大體積混凝土裂縫的施工控制

黃瑛 葉晶

（嘉興市開元建筑工程有限公司，浙江 嘉興 314000）

大體積混凝土結(jié)構(gòu)在土木工程中常見，如工業(yè)建筑中的設(shè)備基礎(chǔ)；在高層建筑中地下室底板、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層等。其上有巨大的荷載，整體性要求高，往往不允許留施工縫，要求一切連續(xù)澆筑完畢。另外，大體積混凝土結(jié)構(gòu)在澆筑后水泥的水化熱量大，由于體積大，水化熱聚積在內(nèi)部不易散發(fā)，澆筑初期混凝土內(nèi)部溫度顯著升高，而表面散熱較快，這樣形成較大的內(nèi)外溫差，混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，而表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，如溫差過大則易于在混凝土表面產(chǎn)生裂紋。一般混凝土的硬化過程會(huì)產(chǎn)生體積收縮，而且在澆筑后期，混凝土內(nèi)部逐漸冷卻也產(chǎn)生收縮，由于受到基底或已澆筑的混凝土的約束，接觸處將產(chǎn)生很大的剪應(yīng)力，在混凝土正截面形成拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土當(dāng)時(shí)齡期的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生裂縫，甚至?xí)灤┱麄€(gè)混凝土斷面，由此帶來嚴(yán)重的危害。

1 大體積混凝土由于水泥凝結(jié)硬化過程中釋放出大量的水化熱，形成較大的內(nèi)外溫差，當(dāng)溫差較大超過25℃時(shí)，混凝土內(nèi)部的溫度應(yīng)力有可能超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度從而產(chǎn)生溫度裂縫，同時(shí)混凝土降溫階段如果降溫過快，由于厚板收縮，又受到強(qiáng)大的摩阻力，可能導(dǎo)致收縮貫穿裂縫。

大體積混凝土的主要類型目前主要根據(jù)混凝土的種類和要求的性能進(jìn)行分類。按照混凝土種類主要分為不含鋼筋的素混凝土、含鋼筋的鋼筋混凝土或摻入鋼纖維的鋼纖維混凝土，按照要求的性能主要分為干硬性混凝土、低流態(tài)混凝土、高流態(tài)混凝土和常態(tài)混凝土等。

大體積混凝土的特點(diǎn)為大體積混凝土結(jié)構(gòu)厚、體形大、鋼筋密、一次澆注量大、施工時(shí)間長、施工工藝要求高、受環(huán)境影響大，澆注完畢后，由于體積過大，造成混凝土水化熱大，溫度場梯度大，混凝土"內(nèi)熱外冷"極易產(chǎn)生裂縫。工程實(shí)踐證明，大體積混凝土施工難度比較大，混凝土產(chǎn)生裂縫的機(jī)率較多。

2 裂縫的質(zhì)量控制

2.1 材料控制

2.1.1 水泥：優(yōu)先采用低強(qiáng)度水泥，水泥含堿量應(yīng)小于0.6%，此外，應(yīng)進(jìn)行水化熱檢驗(yàn)，7d水化熱不宜大于250KJ/Kg。

2.1.2 骨料：粗骨料應(yīng)采取連續(xù)級(jí)配或合理的摻配比例，含泥量不得大于1%，泥塊含量不得大于0.25%，細(xì)骨料選用粗砂或中砂，含泥量不得大于1%，泥塊含量不得大于0.5%。

2.1.3 摻合料：優(yōu)先采用磨細(xì)礦粉，因其比粉煤灰更具耐久性，更有效降低每立方米砼中的水泥用量。

2.1.4 膨脹劑：摻入適量膨脹劑，它能對(duì)砼起補(bǔ)償收縮作用，減少砼的溫度應(yīng)力，但含堿量不應(yīng)大于0.75%。

2.1.5 外加劑：選用低收縮率的外加劑，應(yīng)有7d、28d收縮率試驗(yàn)報(bào)告，任何齡期砼的收縮率均不得大于基準(zhǔn)砼的收縮率、外加劑每立方米砼帶入堿量不得超過1Kg，選用高效的緩凝劑和減水劑，減少水泥用量，推遲水化熱的峰值期。

2.2 優(yōu)化混凝土配合比

2.2.1 現(xiàn)場砼坍落度：泵送宜為80～140mm，坍落度允許偏差±15mm，到達(dá)現(xiàn)場坍落度損失不應(yīng)大于30mm/h，總損失不應(yīng)大于60mm。

2.2.2 盡可能降低砼的干縮與溫差收縮，由于砼最高純熱值溫升Tmax與每m3砼內(nèi)的水泥用量成線性正比關(guān)系，應(yīng)根據(jù)選用的原材料不同、水泥試驗(yàn)的富余標(biāo)號(hào)不同，進(jìn)行各種試配，最后確定最佳配合比。

2.3 澆筑與振搗

2.3.1 全面分層：即在第一層全面澆筑完畢后，再回頭澆筑第二層，此時(shí)應(yīng)使第一層混凝土還未初凝，如此逐層連續(xù)澆筑，直至完工為止。采用這種方法，適用于結(jié)構(gòu)的平面尺寸不宜太大，施工時(shí)從短邊開始，沿長邊推進(jìn)比較合適。

