淺談高層建筑結(jié)構(gòu)大體積混凝土施工質(zhì)量的預(yù)防及控制

劉 余

河南四建股份有限公司（475000）

淺談高層建筑結(jié)構(gòu)大體積混凝土施工質(zhì)量的預(yù)防及控制

劉 余

河南四建股份有限公司（475000）

為了給人類(lèi)提供更好的生活環(huán)境和工作條件，適應(yīng)當(dāng)今的社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r，逐步走向多功能、綜合用途的發(fā)展方向。房屋建筑作為人類(lèi)生產(chǎn)、生活的基礎(chǔ)設(shè)施，其質(zhì)量的重要性受到社會(huì)的廣泛關(guān)注。大體積混凝土的施工質(zhì)量的控制和預(yù)防是很有必要的。下面我們對(duì)房屋建筑混凝土的質(zhì)量易出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行深入的剖析，采取科學(xué)的管理手段及有效的質(zhì)量控制措施，從而降低混凝土質(zhì)量隱患而帶來(lái)的危險(xiǎn)程度。

1 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因

圖1 混凝土裂縫成因

1）混凝土自身的原因造成的影響:混凝土的原材料在配比過(guò)程中,砂石骨料、水泥及其他材料的配合比都有嚴(yán)格的比例。各種材料的比例不精確，拌合時(shí)間過(guò)短或過(guò)長(zhǎng)，拌合后到澆筑時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)等都會(huì)影響混凝土的質(zhì)量。過(guò)長(zhǎng)的運(yùn)輸時(shí)間、運(yùn)輸路程會(huì)導(dǎo)致混凝土漏漿、失水、過(guò)多溫升、含氣量減少、坍落度損失等，從而使混凝土的溫度、含氣量、坍落度不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求。拌合物的流動(dòng)性差以及離析現(xiàn)象，會(huì)引起混凝土的密度、強(qiáng)度的降低，在密度小、強(qiáng)度低的薄弱處容易產(chǎn)生裂縫。如果水泥的用量過(guò)大，用水量大，水膠比大，砂率大等也會(huì)降低混凝土的耐受力。受潮水泥或溫度過(guò)高會(huì)造成非正常凝結(jié);游離的CaO、游離的MgO、含堿量過(guò)高等都可能造成水泥非正常膨脹;使用的水泥、外加劑摻合料不當(dāng)或匹配不當(dāng)，外加劑、摻合料量過(guò)大等都是造成混凝土裂縫的重要原因。

2）施工過(guò)程中的工藝控制不當(dāng):由于大體積混凝土在建項(xiàng)目施工時(shí)，混凝土摻合料要攪拌均勻。在加水拌合后，水泥中的堿性物質(zhì)與火星骨料中的火星SiO2等發(fā)生反應(yīng)，析出膠狀堿。硅膠從周?chē)橘|(zhì)中吸水膨脹，體積增大三倍，從而使混凝土脹裂產(chǎn)生裂縫。同時(shí)，在混凝土的澆筑過(guò)程中，對(duì)混凝土進(jìn)行澆搗時(shí)，混凝土內(nèi)部水化熱過(guò)高等，澆搗不當(dāng)會(huì)使混凝土的均勻性和密實(shí)性受到影響。其次，澆筑順序有誤，澆筑不均勻（震動(dòng)趕漿、鋼筋過(guò)密）；砂石骨料、水泥等材料搗實(shí)不良，骨料下沉、沁水等造成混凝土強(qiáng)度過(guò)低而未及時(shí)糾正,就進(jìn)行下一道工序；連續(xù)澆筑間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，混凝土表層及間縫處理不當(dāng)?shù)葟亩鹆芽p的產(chǎn)生。

3）混凝土裂縫產(chǎn)生與環(huán)境條件及使用不當(dāng)有關(guān)

房建工程混凝土的施工期間，外界溫度變化對(duì)混凝土裂縫的產(chǎn)生也有很大的影響。混凝土內(nèi)部的溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫升和結(jié)構(gòu)的散熱溫度等各種溫度疊加之和組成。若外界溫度下降過(guò)快，導(dǎo)致內(nèi)外溫差的劇烈變化，造成很大的溫度應(yīng)力，從而導(dǎo)致混凝土發(fā)生變形。等到溫度回升后，混凝土內(nèi)部的冷凍情況有所緩解，不能進(jìn)行很好的復(fù)位，因此形成裂縫。

