淺談大體積混凝土施工質(zhì)量控制

李學斌

(四川藍天柱建筑工程有限公司, 四川成都 610000)

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淺談大體積混凝土施工質(zhì)量控制

李學斌

(四川藍天柱建筑工程有限公司, 四川成都 610000)

在建筑工程建設中，大體積混凝土施工質(zhì)量常常影響著整個工程的結(jié)構(gòu)使用。文章針對大體積混凝土施工項目產(chǎn)生質(zhì)量問題的原因進行了分析，并提出了相應的解決措施，這不僅有利于對常見的質(zhì)量問題事先加以預防；而且有利于對出現(xiàn)的質(zhì)量事故及時進行分析和處理。

大體積混凝土；施工質(zhì)量;裂縫防治

在當前建筑領域中，大體積混凝土的質(zhì)量的質(zhì)量控制一直至關重要，隨著我國基礎建設的迅速發(fā)展，土建在現(xiàn)代工程建設中已經(jīng)占據(jù)了非常重要的地位。其施工質(zhì)量的好壞，既對結(jié)構(gòu)物的安全，也對結(jié)構(gòu)物的造價有很大影響，因此控制大體積混凝土施工質(zhì)量是基本。

1　影響大體積混凝土施工質(zhì)量因素分析

大體積混凝土施工項目質(zhì)量問題表現(xiàn)的形式多種多樣，諸如收縮、變形、張拉、溫度裂縫、結(jié)構(gòu)裂縫、開裂、滲水、漏水、剛度差、強度不足、斷面尺寸不準等等，但究其原因，可歸納如下：

(1)違背施工程序；(2)未控制好澆筑溫度；(3)建筑材料及制品不合格；(4)自然條件影響。澆筑順序、露天作業(yè)多，受自然條件影響大；(5)雨季施工影響；(6)溫度控制，水化熱過大；(7)商品混凝土配合比；(8)養(yǎng)護不到位，不按規(guī)范施工。不按有關操作規(guī)程施工。缺乏基本結(jié)構(gòu)知識。施工管理紊亂，施工方案考慮不周，施工順序錯誤。技術組織措施不當，技術交底不清，違章作業(yè)。不重視質(zhì)量檢查和驗收工作等等，都是導致質(zhì)量問題的禍根。

2　加強土建工程大體積混凝土施工質(zhì)量控制的幾點措施

2.1混凝土裂縫成因

一般情況下，在由變形引起的裂縫中，超靜定結(jié)構(gòu)占多數(shù)，裂縫比較嚴重，例如剛架等。這類結(jié)構(gòu)的承載力具有較大的安全度，有良好的韌性，能適應大的變形而不致出現(xiàn)倒塌破壞。荷載試驗表明，普通鋼筋混凝土構(gòu)件在內(nèi)力不到30 %極限荷載時便出現(xiàn)裂縫，這種裂縫對結(jié)構(gòu)的安全度沒有影響，還可承受70 %～80 %的極限荷載。許多工程的梁式結(jié)構(gòu)、桁架結(jié)構(gòu)等，僅在自重荷載作用下即出現(xiàn)受拉區(qū)開裂或剪力區(qū)主拉應力裂縫，有的因拆模過早，混凝土抗拉強度不足，自重即引起裂縫是經(jīng)常發(fā)生的，因為其自重引起的內(nèi)力已超過30 %的極限。這種結(jié)構(gòu)的極限承載力是不會降低的，總的安全度不變。對這種無害裂縫，只需用環(huán)氧樹脂土填縫處理即可。在工業(yè)與民用建筑的各種現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)一種早期的裂縫，即在拆模時發(fā)現(xiàn)斷斷續(xù)續(xù)的水平裂縫，裂縫的中部較寬，兩端較窄，呈梭形，經(jīng)常出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的變截面處、梁板交接處和板肋交接處的收縮裂縫，其深度通常到鋼筋表面。混凝土的流動性不足、硬化前沒有沉實或沉實不足就會發(fā)生這種裂縫。它是在混凝土澆筑1～3 d產(chǎn)生的塑性裂縫，它與混凝土的沉降量和流動性有直接關系。這種裂縫可以通過以下措施來避免：嚴格控制水灰比，寧可小些或摻減水劑；振搗要密實，但不能過度振搗，導致水泥砂漿上浮；凝固時間不宜過快，可采取緩凝措施；加強養(yǎng)護，設法飽水養(yǎng)護，避免引起劇烈的水分蒸發(fā)，形成上部和下部或截面中部與邊緣硬化不均勻和差異收縮。對已發(fā)生的沉塑裂縫，一般用環(huán)氧樹脂填縫處理。

