建筑工程大體積混凝土施工防裂縫控制及實踐探討

謝明明

（柳州市建筑工程集團有限責任公司　廣西柳州市　545006）

建筑工程大體積混凝土施工防裂縫控制及實踐探討

謝明明

（柳州市建筑工程集團有限責任公司廣西柳州市545006）

本文在結合工程實例的基礎上，對建筑工程大體積混凝土裂縫產生的原因進行了分析，然后根據大體積混凝土的施工特點，簡要介紹了預防建筑工程大體積混凝土出現裂縫的技術控制措施。

大體積混凝土；裂縫原因；實踐

引言

在混凝土施工過程中，有很多原因都會造成裂縫，在一定程度上影響著混凝土的質量，進而影響到外觀，甚至降低結構的承載力，影響結構的穩定性、耐久性、安全性。通過分析裂縫的形成原因，采取有效的措施對裂縫進行控制和預防，盡最大的能力降低混凝土施工裂縫，保證施工質量，提高整體結構的穩定性和耐久性。

1　大體積混凝土裂縫產生的原因

大體積混凝土裂縫主要有兩種：①結構型裂縫；②材料型裂縫。結構型裂縫是由外荷載引起的一種受力裂縫，外荷載包括常規計算中的主要應力，還有其他結構的次應力。材料型裂縫主要是因為溫度應力和混凝土收縮引起的，是一種非受力的變形變化。混凝土早起出現的裂縫，一般不是由外力作用引起的，外力作用主要有結構荷載與施工荷載等。大部分都是因為間接原因造成的，比如因為受到了溫度的影響或者出現了收縮變形影響。

在混凝土凝結硬化時，由于在水化熱的作用下，混凝土的溫度逐漸升高，混凝土的體積也逐漸變大。因為混凝土在基礎部位，會受到巖石的保護，所以混凝土沒有出現變形的情況，并且還形成了壓應力。處于這個時期的混凝土，壓應力比較小，并且還具有很強的可塑性。時間一長，混凝土的溫度開始降低，體積也開始收縮，還與基礎巖石緊緊地粘在了一起。此時，混凝土在基礎巖石的作用下不再具有收縮的功能，這時混凝土本來擁有的壓應力不再發揮作用，而是出現了拉應力。假如拉應力的數值比抗拉極限強度的數值還大，就會致使混凝土出現裂縫。

當然，導致大體積混凝土裂縫產生裂縫的因素還有很多，如水泥品種、摻合料、施工工藝、養護條件、用量、骨料溫度以及化學添加劑等。

2　建筑工程大體積混凝土施工中的特點

2.1溫度變化特點

水泥在凝固的過程中，會散發出巨大的水化熱。在水泥開始凝固時，水泥會快速地散發出熱量，隨著時間的推移，水泥散發熱量的速度會開始變慢。在最初的3d，普通水泥散發出來的總熱量占到總水化熱的一般以上。大體積混凝土溫度變化一般要經歷三個時期：升溫期、冷卻期和穩定期（見圖1）。

混凝土在硬化的過程中具有升溫速度較快、降溫的速度較慢、導熱性較差以及溫度梯度最大的特點。這時三個臨邊處，也就是上表面、下表面以及四周側表面，出現裂縫的可能性最大，同時也是控制混凝土溫度裂縫的重點。

圖1　大體積混凝土溫度變化過程

2.2工作環境特點

在高層建筑地下室施工期間，受到自然環境的影響比較小，例如受到日曬和雨淋等的影響較小。另外，深基坑中的建筑物通風性差、四周的間隙比較小，另外和地面相比，更容易受到晝夜溫差的影響。等到模具被拆開后，要抓緊時間回填，這時混凝土的溫度就會逐漸下降，最終會和地面的溫度保持一致。土壤的導熱性能不好，漫長的時間過后，余溫自然就會散去。在這個過程當中，混凝土的質量不會被溫度的應力影響，因此，不會出現溫度裂縫。由此可見，在大體積鋼筋混凝土施工的早期，要重視溫度對混凝土質量的影響，在混凝土施工的其他時期，就不用太關注溫度的影響。

3　大體積混凝土溫度裂縫控制技術的實踐和探討

3.1工程概況

某建筑工程是一座現代化程度比較高的住宅小區。該小區的8#、9#、10#連體地下室的建筑總面積是12197m2，其中承臺的厚度都在1m以上，最大的承臺是14.0m×7.8m×3.2m，底板厚度有360mm。混凝土設計為C35的強度等級，抗滲S8。這項工程的施工要求較高，施工中難度系數較高。本項目為了防止地下室底板出現裂縫問題，專門制定了大體積混凝土的施工方案。

