大體積混凝土施工中的裂縫預(yù)防與控制策略

高勝雨，董 瑞，張曉軒

（北京城建集團(tuán)有限責(zé)任公司國際事業(yè)部，北京 102500）

大體積混凝土施工在當(dāng)前的工程項(xiàng)目當(dāng)中較為常見，但是由于大體積混凝土的特點(diǎn)，在施工項(xiàng)目當(dāng)中，經(jīng)常出現(xiàn)混凝土裂縫等問題，對建筑質(zhì)量造成惡劣影響，如果不能解決大體積混凝土施工中的裂縫問題，將會導(dǎo)致裂縫擴(kuò)大化，甚至出現(xiàn)滲漏等問題，引發(fā)建筑安全風(fēng)險。特別是在出現(xiàn)裂縫之后，大體積混凝土內(nèi)部鋼筋銹蝕速度也會進(jìn)一步增加，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)遭到完全破壞，嚴(yán)重危害建筑工程的長期安全性，對工程質(zhì)量把控帶來較大挑戰(zhàn)。因此，為保證大體積混凝土施工的安全性，需要對大體積混凝土施工中的裂縫預(yù)防與控制策略進(jìn)行分析，找到合適的處理措施，保證大體積混凝土施工質(zhì)量達(dá)到要求。

1 大體積混凝土施工裂縫產(chǎn)生原因

混凝土本身屬于不均勻物質(zhì)，而大體積混凝土施工中，由于混凝土本身的特性，混凝土的抗拉性以及耐久性等相對較差，容易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，通常情況下，在大體積混凝土施工過程當(dāng)中，裂縫的出現(xiàn)主要由以下幾方面導(dǎo)致。

首先，在大體積混凝土施工過程當(dāng)中，由于混凝土凝固過程需要產(chǎn)熱，而大體積混凝土施工的水泥用量相對較高，因此在水泥水化等過程中，混凝土的溫度會出現(xiàn)上升，但由于大體積混凝土一般體積較大，其內(nèi)部產(chǎn)生的熱量無法快速導(dǎo)出，因此散熱能力相對較差，大體積混凝土不同組成部分之間會出現(xiàn)明顯的溫度差異，由溫度差異導(dǎo)致的溫度應(yīng)力等情況會導(dǎo)致混凝土裂縫現(xiàn)象，而且這種溫度差異導(dǎo)致的裂縫，不僅存在于大體積混凝土外部，大體積混凝土內(nèi)部也會由于溫度差異出現(xiàn)相應(yīng)的拉應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致內(nèi)部出現(xiàn)裂縫。

其次，在大體積混凝土施工過程當(dāng)中，由于施工現(xiàn)場基本處于室外，因此由于室外晝夜溫差過大，不同階段澆筑的混凝土也會因?yàn)闇囟炔町惗a(chǎn)生較大變化，在水泥水化等過程中會由于外部溫度變動出現(xiàn)收縮裂縫等，這對于建筑功能維護(hù)帶來了不利影響，而且還會導(dǎo)致混凝土工程安全受到挑戰(zhàn)，極易出現(xiàn)混凝土施工風(fēng)險。

最后，除了施工階段有可能導(dǎo)致裂縫問題，在大體積混凝土施工結(jié)束之后，由于大體積混凝土體積較大且不同部位的功能具有差異，因此不同構(gòu)造部分之間會產(chǎn)生擠壓等現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致大體積混凝土構(gòu)造出現(xiàn)形變，特別是在自然環(huán)境較為惡劣的情況下，大體積混凝土不同構(gòu)造部位擠壓現(xiàn)象明顯，就會導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。

此外，在施工過程當(dāng)中，針對大體積混凝土施工，需要做好專門的養(yǎng)護(hù)管理，但是在實(shí)際的施工管理過程當(dāng)中，大體積混凝土澆筑完畢后，相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)管理工作并未落實(shí)到位，后期養(yǎng)護(hù)處理缺乏專業(yè)人員，導(dǎo)致混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量無法達(dá)到要求，大體積混凝土無法按照規(guī)范開展保溫、保濕處理，導(dǎo)致混凝土裂縫產(chǎn)生。

