大體積砼裂縫及施工控制措施

朱家峰王新然

1，中國水電第十一工程局 472000

2，河南省巖土工程公司 471023

大體積砼裂縫及施工控制措施

朱家峰1王新然2

1，中國水電第十一工程局 472000

2，河南省巖土工程公司 471023

隨著中國經濟的迅猛發展，掀起建設高潮，大體積砼在各類構筑中被廣泛應用。本文主要就大體積砼施工普遍存在的質量通病防治的技術、組織技巧進行探討。

大體積砼；質量通??；防治；技巧

隨著中國經濟的迅猛發展，建筑業走向輝煌，掀起建設高潮，大體積砼在各類構筑中被廣泛應用?！痘炷两Y構工程施工工藝標準》描述大體積砼：最小斷面任何一個方向尺寸大于0.8m的砼結構，其尺寸已大到必須采取相應的技術措施降低其溫差，控制溫度應力與裂縫。其主要的特點就是體積大，表面系數小，水泥水化熱釋放比較集中，內部升溫比較快。砼內外溫差較大或其他原因，會使砼產生裂縫，影響結構安全和正常使用，必須加以防治。本文結合南水北調大體積砼施工的經驗，就大體積砼施工普遍存在的質量通病防治的技術、組織技巧進行探討。

一、大體積砼裂縫種類

按深度不同分為貫穿裂縫、深層裂縫及表面裂縫三類。貫穿裂縫切斷了結構斷面，破壞結構的整體性和穩定性，危害性是嚴重的。深層裂縫部分切斷了結構斷面，有一定的危害性。表面裂縫危害性較小，但影響外觀驗收質量。

按外觀可分為微觀裂縫和宏觀裂縫兩大類。微觀裂縫是指肉眼看不到的、砼內部固有的一種裂縫，它是不連貫的。寬度一般在0.05mm以下，但數量多。這種砼本身固有的微觀裂縫，在荷載不超過設計規定的條件下，一般視為無害。宏觀裂縫寬度在0.05mm以上，寬度小于0.2～0.3mm的裂縫是無害的，但須裂縫不再擴展為最終寬度。宏觀裂縫又可分為：⑴收縮裂縫；⑵超載裂縫；⑶沉降裂縫；⑷龜裂裂縫；⑸疏松裂縫。

二、大體積砼裂縫產生原因

1、溫度影響

在連續澆筑和硬化過程中，水泥產生大量水化熱。大體積砼結構物斷面大、導熱性能差、熱阻大，熱量聚集在內部不易散發。表面散熱較快，會在砼內外形成較大溫差。砼內外溫差、溫度變化加上環境因素影響，導致不均勻溫度變形和溫度應力。拉應力超過砼的抗拉能力會在砼內或表面產生裂縫。這種溫度變形是砼早期開裂的主要原因之一，往往是貫穿性的有害裂縫，對結構的抗滲性、整體性、耐久性甚至承載能力十分不利。砼受寒潮襲擊，會導致砼表面溫度急劇下降，產生收縮，表面收縮的砼受內部砼的約束，將產生很大的拉應力而產生裂縫，這種裂縫通常只在砼表面較淺的范圍內產生。另外，澆筑溫度對砼內部裂縫的開展影響明顯，容易產生表面裂縫或貫穿性裂縫，因此澆筑溫度是不可忽視的因素之一。

2、約束條件影響

與溫差引起的應力和應變一樣，結構物在變形過程中，由于約束條件的存在，必然會受到一定的約束或抑制而阻礙變形。對于大體積砼來說，它總是置于一定的基底之上，這個約束產生的應力大于砼的抗拉強度時就引起開裂，直至貫穿。

3、收縮影響

在大體積砼中，僅少部分水分是水泥水化所必須的，多余水分蒸發所引起的砼體積收縮稱為收縮變形。混凝土的收縮變形在約束力的作用下，在其內部產生拉應力，從而引起砼的開裂。收縮的主要影響因素是砼中的用水量和水泥用量, 用水量和水泥用量越高,砼的收縮就越大。選用的水泥品種不同,其干縮、收縮的量也不同。

4、材料影響

材料裂縫表現為龜裂,主要是因水泥安定性不合格或骨料中含泥量過多而引起的。實踐中配筋間距大、配筋率小的砼結構開裂多，無筋砼比有筋砼開裂多。另外，配合比設計不當直接影響砼的抗拉強度，是造成砼開裂不可忽視的原因。

5、養護影響

養護條件對裂縫的出現有著關鍵的影響。在標準養護條件下，砼硬化正常，不會開裂。但只適用于試塊或是工廠的預制件生產，現場施工中不可能擁有這種條件。但現場砼養護越接近標準條件，砼開裂可能性就越小。