3.2裂縫控制的主要措施

本工程在地下室施工期間，項目部在應用常規裂縫控制技術措施的基礎上，還采用了下面幾項技術措施，使基礎大體積混凝土的溫度裂縫的控制取得了成功：

（1）使混凝土的配合比得以優化，把60d混凝土強度當作施工配合比的根據。

為了使大體積混凝土中的水泥水化熱得到有效的降低，并且得到了設計單位的大力支持，這項建筑工程在設計和驗收的過程中，自始至終將60d混凝土強度作為依據。通過不斷地實踐，最終實現了優化混凝土配合比的目的（如表1所示），為了能夠大幅度地降低大體積混凝土的水泥用量和水化溫度，需要將混凝土的成份進行優化，同時可以使澆注后的混凝土內外溫差減小，降溫速度控制的難度降低，并進一步降低養護費用。

表1　混凝土適配方案

（2）運用混凝土外加劑“四摻”技術：目前，在工程施工的過程中，已經廣泛使用了商品混凝土摻合料和外加劑。

（3）做好養護工作：在大體積混凝土施工過程中有一項非常重要的工作，那就是做好大體積混凝土的養護工作。對混凝土進行養護的目的就是要確保混凝土能夠一直保持適宜的濕度和溫度，并且使溫差變化不太大，從而起到增強混凝土強度的效果，減小混凝土出現裂縫的幾率。

①表面處理。在對混凝土進行澆筑之后，在表面容易出現一層質地較厚的水泥漿，特別容易出現泌水現象。所以，在混凝土初凝之前，必須要用長尺把混凝土的表面刮平，不留下一點泌水，并且鐵滾筒多次地將其表面拍實抹平；②保溫養護。需要做到以下兩點措施：a.最大限度地防止混凝土表面的熱量散失，并且使混凝土表面的溫差減小，防止混凝土表面有裂縫出現。b.延長散熱時間，混凝土在剛剛施工的時候，擁有較強的強度和一定的松弛性，這時要抓住這個時機來促使溫度差的拉力小于其本身的抗拉強度，從而預防裂縫的產生。在澆筑完混凝土后，在其凝固之前要蓋上一層塑料薄膜和一層麻袋進行保溫，并且不能出現空隙，要確保塑料薄膜中的保持一定的濕度，將混凝土表面的溫度和大氣溫度的溫差控制在20℃以內，這時才能撤掉保護膜的覆蓋。

（4）混凝土測溫：對混凝土進行溫度監測控制有助于了解大體積混凝土的升溫和降溫的變化規律，還有助于了解各種材料在不同條件下濕度的受影響情況。在控制混凝土溫度時需要做到以下幾點：①對混凝土進行澆筑的時候，一定要控制好里外的溫差變化，最好不要超過25℃；②混凝土澆筑體的降溫速率應小于等于2.0℃/d；③混凝土澆筑體表面與大氣溫差不宜大于20℃。在測量混凝土溫度的時候，一定要使其符合指標規定的數值，當出現差額時，要及時給予溫度的調控，防止裂縫的發生。

3.3裂縫控制措施探討

（1）在拌合混凝土時，選擇使用地下水，或者采取一些措施遮擋砂石場地的日光。控制大體積混凝土的溫度裂縫的過程中，重點控制對象是混凝土的表面溫差和大氣二者之間存在的溫度差額，另外，還重點控制混凝土的上下表面和中心的溫度差額。當將混凝土的拌合物從攪拌機中轉移到模板時，雖然會因為時間的不同存在一些溫差的不同，但是和大氣溫度的關系不大。

（2）采用分層分塊跳槽的方式澆筑混凝土。這種地下室中的混凝土的澆筑方法的具有的優點是能夠幫助混凝土早期水泥水化熱進行散熱，但是也存在一定的缺點，那就是增加了工期，也使處理施工縫的費用增高了。但是要符合結構受力和地下結構抗滲的標準要求，建議采用從整體上對混凝土進行澆筑，并且保持連續性。

（3）預埋循環冷卻水管。在混凝土的澆筑過程中預先埋好冷卻水管，這種方法的缺點是損耗一定的人力物力，容易發生混凝土滲漏事故。因此，以上技術措施，雖然可以控制大體積混凝土的裂縫開展，但由于其存在的缺點，在具體特點的實際工程應用中，可能沒有預期的效果好。

4　結束語

混凝土裂縫的控制，是混凝土施工的重點。施工人員應根據工程的具體情況、施工環境等，預防、控制混凝土施工裂縫的產生，積極主動采取有效的措施對已經產生的裂縫進行修復，保證混凝土施工的質量，提高建筑結構的穩定性以及耐久性。

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TU755

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2015-8-7