2.2混凝土裂縫的控制

2.2.1收縮(干縮)裂縫的控制

收縮(干縮)裂縫的控制主要在于控制濕度的變化，使結(jié)構(gòu)、構(gòu)件具有相對穩(wěn)定的濕度。

(1)加強混凝土的早期養(yǎng)護，混凝土澆筑完后，裸露表面應及時用草墊、草袋或塑料薄膜覆蓋，并灑水濕潤養(yǎng)護。在氣溫高濕度低、風速大的天氣及早覆蓋、噴水霧養(yǎng)護，并適當延長養(yǎng)護時間。

(2)加強混凝土表面的抹壓，但應注意避免過分抹壓。

(3)采用密封保水方法，如在混凝土表面噴養(yǎng)護劑或覆蓋塑料薄膜，使水分不易蒸發(fā)，或采用其他減少空氣流動(如設擋風墻、罩)，延緩表面水分蒸發(fā)的辦法。

(4)預應力構(gòu)件應及時張拉，避免長期堆放。

(5)適當選擇配合比，避免水灰比、水泥用量、砂率過大，嚴格控制砂石的含泥量，避免使用粉砂，以提高混凝土抗拉強度。

(6) 構(gòu)件長期露天堆放時，應繼續(xù)適當灑水或覆蓋養(yǎng)護，以便有較長的保濕養(yǎng)護時間，特別是薄壁構(gòu)件，應放在陰涼地方覆蓋堆放。

2.2.2溫度裂縫的控制

溫度裂縫的控制防水混凝土內(nèi)部約束引起的表面溫度裂縫，一般采用控制混凝土表面與外界或內(nèi)部的溫差的方法，使其小于25 ℃。常用的控制措施是：對加熱養(yǎng)護的構(gòu)件，采用緩慢升降慢，使升降溫速度不大于10 ℃/h，并注意緩慢揭蓋、脫模，避免表面急劇冷卻引起表面溫度應力過大；對大荷載結(jié)構(gòu)，當混凝土與外界溫差較大時，采用保溫養(yǎng)護，適當延長拆模時間，使溫差控制在25 ℃以內(nèi)。

預防結(jié)構(gòu)受外部約束引起的混凝土溫度裂縫，一般可采取以下技術措施：選用低熱或中熱水泥(如礦渣水泥、抗硫酸鹽水泥、粉煤灰水泥)配制混凝土；在混凝土中返回粉煤灰或減水劑；利用后期(90 d、180 d)強度以降低水泥用量和溫升；在基礎內(nèi)預埋冷卻水管，通入循環(huán)冷水，將水化熱導出；在厚大少筋大體積混凝土中，摻入20 %以下塊石吸熱，并可節(jié)省混凝土。

(1)避開炎熱天及夜間澆筑混凝土；采用低溫水拌制混凝土；對砂石進行冷水霧降溫，或設置簡易遮陽裝置，以降低混凝土拌合物溫度同時采取薄層澆筑混凝土，每層厚度不大于30 cm，加快熱量散發(fā)，并使熱量分布均勻。

(2)做好混凝土的保溫、保濕養(yǎng)護，緩慢降溫，充分發(fā)揮徐變特性，削減溫度應力；夏季避免暴曬，冬季采取保溫覆蓋，以免出現(xiàn)急劇的溫度梯度；采取長時間養(yǎng)護，規(guī)定合理的拆模時間，充分控制混凝土內(nèi)外溫差不大于25 ℃；混凝土拆模后，及時回填土，避免結(jié)構(gòu)側(cè)面長期暴露。

(3)大體積基礎采取分層分塊澆筑，合理設置水平或垂直施工縫，在適當位置設置后澆縫，以加快散熱，減少約束程度；在巖石地基或厚混凝土墊層上澆筑大體積混凝土，應在墊層上設置滑動層(平面澆瀝青瑪諦脂，鋪砂或鋪設卷材)，應在垂直面設置緩沖層(貼聚慚烯泡沫塑料)，以消除嵌固作用，釋放約束應力。

(4)選擇良好級配的粗骨料，嚴格控制其含泥量；加強混凝土振搗，提高混凝土密實性和抗拉強度；在基礎先設置必要的溫度配筋；在接縫部位，適當增大配筋率，設暗梁，以減輕邊緣效應，提高抗拉強度；同時加強混凝土的早期養(yǎng)護，提高早期抗拉強度和彈性模量。

(5)避免降溫與干縮共同作用，導致應力疊加；在混凝土中摻加水泥用量5 %～10 %的UEA混凝土微膨脹劑，配制膨脹補償收縮混凝土，以抵消由于干縮和降溫引起的混凝土收縮，控制混凝土開裂。