6、施工影響

澆筑中，振搗不均勻、漏振或過振，會造成砼離析、密實度差、降低結構的整體強度。砼內氣泡未排凈，裂縫在鋼筋表面，氣泡降低了砼與鋼筋的粘結力。鋼筋受到過多振動，則水泥漿在鋼筋周圍密集，也將大大降低粘結力。這些因素都會造成砼較大的收縮，致使砼微觀裂縫迅速擴展，形成宏觀裂縫。施工工藝不當是造成鋼筋砼開裂的一個主要原因。模板構造不當，漏水、漏漿、支撐剛度不足、支撐的地基下沉、過早拆模等都有可能造成砼開裂。施工過程中，鋼筋表面污染，混凝土保護層太大或太小，澆注中碰撞鋼筋使其移位等都可能引起裂縫。

7、結構受荷影響

在施工或使用中由于結構受荷可能出現裂縫。如早期受震、構件堆放、運輸、吊裝時的墊塊或吊點位置不當、施工超載、張拉應力值過大等均可能產生裂縫。

三、大體積砼裂縫防治

根據裂縫成因，采取有效防治措施，做到防患于未然。

1、優選低水化熱的礦渣水泥拌制砼，盡量選用粒徑較大，級配良好的粗骨料，摻和粉煤灰等摻合料，并適當使用緩凝減水劑，改善砼和易性。

2、在保證砼設計強度等級前提下，適當降低水灰比，減少水泥用量，達到降低水化熱的目的。

3、拌合砼時，還可摻入適量的微膨脹劑或膨脹水泥，使砼得到補償收縮，減少砼的溫度應力。

4、降低砼入模溫度，選擇較適宜的溫度（8～10℃）澆注，入模溫度控制在5℃左右?？刂祈艃韧獾臏夭睿ó斣O計無要求時，控制在25℃以內），如降低拌合水溫度防止水泥水化熱峰值提前上升，一般采用4～13℃冷水拌制砼。當外界氣溫為負溫時，可采用30～40℃熱水進行攪拌。骨料用水沖洗降溫，避免暴曬。砼入模時，采取通風散熱措施，加快熱量的散失。

5、砼澆注后，做好保溫保濕，緩緩降溫，降低溫度應力。冬季施工應采取保溫覆蓋，以免產生急劇的溫度梯度，阻止裂縫的產生。常規養護方法是噴水，對一般砼結構，減小表面收縮，防止龜裂是可行的。大體積砼由于塊體內外溫度不一致，強度增長不同，常常是在強度增長慢的表面開裂，其養護就不能只滿足于用常規方法。盡量晚拆模，拆模后要立即覆蓋或及時回填，避開外界氣候的影響，養護期應以砼強度增長最快的階段為準，即7至28天，最好能長些。

6、可預埋冷卻水管，通入循環水將混凝土內部熱量帶出，進行人工導熱。

7、控制拆模時間。根據測溫，若砼拆模后的表面溫度或大氣溫度與砼內部溫度差小于25℃，即可拆模；若降低后的表面溫度或大氣溫度與砼內部溫度差大于25℃時，不僅不能拆模，還應采取模板上覆蓋保溫材料的保溫措施，減小溫差。

8、設置后澆縫。當大體積砼平面尺寸過大，在設計許可時，可適當設計后澆縫，以減小外應力和溫度應力；同時也有利于散熱，降低砼的內部溫度。

9、大體積砼必須進行二次抹面工作，減少表面收縮裂縫。由于泵送砼表面水泥漿較厚，在澆筑后2～8h，初步按標高用長刮尺刮平，然后用木板反復壓數遍，使其表面密實，再用鐵面板收面后立即用塑料薄膜覆蓋。

10、成熟的施工方案與預防、控制裂縫關系極大。施工方案主要應確定一定澆筑量、施工縫間距、位置及構造、澆筑時間、運輸及振搗等。一次澆筑長度由垂直施工縫分割，最好是設置在變截面處或承受拉、剪、彎應力較小的部位。除控制一次澆筑厚度外，分層位置即水平施工縫留設位置也應加以注意，一般來說，因盡量留在變截面處，或遠離受拉鋼筋部位而設在砼的受壓區，確定澆筑時間的原則應盡量避開炎熱天氣和晝夜溫差大的日子。如果必須在夏季施工，則應采取材料降溫措施來控制砼入模溫度。

四、結束語

大體積砼裂縫的產生原因千變萬化，裂縫種類多樣。通過以往施工及南水北調工程的真抓實干，充分體驗只要做好崗前交底，各崗做好本職工作，從源頭抓起，卡住每個應注意環節，可有效減少大體積混凝土裂縫的產生。

[1] 葉琳昌，沈義.大體積混凝土施工[M].北京：中國建筑工業出版社.1987.

[2] 繆長江.全國一級建造師執業資格考試用書建筑工程管理與實務.中國建筑工業出版社.2007