其次，外界溫度對(duì)混凝土的裂縫的產(chǎn)生也有極大的影響。外界溫度的降低會(huì)加速混凝土的干縮程度，導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。

4）混凝土澆筑完成后，沒(méi)有進(jìn)行及時(shí)養(yǎng)護(hù)和表面工作。雨水、高低溫、溫度差變化幅度、風(fēng)等因素都易導(dǎo)致混凝土的開(kāi)裂。后期養(yǎng)護(hù)措施不當(dāng)或養(yǎng)護(hù)初期遭受急劇干燥（日曬、大風(fēng)）或凍害，大體積混凝土內(nèi)部水化熱大，表面溫度和內(nèi)部溫度差異過(guò)大等原因造成裂縫。

2 采取的預(yù)防措施

2.1 設(shè)計(jì)控制

1）從我國(guó)現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010-2002）的裂縫最大寬度計(jì)算公式（8.1.2-1～4）可以看出，對(duì)受力引起的裂縫控制手段，最重要的是減小鋼筋的拉應(yīng)力或增大配筋面積。同時(shí)，采取高黏結(jié)性能且直徑較小的鋼筋或使用較高抗拉強(qiáng)度的混凝土構(gòu)件等，也有利于混凝土裂縫的控制。其次，為了減小基礎(chǔ)混凝土表面的收縮裂縫，可以在承臺(tái)表面適當(dāng)調(diào)整鋼筋的用量。單靠增加鋼筋的用量并不會(huì)有效減少混凝土裂縫的寬度。同時(shí)在施工過(guò)程中，根據(jù)裂縫溫度的要求，設(shè)置必要的連接方式。

2）把握好設(shè)計(jì)中的“抗”與“放”的原則。“抗”就是結(jié)構(gòu)處于完全約束狀態(tài)下，沒(méi)有足夠的變形余地時(shí)所采取的有力措施；反之“放”就是結(jié)構(gòu)完全處于自由變形無(wú)約束狀態(tài)下，有足夠變形余地時(shí)所采取的措施。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要綜合考慮承載力問(wèn)題與變形時(shí)作用，一般都采用“先放后抗”的設(shè)計(jì)原則，或者采用“抗放兼施，以抗為主”的措施。

2.2 施工材料的控制

混凝土主要由水泥、砂骨料、拌合水、外加劑組成，配置混凝土所采用材料的質(zhì)量或配置比例不當(dāng)，與混凝土裂縫的發(fā)生有著密切的關(guān)系。

1）嚴(yán)把材料進(jìn)口關(guān)。若材料出現(xiàn)變異或質(zhì)量不好將會(huì)影響混凝土的強(qiáng)度。因此，材料員需要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，嚴(yán)禁偷工減料，以及與原材料不符等情況的發(fā)生，以保證混凝土的質(zhì)量。

2）針對(duì)施工圖紙，嚴(yán)格按圖施工，選用收縮量較小的水泥。從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看，可以通過(guò)選用干縮量值較小的、早期強(qiáng)度高的硅酸鹽或者普通硅酸鹽水泥，來(lái)降低水泥用量，達(dá)到收縮裂縫的同時(shí)，減少施工開(kāi)支。

3）合理控制水灰比對(duì)混凝土的干縮有較大的影響。水灰比越大，干縮就越大。因此在混凝土配合比設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量控制好水灰比的選用。

4）嚴(yán)格控制混凝土攪拌和施工給水的配合比，混凝土的用水量不能比設(shè)計(jì)所給定的用水量過(guò)多或過(guò)少。

5）選用收縮性較高的骨料品種。一般來(lái)說(shuō)，砂巖板巖、角閃巖等，吸水率較大，收縮性較高；而骨料中的石英、石灰?guī)r、白水巖、花崗巖、長(zhǎng)石等吸水率較小，收縮性也較低。

6）合理使用減水防裂劑。水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑，可有效提高混凝土的抗拉強(qiáng)度，進(jìn)而提升混凝土的抗裂性能。

2.3 施工工藝控制

1）嚴(yán)格控制好縱橫鋼筋交叉之間的綁扎牢固，并設(shè)置好鋼筋一面進(jìn)行振搗的時(shí)候綁口松散，鋼筋移位而造成漏筋的現(xiàn)象。外側(cè)鋼筋綁扎時(shí)要將扎絲的端頭彎于內(nèi)側(cè)，嚴(yán)禁墻體的拉結(jié)鋼筋與扎絲觸板形成混凝土的滲水通道。嚴(yán)格控制好板面負(fù)筋的位置及保護(hù)層的厚度，嚴(yán)格按圖施工。綁扎鋼筋時(shí)，采取必要的措施確保負(fù)筋在混凝土澆筑過(guò)程中不移位，有效控制負(fù)筋保護(hù)層的厚度，不使板負(fù)筋保護(hù)層過(guò)薄而產(chǎn)生裂縫。