(6)采取“雙控計算”措施，即在澆筑混凝土前按施工條件和擬采取的防裂控制措施，計算可能產(chǎn)生的最大降溫收縮拉應力，當發(fā)現(xiàn)超過計算齡期的混凝土抗拉強度時，調(diào)整所采取的措施使應力控制在允許范圍內(nèi)；混凝土的澆筑后，根據(jù)實測溫度和溫度升降曲線，計算每階段降溫時混凝土的累計拉應力，當其大于該齡期的混凝土抗拉極限強度時，應采取保溫養(yǎng)護措施，控制內(nèi)外溫差在25 ℃范圍內(nèi)，使各階段降溫時混凝土的累計抗應力小于該齡期混凝土允許的抗拉強度，以控制裂縫出現(xiàn)。

由于混凝土裂縫產(chǎn)生的原因是復雜的，根據(jù)具體情況和條件，可采取其中一種或數(shù)種措施同時使用。

2.2.3徐變裂縫的控制

(1)適當加大端頭截面高度，配置承受水平力鋼筋、放射式配筋或彎起角度，減少非預壓區(qū)。

(2)支撐節(jié)點采用微動連接，如采用螺栓連接，預留孔內(nèi)設橡膠墊圈、柔性連接等，以削減約束應力。

(3)構(gòu)件吊裝前應有一個較長的堆放時間，吊車梁的最后固定盡可能晚些(徐變前3個月可達60 %，4個月基本穩(wěn)定，半年徐變可完成70 %～80 %)，使徐變變形在吊裝前或固定前完成大部分，此時混凝土具有較長齡期，強度也較高。

(4)預應力混凝土構(gòu)件不要過早放張，以減少收縮徐變變形，提高抗裂能力。

(5)加大端頭支承墊板，改進壓力分布層，減少應力集中。

2.2.4應力裂縫的控制

(1)加強施工中鋼筋、模板、混凝土配料、振搗的質(zhì)量控制檢查，確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件鋼筋位置、安裝支撐系統(tǒng)、支撐位置正確。

(2)混凝土強度達到要求。

(3)正確掌握拆模時間，避免過早拆模，敲擊過重；嚴格控制施工臨時堆載；構(gòu)件堆放、運輸、吊裝時保持支承和吊點位置正確、穩(wěn)定，避免振動、碰撞。

(1)避免直接在松軟土或松填土上支模或制作預制構(gòu)件，場地周圍做好排水并注意養(yǎng)護，避免水管漏水浸泡地基。

(2)預應力構(gòu)件張位或放張，混凝土必須達到規(guī)定的強度；控制應力應準確，不應超張，應緩慢放松預應力筋；胎模端部加彈性墊層(木或橡膠)，減緩胎模角度，使構(gòu)件回縮不被卡住。

(3)預應力吊車梁、桁架等構(gòu)件端部節(jié)點處劈裂應力區(qū)全高增配箍筋或鋼筋網(wǎng)片，并保證預應力鋼筋外圍混凝土有一定的厚度。

(4)板面采用二次或三次壓光，改善板面質(zhì)量。

2.2.5施工裂縫的控制

(1)木模板澆水濕透，防止脹模將混凝土拉裂。采用翻轉(zhuǎn)脫模時應平穩(wěn)，防止劇烈沖擊和振動，并應在平整堅實的鋪砂地面上進行。

(2)預應力構(gòu)件預留孔時管芯要平直，混凝土澆筑后定時(15min左右)轉(zhuǎn)動鋼筋，抽管時間以手壓混凝土表面不濕印痕為宜，抽管時應平穩(wěn)緩慢。

(3)胎模應選用有效的隔離劑，起模前先用千斤頂均勻松動，再平緩起吊。

(4)構(gòu)件堆放按支承受力狀態(tài)設置墊木；重疊堆放時，支點保持在一條直線上，同時做好標記，避免板、梁、柱構(gòu)件反放。

(5)運輸中，構(gòu)件之間設置墊木并互相綁牢，防止晃動、碰撞。

(6)屋架、柱等大型構(gòu)件吊裝，應按規(guī)定設置設點；吊裝屋架等側(cè)向剛度差的構(gòu)件時，應用腳手桿橫向加固，并設牽引繩，防止吊裝過程中晃動、碰撞。

