外約束條件

在建筑施工中，混凝土建筑及其地基會(huì)在同一時(shí)間進(jìn)行澆筑，隨著室外溫度的變化，地基會(huì)受到溫度的影響產(chǎn)生一定的約束力。當(dāng)溫度降低時(shí)，混凝土的拉力會(huì)逐漸增加，當(dāng)拉力增加到混凝土不能承擔(dān)的力量時(shí)，混凝土建筑表面就會(huì)出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象[2]。

2.3 外界環(huán)境溫度變化

實(shí)際施工時(shí)，外界溫度對(duì)混凝土建筑同樣會(huì)產(chǎn)生很大的影響。當(dāng)外界溫度較高時(shí)，施工溫度也較高，但當(dāng)溫度下降時(shí)，建筑內(nèi)外溫度相差較大，在一定程度上造成裂縫現(xiàn)象。

2.4 混凝土收縮情況

混凝土澆筑后，含水量較高，在水量蒸發(fā)的過(guò)程中，出現(xiàn)收縮現(xiàn)象。由于外部水分蒸發(fā)較內(nèi)部快，所以混凝土表面產(chǎn)生收縮，出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，如圖1所示。

3 大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的事例

3.1 大體積混凝土出現(xiàn)裂縫事例詳情

某高速公路的隧道在可以通行一個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，下隧道的內(nèi)壁出現(xiàn)縱向和橫向的裂縫，這些裂縫不及時(shí)處理會(huì)對(duì)路面的交通、隧道的使用壽命和行車的安全產(chǎn)生影響，最終導(dǎo)致路面破壞。

3.2 關(guān)于大體積混凝土裂縫原因調(diào)查

相關(guān)人員對(duì)出現(xiàn)裂縫的路面進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取芯，根據(jù)隧道的結(jié)構(gòu)，適當(dāng)選擇取芯的位置及長(zhǎng)度。現(xiàn)場(chǎng)取芯主要研究項(xiàng)目為：1)充分了解水泥混凝土板的厚度和硬度；2)了解芯樣的完整程度；3)了解裂縫處混凝土板的破壞程度；4)了解混凝土板下的基層狀況。在出現(xiàn)裂縫的混凝土板處進(jìn)行兩次取樣，一個(gè)在裂縫處取樣，觀察裂縫程度，另一個(gè)在裂縫旁取樣，用于觀察樣品的強(qiáng)度情況。為了從更多方面找到裂縫原因，應(yīng)在縱向與橫向裂縫處分別取樣，檢驗(yàn)其強(qiáng)度狀況。使用取樣工具進(jìn)行取樣，主要考察樣品的完整性、混凝土板的質(zhì)量、芯樣是否滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)厚度及基層是否完整等條件[3]。

3.3 大體積混凝土裂縫調(diào)查結(jié)果

針對(duì)相關(guān)芯樣檢查得出相關(guān)結(jié)果：

1)發(fā)生水泥混凝土表面的裂縫的原因主要是板面的建筑質(zhì)量較差;2)相關(guān)取芯表面出現(xiàn)裂縫的原因與基層的完整性沒有相關(guān)性，出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象的基層完整，同時(shí)未出現(xiàn)裂縫的基層未必完整；3)通過(guò)縱向取樣結(jié)果判斷，其下方基層大部分出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象；4)部分施工單位在施工時(shí)未按照嚴(yán)格設(shè)計(jì)要求進(jìn)行建筑，進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。

3.4 大體積混凝土裂縫原因分析

在隧道水泥混凝土出現(xiàn)裂縫的原因研究中，導(dǎo)致原因較為復(fù)雜。從本事例中來(lái)看，主要原因是存在切縫不及時(shí)現(xiàn)象。施工人員在施工過(guò)程中進(jìn)行橫向與縱向切縫時(shí)由于順序的原因，出現(xiàn)部分切縫不及時(shí)的現(xiàn)象。下承層存在缺陷，基層、底部基巖存在松散現(xiàn)象，基底滲水現(xiàn)象嚴(yán)重，在排水及車輛負(fù)載的作用下，使裂縫的形成加速產(chǎn)生。同時(shí)，施工人員在施工中未按照嚴(yán)格的規(guī)定進(jìn)行施工，同樣會(huì)使建筑表面出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象?；炷僚c基層的連接各不相同，混凝土內(nèi)部應(yīng)力狀況也不相同，因沒有按照要求進(jìn)行滑動(dòng)封層的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致隧道裂縫的出現(xiàn)。水泥混凝土的養(yǎng)護(hù)不到位，由于忽視對(duì)水泥混凝土路面的養(yǎng)護(hù)造成溫度收縮和干縮裂縫的出現(xiàn)，造成過(guò)早的出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象。干濕變化較大，出現(xiàn)裂縫地段的地下水較為豐富，導(dǎo)致隧道內(nèi)裂縫出現(xiàn)[4]。

3.5 針對(duì)大體積混凝土裂縫處理措施與建議

根據(jù)本文中相關(guān)事件的分析，水泥混凝土的裂縫修補(bǔ)有不同的方法和處理辦法，例如使用化學(xué)壓力灌漿表面處理法、填充密實(shí)法等都可以進(jìn)行裂縫修補(bǔ)。具體修補(bǔ)措施步驟如下：

1)首先施工單位應(yīng)嚴(yán)格按照要求進(jìn)行施工，當(dāng)混凝土板出現(xiàn)斷裂時(shí)，使用完整的板進(jìn)行修補(bǔ)；2)當(dāng)發(fā)現(xiàn)混凝土水泥板的基底滲水較多，應(yīng)及時(shí)抽取滲水，并對(duì)滲水現(xiàn)象進(jìn)行分析，然后進(jìn)行滲水溝的挖取，放入飲水管進(jìn)行滲水的排除；3)對(duì)未出現(xiàn)裂縫的地方進(jìn)行常規(guī)檢查，根據(jù)不合格的地方進(jìn)行返工處理；4)對(duì)水泥混凝土的管理應(yīng)加強(qiáng)，及時(shí)針對(duì)問(wèn)題進(jìn)行處理；5)對(duì)施工的人員嚴(yán)格要求，確保施工工程質(zhì)量；6)督促施工單位完善質(zhì)量保證體系,落實(shí)質(zhì)量責(zé)任制,按照規(guī)定要求加強(qiáng)對(duì)原材料、實(shí)體工程質(zhì)量的自檢工作；嚴(yán)格各工序質(zhì)量檢查，對(duì)關(guān)鍵工序制定有效的質(zhì)保措施，嚴(yán)格按批準(zhǔn)的施工方案施工。

4 結(jié)語(yǔ)

根據(jù)上述內(nèi)容得出，我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，建筑的質(zhì)量越來(lái)越受到人們的關(guān)注?；炷两ㄖ谑┕で埃嚓P(guān)部門應(yīng)給予全面完整的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際施工時(shí)，工人應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，打造高質(zhì)量高標(biāo)準(zhǔn)的施工理念，減少裂縫的出現(xiàn)。使建筑工程的質(zhì)量得到有效的保證，使車輛行使更加安全。

參考文獻(xiàn)：

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