2 大體積混凝土施工裂縫的預(yù)防與控制策略

2.1 選擇合適的原材料

為保證大體積混凝土施工的安全性，減少大體積混凝土中出現(xiàn)的裂縫問題，有效控制大體積混凝土施工質(zhì)量，需要在前期選擇合適的混凝土原材料，保證混凝土質(zhì)量符合施工需求，避免混凝土質(zhì)量不達(dá)標(biāo)而可能導(dǎo)致的施工風(fēng)險。例如在選擇混凝土材料過程中，要對粗集料以及細(xì)集料的比例進(jìn)行合理配置，混凝土集料在混凝土當(dāng)中起到骨架作用，對于混凝土的性能具有較大影響，如果粗細(xì)配比不合理，就會導(dǎo)致混凝土質(zhì)量降低，水泥用量明顯增加，導(dǎo)致大體積混凝土裂縫風(fēng)險提升。粗集料中針、片狀顆粒含量過多，也會使得混凝土強(qiáng)度降低，在大體積混凝土施工過程當(dāng)中，一旦出現(xiàn)這些問題，會使得混凝土的強(qiáng)度有所下降，因此要結(jié)合大體積混凝土施工特點(diǎn)，選擇合適的混凝土集料配比。另外，要做好混凝土中水泥原材料的挑選，為減少混凝土裂縫，應(yīng)當(dāng)對混凝土的開裂情況做好預(yù)估，選擇具有較強(qiáng)強(qiáng)度且抗裂性能好的水泥材料，根據(jù)不同水泥特點(diǎn)，結(jié)合使用硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽水泥等。在大體積混凝土施工過程當(dāng)中，還可以在混凝土當(dāng)中適當(dāng)添加粉煤灰，以此減少水泥用量，避免水泥水化產(chǎn)生過多熱量，從而減少水泥水化導(dǎo)致的裂縫現(xiàn)象。

2.2 合理選擇外摻料等

通過合理選擇外摻料，能夠保證大體積混凝土施工的安全性，在澆筑過程當(dāng)中通過外摻料等的科學(xué)使用，可以減少大體積混凝土水熱化出現(xiàn)概率，進(jìn)而保證大體積混凝土的施工安全，減少施工裂縫情況。例如，在大體積混凝土中摻入聚丙烯纖維，可以明顯改善混凝土的物理性質(zhì)，在大體積混凝土施工階段，混凝土硬化初期，由于混凝土自身收縮等問題，可能導(dǎo)致混凝土內(nèi)部出現(xiàn)裂縫，后期隨著混凝土中水分的蒸發(fā)，內(nèi)部拉應(yīng)力增加，會使得混凝土中最初出現(xiàn)的裂縫逐步擴(kuò)大，進(jìn)而導(dǎo)致混凝土內(nèi)部貫穿裂縫風(fēng)險，嚴(yán)重危害大體積混凝土施工安全。而通過聚丙烯纖維的使用，可以對混凝土起到一定的約束作用，使得混凝土韌性有所增強(qiáng)，進(jìn)而改善混凝土內(nèi)部問題，有助于防止混凝土裂縫出現(xiàn)。另外，通過聚羧酸減水劑等的使用，可以對混凝土的流動性起到一定的改善作用，減少大體積混凝土施工中的整體用水量，對混凝土開裂問題也能夠起到有效的防范作用，而且，在大體積混凝土當(dāng)中，通過緩凝劑的運(yùn)用，也可以減少水泥水化釋放熱量時間，有助于預(yù)防混凝土開裂。