(7)混凝土冬期施工摻氯鹽早強劑，同時摻加亞硝酸鈉阻銹劑(為水泥重量的1 %～2 %)。

(8)滑動模板應確保安裝尺寸和質(zhì)量要求，施工中若因某種原因停滑時間過長，應松開模板后再滑升，以防止拉裂混凝土。

3　裂縫的處理

3.1溫度、收縮、徐變裂縫的處理

溫度、收縮、徐變等因結(jié)構(gòu)變形變化引起的裂縫，對鋼筋產(chǎn)生的附加應力一般很低，對結(jié)構(gòu)的承載力影響較小，但會引起鋼筋銹蝕，影響長期強度和耐久性。對于表面裂縫的處理，可在裂縫穩(wěn)定后采用涂刷2遍環(huán)氧膠泥、加貼玻璃纖維布、抹(噴)水泥砂漿等方法，進行表面封閉處理。對有整體性、防水、防滲要求的結(jié)構(gòu)，縫寬大于0.1 mm深進的或貫穿的裂縫，應根據(jù)裂縫可灌程度，用水泥灌漿或化學注漿等方法進行補縫處理。也可采取灌漿與表面封閉相結(jié)合，恢復原有性能。對于寬度小于0.1 mm的裂縫，由于后期水泥生成氫氧化鈣、硫鋁酸鈣等物質(zhì)，使裂縫自行愈合，一般可不進行處理。

3.2應力裂縫的處理

應力裂縫產(chǎn)生的應力較高(縫寬0.2 mm時應力可達180～250 MPa)，影響結(jié)構(gòu)強度和剛度。對梁、板類結(jié)構(gòu)、構(gòu)件主筋處最大豎向裂縫寬度在0.3 mm 內(nèi)的，可作表面封閉處理；縫寬大于0.4 mm或斜裂縫超過3/4梁高者，應作加固處理；對不穩(wěn)定和發(fā)展的裂縫應做卸荷或加固處理；沉降裂縫多為深進或貫穿性的，對結(jié)構(gòu)的承載力和整體性有較大影響，應根據(jù)裂縫的嚴重程度進行適當加固處理；輕微的張拉裂縫，在結(jié)構(gòu)受荷后會逐漸閉合，基本上不影響承載力，可按溫度收縮裂縫的處理方法進行表面封閉處理；縫寬大于0.2 mm較嚴重的裂縫，將明顯降低結(jié)構(gòu)的剛度，應根據(jù)具體情況，采取預應力加固或用鋼筋混凝土圍套、鋼套箍加固以及用結(jié)構(gòu)膠粘劑粘薄鋼板加固等方法處理；預應力板(梁)橫向裂縫深度至大肋(梁)高1/3的，則不能使用。

3.3施工裂縫的處理

縱向施工裂縫一般對結(jié)構(gòu)承載力的影響遠比裂縫小，一般采用環(huán)氧膠泥或水泥漿進行修補；當裂縫較寬時，應先沿裂縫鑿成倒八字形凹槽，再用水泥砂漿或一半氧膠泥嵌補；對于構(gòu)件邊角縱向裂縫，可將裂縫處松散混凝土剔除，然后用水泥砂漿或細石混凝土修補。由于運輸、堆放、吊裝等原因引起的表面較細的橫向裂縫，可先將裂縫處沖洗干凈，待干燥后用環(huán)氧膠泥進行表面涂刷或巾環(huán)氧玻璃時，可根據(jù)受力情況，采用灌環(huán)氧或甲凝漿液、包鋼絲網(wǎng)水泥或鋼板套箍等方法處理；裂縫貫穿整個截面的構(gòu)件，則不能使用。滑模出現(xiàn)的水平或斜向裂縫，可將松散部分清除干凈，用細石混凝土壓補插搗密實，接縫用水泥砂漿修補。還可以在施工中設置測溫孔，定專人、定時、定儀器，每天測試三次，即早、中、晚各一次，隨時了解混凝土中心溫度與混凝土結(jié)構(gòu)物表面溫度之差，用測試的溫度來指導養(yǎng)護保溫，控制混凝土表面溫度，防止混凝土結(jié)構(gòu)物表面溫度散失快而引起內(nèi)外溫差裂縫，內(nèi)外溫差控制在25 ℃以內(nèi)。另外在混凝土易裂縫部位埋設應力應變傳感片，直接測試拉應力，以便更直接控制混凝土溫度梯度，確保混凝土不產(chǎn)生裂縫。還可以在基礎面筋上加設鐵絲網(wǎng)或小直徑鋼筋網(wǎng)，使混凝土提高表面抗裂性而中間溫度筋可去掉。由于鋼筋是熱的良導體，易產(chǎn)生大的溫度梯度，這是裂縫產(chǎn)生的一個主要環(huán)節(jié)，施工時加強插筋位置的振搗，加強初凝前的抹壓，以消除初期裂縫，并加強早期養(yǎng)護，提高混凝土抗拉強度。

[1]DB23 T1403-2010 住宅工程質(zhì)量通病防控規(guī)范[S].

[2]GB 50300-2001 建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標準[S].

[3]GB 50204-2002 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范[S].

[4]GB 50496-2009 大體積混凝土施工規(guī)范[S].

TU755.6+7

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[定稿日期]2016-07-10