2.3.2 分段分層：混凝土澆筑時(shí)，先從底層開始，澆筑至一定距離后澆筑第二層，如此依次向前澆筑其他各層。由于總的層數(shù)較多，所以澆筑到頂后，第一層末端的混凝土還未初疑，又可以從第二段依次分層澆筑。這種方法適用于單位時(shí)間內(nèi)要求供應(yīng)的混凝土較少，結(jié)構(gòu)物厚度不太大，面積或長度較大的工程。

2.3.3 斜面分層：要求斜面的坡度不大于1/3，適用于結(jié)構(gòu)的長度大大超過厚度3倍的情況?；炷翝仓酉露碎_始逐漸上移?；炷恋恼駬v也要適用斜面分層澆筑工藝，一般在每個(gè)斜面層的上、下各布置一道振動(dòng)器。上面的一道布置在混凝土卸料處，保證上部混凝土的搗實(shí)；下面的一道振動(dòng)器布置在近坡腳處，確保下部混凝土密實(shí)。隨著混凝土澆筑的向前推進(jìn)，振動(dòng)器也相應(yīng)跟上。

2.3.4 厚1.0mm內(nèi)砼宜采用平推澆筑法，同一坡度，薄層循序推進(jìn)依次澆筑到頂，厚1.0mm以上宜分層澆筑，每一澆筑層采用平推澆筑法，厚度超過2m時(shí)，可考慮留置水平施工縫。

2.3.5 設(shè)置后澆縫，當(dāng)大體積砼平面尺寸過大時(shí)，可適當(dāng)設(shè)置后澆縫，以減少外約束力和溫度應(yīng)力，同時(shí)利于散熱，降低砼內(nèi)部溫度。

2.4 混凝土養(yǎng)護(hù)措施

2.4.1 養(yǎng)護(hù)是大體積混凝土施工中一項(xiàng)十分關(guān)鍵的工作。

為保證新澆砼有適宜的硬化條件，防止早期干縮產(chǎn)生裂縫，大體積砼澆筑完畢后，要加以覆蓋和澆水養(yǎng)護(hù)，普通硅酸鹽水泥拌制的砼不得少于14天；其它水泥不少于21天。養(yǎng)護(hù)方法分降溫法和保溫法，夏季施工時(shí)一般可使用草袋覆蓋、灑水、蓄水養(yǎng)護(hù)或噴刷養(yǎng)生液養(yǎng)護(hù)；冬季施工時(shí)，由于環(huán)境氣溫較低，一般可利用保溫材料提高新澆筑砼表面和四周溫度，減少砼的內(nèi)外溫差。

2.4.2 在混凝土養(yǎng)護(hù)階段的溫度控制應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)

為了掌握大體積砼的溫升和降溫的變化規(guī)律以及各種材料在各種條件下的溫度影響，需要對(duì)砼進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)控制。大體積砼的溫度變化在1～72h變化最大，這段時(shí)間要每2h測(cè)量一次，4～7d每4h測(cè)量一次，其后為8h一次，整個(gè)測(cè)量過程時(shí)間不少于20d，并作詳細(xì)記錄，整理繪制溫度曲線。測(cè)溫可采用埋鋼管和采用測(cè)溫裝置等方法。

經(jīng)測(cè)溫如觀測(cè)到砼內(nèi)部最高溫度與大氣溫度之差超過規(guī)定極限值時(shí)，要立即采取降溫措施，降低砼內(nèi)部溫度，控制砼內(nèi)部裂縫的產(chǎn)生，常見的方法有導(dǎo)溫管加冷卻水循環(huán)方法來降低砼內(nèi)部溫度。

3 防止大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的結(jié)構(gòu)措施

包括合理分段，設(shè)置后澆帶，合理配置鋼筋，設(shè)置滑動(dòng)層，設(shè)置緩沖層，設(shè)置應(yīng)力緩和溝，對(duì)空洞周邊、變截面、轉(zhuǎn)交部位采取構(gòu)造配筋措施。

大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的發(fā)生是由多種因素引起的。各類裂縫產(chǎn)生的主要影響因素有幾種：一是結(jié)構(gòu)型裂縫，由外荷載引起的。二是材料型裂縫，主要由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的。目前控制和解決的重點(diǎn)是溫度應(yīng)力引起的混凝土裂縫。

結(jié)語

大體積混凝土施工中的裂縫控制是一個(gè)系統(tǒng)工程，在工程實(shí)踐中要根據(jù)具體的要求進(jìn)行控制，不可盲目地嚴(yán)格要求從而帶來大量的浪費(fèi)。同時(shí)，要從設(shè)計(jì)、施工、材料等各個(gè)方面綜合采取措施，來控制裂縫的產(chǎn)生和開展，只有這樣才能取得預(yù)期的效果。

[1]塊體基礎(chǔ)大體積混凝土施工技術(shù)規(guī)程（YBJ224-91）

[2]王鐵夢(mèng).建筑物的裂縫控制.上海科學(xué)技術(shù)出版社，1987.

[3]姚謹(jǐn)英主編.建筑施工技術(shù)（第一版）.北京：中國建筑工業(yè)出版社.