大體積混凝土施工裂縫的預防與控制

【摘 要】對大體積混凝土在施工階段所產生的裂縫進行原因分析，總結出一系列針對性較強的抗裂措施和控溫辦法，取得了良好的效果。

【關鍵詞】大體積混凝土;施工裂縫;措施

在工業與民用建筑的設備基礎、箱形基礎、筏基底板、立墻等大體積砼施工中，由于水泥水化熱引起砼澆筑內部溫度和溫度應力劇烈變化，而導致砼發生裂縫現象。因此，控制砼澆筑塊體因水泥水化熱引起的升溫、砼澆筑塊體的里外溫差及降溫速度，防止砼出現溫度裂縫是施工技術的關鍵問題，必須認真對待。

1.大體積砼施工裂縫產生的原因

造成大體積砼施工裂縫的原因是復雜的，且是綜合性的，主要有以下幾種：

1.1溫度原因

1.1.1由于溫差較大引起，砼結構在硬化期間水泥放出大量水化熱，內部溫度不斷上升，使砼表面和內部溫差較大，砼內部膨脹高于外部，此時砼表面將受到很大拉應力，而砼早期抗拉強度很低，即出現裂縫。這溫差一般僅表面處較大，離開表面很快減弱，因此裂縫只在接近表面范圍內發生，表面層以下結構仍保持完整。

1.1.2由結構溫差較大，受到外界約束引起的，當大體積砼澆筑在約束地基上時，又未采取特殊措施降低，放松或取消約束，或根本無法消除約束，易發生深進，直至貫穿的溫度裂縫。

1.2沉縮裂縫

砼澆筑成型后，養護工作不到位，未及時地進行表面履蓋，表面水份散失過快，導致砼內部與外部不均勻收縮是砼產生裂縫的重要原因。表現在振搗不密實，沉實不足，或者骨料下沉，表層浮漿過多，砼澆筑后，沒有及時抹壓實，且表面覆蓋不及時，受風吹日曬，表面水份散失快，產生干縮，砼早期強度又低，不能抵抗這種變形而導致開裂。

采用緩凝型泵送劑，延緩砼的凝結硬化速度，充分利用外加劑的特性，適時增加抹加次數，消除表面裂縫，特別是初凝前的抹壓很有效。

2.大體積砼施工裂縫的控制

針對以上所分析的裂縫形成原因，可采用以下措施加以控制：

2.1嚴格控制砼組成材料

2.1.1水泥品種選擇。應根據大體積砼特點，既要注意水泥的水化熱，又要注意水泥的收縮作用，選用低水化熱、低收縮的水泥，而不要采用早強型水泥。

2.1.2摻入粉煤灰，選擇減水劑，保證泵送流動度。摻入一定量的粉煤灰，以保證膠凝材料的總量。一般摻量為水泥重量的15%～20%。粉煤灰在砼中主要起物理填充作用，增加砼密實度，可改善砼工作度，改善施工性能，減少砼泌水和離析現象，減少收縮。粉煤灰還能延緩水化熱峰值出現，降低峰值。粉煤灰和減水劑同時摻入砼中，可以降低水灰比，減少水泥漿量，提高砼的可泵性。

2.1.3粗細骨料的選擇。配制大體積砼，應選用細度模數在2.7～3.1之間的含泥量最低的中粗砂，砂率最佳值為0.33。碎石應采用連續級配、良好粒級的彈性模量低的骨料。其次是砂石的吸水率應盡可能小一些，以利于降低收縮。

2.1.4砼的配合比設計。應根據施工單位的經驗數據，優化合理地選擇砼的強度和強度標準差。結合現場的實際要求，合理利用砼后期強度，如60天、90天或更長時間的強度。

2.1.5加強筏板養護、控制裂縫產生。

養護目的是保持砼水化需要的溫濕度。大體積砼保濕養護建議采用農用薄膜覆蓋。保溫養護建議采用草簾覆蓋。保溫養護是大體積砼施工的關鍵環節，通過保溫養護可降低大體積砼澆筑塊體的里外溫差，以降低砼塊體的約束應力，其次可降低砼降溫速度，充分利用砼抗拉強度，以提高砼塊體承受外約束應力時的抗裂能力，達到防止或控制溫度裂縫的目的；同時，在養護過程中保持良好濕度和防風條件，使砼在良好的環境下養護。