2.3 確定混凝土配比

由于大體積混凝土施工的復(fù)雜性，因此為了保證大體積混凝土的施工安全，減少混凝土裂縫問題，需要根據(jù)大體積混凝土的施工項(xiàng)目特點(diǎn)，設(shè)計合理的混凝土配比，從而確保混凝土配比符合施工需求，從而避免大體積混凝土施工過程當(dāng)中由于混凝土配比不合理而導(dǎo)致的裂縫問題，在初期混凝土配比設(shè)計階段，需要對大體積混凝土施工項(xiàng)目進(jìn)行專門的考察，了解混凝土的質(zhì)量要求以及強(qiáng)度要求，在此基礎(chǔ)上，通過適當(dāng)調(diào)整粗細(xì)集料配比以及摻合料用量等方式，確保大體積混凝土施工過程當(dāng)中，混凝土凝固時間等能夠符合要求。另外，在設(shè)計初步的混凝土配比之后，還要進(jìn)行專門的實(shí)驗(yàn)分析以及可行性論證，只有混凝土水熱化等情況達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)，才可以正式推進(jìn)大體積混凝土施工項(xiàng)目，以此保證大體積混凝土施工的安全性。為確?；炷僚浔确闲枨螅嚓P(guān)單位也可以與專門的設(shè)計院進(jìn)行合作，借助專業(yè)人員計算合適的混凝土配比，以此確定科學(xué)的混凝土配比。

2.4 優(yōu)化施工階段混凝土振搗以及澆筑工作

在具體的施工階段，為了預(yù)防大體積混凝土裂縫問題，需要對大體積混凝土的施工工序進(jìn)行優(yōu)化，加強(qiáng)施工過程中的監(jiān)管力度，在混凝土澆筑等過程當(dāng)中需要明確具體的施工流程，特別是在實(shí)際施工之前，需要對相關(guān)工具進(jìn)行專門清理，有序開展混凝土澆筑等工作，并做好保濕噴水操作。大體積混凝土施工中需要嚴(yán)格按照施工工序開展施工，例如對于傾斜面的澆筑部分，應(yīng)當(dāng)從低到高進(jìn)行澆筑。而且在大體積混凝土施工過程中，要結(jié)合施工特點(diǎn)，選擇整體分層連續(xù)澆筑等方式，從而避免混凝土內(nèi)部應(yīng)力差異過大導(dǎo)致的裂縫問題。在施工階段還應(yīng)當(dāng)根據(jù)混凝土的塌落度等情況，選擇合適的混凝土澆筑時間，并結(jié)合溫度變動，調(diào)整混凝土澆筑進(jìn)度。一些施工單位為了追求施工進(jìn)度，并未考慮混凝土施工情況，就會導(dǎo)致大體積混凝土施工風(fēng)險，因此為了保證大體積混凝土施工的安全性，需要嚴(yán)格按照混凝土型號特點(diǎn)以及自然環(huán)境變化，設(shè)置合適的大體積混凝土澆筑時間，并明確大體積混凝土施工間隔時間，通常情況下，若溫度低于25 ℃，則大體積混凝土施工的間隔階段需要在2.5 h以上。此外，在施工過程當(dāng)中，還應(yīng)當(dāng)對施工方法進(jìn)行調(diào)整，例如，為了保證大體積混凝土施工進(jìn)度，可以安排兩個澆筑組負(fù)責(zé)相應(yīng)的工作，并對澆筑人員的工作時間等進(jìn)行明確，從而避免疲勞操作可能導(dǎo)致的大體積混凝土施工問題，減少混凝土裂縫風(fēng)險。

2.5 重視施工養(yǎng)護(hù)管理工作

為了預(yù)防大體積混凝土當(dāng)中的裂縫問題，需要重視施工過程當(dāng)中的養(yǎng)護(hù)管理，通過優(yōu)化養(yǎng)護(hù)管理工作，可以規(guī)避大部分混凝土裂縫問題，當(dāng)前很多施工單位對大體積混凝土養(yǎng)護(hù)管理工作并不重視，在混凝土澆筑之后，養(yǎng)護(hù)措施并未落實(shí)到位，進(jìn)而導(dǎo)致了混凝土裂縫問題。在大體積混凝土施工過程中，由于水泥水化等過程會釋放大量熱量，從而導(dǎo)致混凝土內(nèi)部不同部位之間存在溫度差異，除了混凝土內(nèi)部溫差之外，混凝土內(nèi)部以及外部也會存在明顯的溫度差異，一旦大體積混凝土內(nèi)外溫差過大，極易出現(xiàn)溫度裂縫，因此需要在大體積混凝土施工結(jié)束之后，在混凝土表面鋪設(shè)專門的塑料薄膜等，防止混凝土表面與混凝土內(nèi)部溫差過大，另外對大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)時間，也要做好專門的確定，一般情況下，大體積混凝土養(yǎng)護(hù)時間需要以大體積混凝土的施工體積以及施工項(xiàng)目情況進(jìn)行確定。

