某項目大面積、超長砼結構裂縫控制方案

摘要：大面積、超長砼結構裂縫產生的原因主要有三大類，本工程主要將由施工操作引起的部分變形，以及材料選擇不當或操作方法不當引起的裂縫進行分析，制定相應措施，其中材料選擇從水泥品種、骨料、礦物摻合料、外加劑、配合比設計等方面進行控制，操作方法從混凝土拌和物控制、砼澆筑方法、混凝土養護等方面進行控制，達到防止裂縫或控制裂縫危害程度的目的。

關鍵詞：裂縫；溫差；配合比設計；控制措施；養護

一、本工程鋼筋混凝土結構特點

1、具有超大、超長結構屬性

根據國家現行標準《混凝土結構設計規范》GB50010—2002規定，露天或埋在土中鋼筋混凝土結構，留設伸縮縫的間距最大為55m。本工程長為290m，寬160m，無疑屬于超長、超寬結構（以下稱超大結構）。

2、具有大體積混凝土性質

按照國家現行標準《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB 50204-2002條文說明規定：混凝土構件最小斷面尺寸大于或等于200mm，即按大體積混凝土考慮采取相應措施。本工程底板、承臺等構件最小斷面尺寸不少已超過200mm，應屬于大體積混凝土。

按照我國混凝土結構裂縫專家王鐵夢先生新的概念：任意體量的混凝土，其尺寸足以要求必須采取措施，控制由于水化熱及伴隨的體積變形（收縮）引起的裂縫者稱為“大體積混凝土”。所以，雖最小厚度小于200mm，如200～600mm 長墻，20～300mm的樓板和箱梁，采用泵送商品混凝土現澆整體式結構都需要考慮水化熱，收縮偏大的應力及相應措施，也應稱它們為具有大體積混凝土的性質。因此本工程多數構件都屬于這一范疇。

3、地下工程、防水要求高，防止裂縫至關重要

本工程地下室面積約5萬平方米，且工程所處環境地下水位高，廣州地區年降水量大，地下水源補充充足。因此本工程的防水功能對保證工程的正常使用是至關重要的，雖然鋼筋混凝土結構外設有防水層，但如結構出現裂縫一會造成柔性防水層的拉斷、剝離破壞，二會在地下水壓的作用下破壞，導致防水失效。故本工程防止鋼筋混凝土結構裂縫特別是底板、外墻、頂板裂縫更是關鍵中的關鍵。

4、本工程防止裂縫的有利因素

廣州地區晝夜間溫差較小，一般均在10℃以內，年極端最高最低溫度差也較之北方小，這對于防止鋼筋混凝土結構的溫度裂縫是有利因素。除此之外，設計中已采取沿縱橫兩個方向每距離40m左右設置一條后澆帶措施，可以釋放早期混凝土收縮和溫度應力，對防止裂縫也是非常重要的。

二、鋼筋混凝土結構有害裂縫產生的原因分析和對策控制措施

鋼筋混凝土結構裂縫主要原因可歸納為三大類：一類是由荷載引起的裂縫，一類是由變形引起的裂縫，另一類是由施工操作引起的裂縫。根據本工程的具體特點，主要將由施工操作引起的部分變形（收縮和干縮）以及材料選擇不當或操作方法不當引起的裂縫進行分析，制定如下對策措施，具體措施如下：

1、水泥品種選擇

⑴ 宜選用非早強型（非R型）普通硅酸鹽、低堿、低水化熱水泥，強度等級為42.5或52.5級，C50以下砼采用42.5級水泥，C50及以上強度的砼可采用52.5級水泥。

⑵ 摻加符合國家標準的Ⅰ、Ⅱ級粉煤灰，以改善混凝土性能，降低水泥用量。

⑶ 選用與水泥和摻合料相融性好的萘系或聚羧酸系高效減水劑，降低用水量和水膠比。

2、骨料選擇

⑴ 本工程構件斷面較大，可選擇0.5～32連續級石子，強度、含泥量、針片狀含量等指標應符合規范要求；自密實砼和構件最小斷面較小、配筋密集的構件宜選用0.5～25或0.5～20的石子。