2.1.6溫控現場監測與試驗。

（1）監測內容：出機溫度、入模溫度、澆筑溫度、砼塊體升降溫、里外溫差、降溫速度及環境溫度。

（2）測溫元件安裝及保護

①測溫元件安裝位置應準確，固定牢固，并與結構鋼筋及固定金屬體絕熱。

②測溫元件的引出線應集中布置，并加以保護。

③砼澆筑過程中，下料時不得直接沖擊測溫元件及其引出線，振搗時，振搗器不得觸及測溫元件及其引出線。

（3）測溫點布置： 須具有代表性，能全面反映大體積砼各部位溫度，應考慮大體積砼全斷面包括中心和上表面、下表面；全平面包括中部和邊角區。該工程砼厚0.8m，考慮對稱性，在整個范圍內布置7個點，豎向3層次，計21個測溫點，具體位置由現場確定，包括模板溫度、表面溫度、環境溫度等。

（4）溫度監測制度：砼澆筑期間，每1小時測一次；砼澆筑后3天，每1小時測一次；3～6天，每2小時測一次；6～10天，每4小時測一次；10～15天，每12小時測一次；15～30天，每24小時測一次； 監測期間觀察溫差變化趨勢和降溫情況，開始撤除養護層時即可停止監測。

2.2優化砼施工過程

砼抗拉強度遠小于抗壓強度是砼容易開裂的內在因素。普通砼極限拉伸離散性很大，必須創造條件，確保砼均勻密實。砼坍落度各罐不要有大差異，澆筑基礎時坍落度可控制在100-140mm，坍落度大時會使表面鋼筋下部產生水分，或表層鋼筋上部的砼產生細小裂縫。為防止這種裂縫，在砼初凝前和砼預沉后采取二次抹面壓實措施。

大體積砼澆筑應合理分段，分層進行，使砼高度均勻上升，砼澆筑間歇時間不能過長，在前層砼初凝前必須把后層砼澆上。澆筑應在室外氣溫較低時進行，砼澆筑氣溫不宜超過28℃，在炎熱氣候下應采取降溫措施。

澆筑砼過程中，嚴格按照施工組織設計的施工線路澆筑。禁止閑散人員在鋼筋上部停留。澆筑施工人員不應在鋼筋上部無序走動。采用雙層鋼筋網時，在上下層鋼筋網片之間應設置足夠的支撐用鋼筋撐腳，以保證鋼筋位置正確。在澆筑線路上，鋪設臨時操作腳手板。所有澆筑人員原則上應在腳手板上完成，以減少對鋼筋網踩踏次數。臨時腳手板隨澆筑區域轉移而移動。

2.3加強砼養護

養護主要是保持適宜的溫度和濕度條件，保溫的目的有兩個，一是減小砼表面的熱擴散，減小砼表面的溫度梯度，防止產生表面裂縫；二是延長散熱時間，充分發揮砼強度的潛力和材料松馳特性，使平均總溫差對砼產生的拉應力小于砼的抗拉強度，防止產生貫穿性裂縫。潮濕養護的作用：一是剛澆筑不久砼，尚處在凝固硬化階段，水化速度較快，適宜的潮濕條件可防止砼表面脫水而產生干縮裂縫；二是砼在保溫（25-40℃）及潮濕條件下可使水泥的水化作用順利進行，提高砼的極限拉伸和抗拉強度，使早期抗拉能力增長很快。

在施工過程中正確規定拆模時間對防止裂縫的開展關系較大，如過早拆模，砼表面溫度較低，形成很陡的溫度梯度，產生很大拉應力，對于早期強度低，極限拉伸小的砼處于不利的溫度條件下，就極易形成裂縫。因此大體積砼除要求強度外，還須防止內外溫差太大而引起裂縫。

通過分析認為大體砼施工要做到優化配合比，選用良好級配的骨料，嚴格控制砂石質量，降低水灰比，降低砼所受的拉應力。同時，加強施工現場管理。砼澆筑后，應盡快回填土或覆蓋，加以養護。 [科]

【參考文獻】

［１］混凝土結構工程施工及驗收規范．

［２］建筑安裝工程安全技術規程．

［３］趙炎龍．大體積混凝土施工裂縫的控制[J].山西建筑．