2.6 做好監(jiān)督管理工作

在大體積混凝土施工過程中，需要進(jìn)行專門的監(jiān)督管理，尤其是對大體積混凝土澆筑等過程當(dāng)中的氣溫情況進(jìn)行專門的記錄，一般情況下，開展大體積混凝土澆筑工作，應(yīng)當(dāng)選擇氣溫較低的階段，在一些惡劣情況下，例如冬天開展大體積混凝土澆筑過程時，入模溫度應(yīng)當(dāng)在10 ℃以上，自然環(huán)境溫度變動對大體積混凝土?xí)a(chǎn)生較大影響，因此為了避免混凝土斷裂風(fēng)險，可以采取人工方式對大體積混凝土的溫度進(jìn)行調(diào)整。通過在混凝土表面覆蓋專門的保溫材料，或者在混凝土澆筑過程當(dāng)中設(shè)置專門的避光設(shè)備，并通過向骨料潑灑冷水等方式，可以在一定程度上減少自然環(huán)境因素對大體積混凝土施工帶來的影響，避免施工過程中由于溫差過大導(dǎo)致的溫度裂縫等問題。

2.7 設(shè)置專門的安全管理崗位

在大體積混凝土施工過程當(dāng)中，企業(yè)需要安排專門的人員負(fù)責(zé)對水泥用量以及施工進(jìn)度等進(jìn)行監(jiān)督，設(shè)置專業(yè)的安全管理崗位，管理人員在施工現(xiàn)場對大體積混凝土施工情況進(jìn)行專門的記錄，并負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)施工過程當(dāng)中的各個人員，確保施工設(shè)備的有效運(yùn)用，同時在大體積混凝土施工過程當(dāng)中，要對混凝土溫度等進(jìn)行及時測量，全面記錄混凝土溫度變化，根據(jù)安全標(biāo)準(zhǔn)對混凝土溫度是否超標(biāo)進(jìn)行分析，一旦混凝土實(shí)測溫度超標(biāo)，則需要做好專門的匯報，通過對技術(shù)人員反饋混凝土施工過程中的異常，由技術(shù)人員做好相關(guān)數(shù)據(jù)的進(jìn)一步分析，并綜合討論是否需要采取必要的補(bǔ)救措施，以此預(yù)防大體積混凝土施工風(fēng)險。在此過程當(dāng)中，施工單位還需要針對安全管理崗位的具體職責(zé)進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，特別是在不同施工項(xiàng)目當(dāng)中，不同類型的混凝土施工要求也具有差異性，因此需要根據(jù)大體積混凝土施工項(xiàng)目的特點(diǎn)，設(shè)置相應(yīng)的安全管理流程。此外，在后期的工作當(dāng)中也要做好專門的混凝土驗(yàn)收工作，在工程竣工階段，施工企業(yè)要安排專業(yè)的驗(yàn)收人員對大體積混凝土施工項(xiàng)目的情況進(jìn)行驗(yàn)收，特別是對關(guān)鍵性結(jié)構(gòu)部位，要進(jìn)行專門的質(zhì)量檢測，從而保證大體積混凝土施工項(xiàng)目質(zhì)量，避免后期混凝土形變等因素導(dǎo)致的裂縫問題。

3 結(jié)束語

在大體積混凝土施工過程當(dāng)中，為了保證施工安全性，減少混凝土裂縫問題，需要對大體積混凝土裂縫產(chǎn)生因素做好專門分析，了解大體積混凝土施工中可能存在的風(fēng)險，在梁柱等重要部分的施工過程當(dāng)中，經(jīng)常運(yùn)用大體積混凝土施工方式，因此預(yù)防大體積混凝土施工裂縫，對建筑物的質(zhì)量具有重要影響，在施工階段需要采取有效措施，選擇合適的混凝土配比方案，挑選具有較高質(zhì)量的混凝土原材料，并建立專門的安全管理機(jī)制，搭建全面的監(jiān)測體系，保證整體施工安全性。