⑵ 砂應選擇級配良好的中砂，細度模數控制在4.2～2.2范圍內，其它指標應符合規范要求。

3、礦物摻合料選擇

C60以下的砼選用Ⅰ、Ⅱ級粉煤灰即可滿足要求，收縮亦較??；必要時采用“混合雙摻技術”即粉煤灰灰和礦渣雙摻，能更好地改善砼性能。按照設計要求攙入杜拉纖維。

4、外加劑選擇

本工程混凝土選用萘系高效減水劑，但應選用2～3家信譽度高質量穩定的產品，在使用前對擬選用的水泥和各種摻合料做多種摻量下的相融性試驗，尋找摻量飽和點和最佳摻量以及對砼的強度增長、收縮、密實性和各項工作性的影響，選擇最佳產品。

5、配合比設計

根據本工程各部位的特點及設計要求和材料供應情況，研究確定配合比設計、試配方案。

6、施工原因

⑴ 混凝土拌和物控制：

砼拌合物質量差主要表現是：泌水、離析、坍落度不穩定或坍落度損失大、流動性差、粘聚性差或粘聚性過大，夏季施工拌合物溫度過高等。都會給澆筑帶來困難，影響澆筑質量。使砼不密實、收縮增大，裂縫出現早、發展快，嚴重影響砼的質量。

控制措施：

摻加聚炳烯纖維和杜拉纖維的砼應適當延長攪拌時間；

聚炳烯纖維和杜拉纖維都會使砼流動性減小，增大坍落度損失，應經過試配確定影響程度，并采取相應措施。

⑵ 砼澆筑方法：

不分層澆筑，一次下料厚度過大，使振搗困難、氣泡不能充分排出，影響砼密實；

下料落差過大，造成混凝土離析或骨料與漿體分離；

振搗不足、漏振或過振，使混凝土不密實或泌水；

④ 表面抹面收活過早是砼產生早期干縮裂縫的主因；表面抹面收活過遲，造成砼表面不平或起砂；

⑤ 入模溫度過高造成砼特別是大體積砼內部溫度增長過快和峰值增大，容易產生內外溫差過大，形成內部溫度裂縫。

控制措施：

豎向結構嚴格分層澆筑、分層振搗，一次下料厚度控制在50cm以內；大體積砼采取斜面分層法澆筑。

下料高度：砼澆筑時自由下落高度控制在2m以內，超過規定時，采取接長泵軟管或使用溜槽或串筒下料。

嚴格控制振搗插入間距在40cm以內，振搗時間控制在15～30秒之內；

大體積砼采取二次振搗措施。

④ 嚴格掌握砼表面收活時機，采取二次抹壓技術，最后一道抹壓收活控制在終凝之前完成（現場掌握是腳踩不下陷，表面又能揉搓出漿時，此時砼干燥較快，面積較大時應多加人力）。

⑤ 夏季施工拌合物溫度超過32℃，砼攪拌時，應采取降溫措施；現場泵送管應采取草簾或麻袋覆蓋并澆水降溫。

⑶ 混凝土養護

原因：

砼覆蓋養護不及時或密封不嚴，造成表面過早失水，是造成表面干縮裂縫的主要原因；

保濕養護時間不足，使砼造成表面收縮裂縫。

澆筑過程中遇陣雨，即將終凝的未采取覆蓋措施砼表面遭受雨淋，造成表面起砂。

控制措施：

砼澆筑成型后保濕養護是防止裂縫的最方根手段，在水中養護或埋在土中的砼不會出現收縮裂縫。研究表明摻杜拉纖維的砼，如養護濕度或時間不夠會造成更大的收縮。本工程擬采取如下養護措施：

水平結構采取覆蓋塑料薄膜密封保濕或蓄水養護；

豎向結構柱拆模后采取塑料薄膜嚴密包裹養護；墻采用掛麻袋片澆水或布設噴淋管定時噴水養護。養護時間不少于14d。

三、小結

大體積混凝土裂縫形成的原因復雜，受自然環境、原材料供應及材料性能的影響都很大，本工程從材料選擇和操作方法兩大方面進行預防和控制，盡量避免和減少混凝土裂縫的產生和危害。