2）嚴(yán)格控制好混凝土強(qiáng)度及配合比，砂、石粒徑及其含泥量。砂、石粒徑的含泥量均不得超過(guò)1%。如果砂、石粒徑過(guò)細(xì)過(guò)小，含泥量過(guò)大，都會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度，最終會(huì)使混凝土產(chǎn)生裂縫。

3）做好混凝土的澆筑和振搗工作。混凝土澆筑前要清除模板內(nèi)的積水、木屑、鉛絲等雜物。外墻的混凝土在澆筑時(shí)采取流入槽進(jìn)行入模，抗?jié)B混凝土逐漸從一側(cè)進(jìn)行推進(jìn)，澆筑厚度每次在0.4 m左右，混凝土的斜面要均勻振搗，且澆筑到頂部。操作時(shí)要快插慢拔。根據(jù)不同的坍落度，正確掌握振搗時(shí)間，避免過(guò)振或漏振。應(yīng)提倡二次振搗，二次抹面技術(shù)，以排除沁水和氣泡。

4）注意混凝土的早期養(yǎng)護(hù)工作。早期養(yǎng)護(hù)，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達(dá)到兩個(gè)方面的效果。第一，水泥水化作用順利進(jìn)行，以期達(dá)到設(shè)計(jì)的強(qiáng)度和抗裂能力；第二，混凝土免受不利溫度、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。混凝土澆搗成型后，應(yīng)采取必要的蓄水保溫措施。二次收面后，應(yīng)立即在表面覆蓋塑料薄膜，其上再覆蓋濕麻袋草墊等進(jìn)行養(yǎng)護(hù),并指派專(zhuān)人定期澆水，保證混凝土表面濕潤(rùn)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不小于14 h，以防止由于混凝土內(nèi)外溫差過(guò)大而引起的溫度裂縫。

5）預(yù)防不均勻沉降引起的裂縫，主要措施包括五點(diǎn):①夯實(shí)和加固地基，尤其對(duì)松軟土、填土地基；②保證模板有足夠的強(qiáng)度和剛度；③謹(jǐn)防地基在混凝土現(xiàn)澆和養(yǎng)護(hù)過(guò)程中被水侵泡；④?chē)?yán)格控制好拆模的時(shí)間和先后順序；⑤在惡劣的條件（凍土）下搭設(shè)模板要采取一定的預(yù)防措施。

2.4 科學(xué)管理，嚴(yán)防裂縫的發(fā)生

人的因素，在混凝土澆筑工程中起著至關(guān)重要的作用。混凝土澆筑包括前期準(zhǔn)備工作、澆筑過(guò)程控制以及澆筑完成后的各項(xiàng)工作。第一，在整個(gè)施工管理過(guò)程中，一定要嚴(yán)謹(jǐn)組織施工，合理安排施工工序及熟悉操作方法，嚴(yán)格把關(guān)，按照制定的各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)步推進(jìn)。第二，確定合理的施工裂縫控制標(biāo)準(zhǔn)和有序的施工進(jìn)度，避免在混凝土施工中過(guò)分搶趕工期。第三，注意施工的季節(jié)及環(huán)境的溫濕度。在低溫、凍土或暴雨如注的環(huán)境下嚴(yán)禁開(kāi)盤(pán)澆筑,方能使混凝土的澆筑質(zhì)量得以保證,避免裂縫的發(fā)生。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，大面積混凝土產(chǎn)生裂縫的成因比較復(fù)雜多樣，設(shè)計(jì)和施工現(xiàn)場(chǎng)的管理人員要充分考慮各方面的綜合因素，針對(duì)不同的原因?qū)е鲁霈F(xiàn)的裂縫進(jìn)行針對(duì)性的控制和解決。隨著混凝土的廣泛使用，工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的豐富積累，建筑技術(shù)的科技進(jìn)步，對(duì)于混凝土的裂縫問(wèn)題也將進(jìn)一步得到完善和補(bǔ)充，施工不僅符合設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，滿(mǎn)足施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和強(qiáng)制性條文，而且能夠創(chuàng)造更好的經(jīng)濟(jì)效益。