土木工程設計中大體積混凝土裂縫的控制探討

范利鵬

摘 要：對于大體積混凝土裂縫而言，應當根據當地的氣候條件，明確裂縫的成因是否來源于升溫、內外溫差等氣候性問題，并針對具體的成因，制定行之有效的預防施工方案，并強化施工質量管理，應用必要的施工措施，嚴格控制施工中構件的內外溫度差異，最大程度預防大體積混凝土裂縫，提高整體施工效益。鑒于此，本文對土木工程設計中大體積混凝土裂縫的控制進行了分析探討，僅供參考。

關鍵詞：土木工程設計；大體積混凝土；裂縫控制

一、大體積混凝土施工裂縫產生的常見類型

1、收縮裂縫

受到混凝土性能的影響，在澆筑混凝土后會出現收縮的現象，引發裂縫。水泥用量和用水量是引起混凝土收縮的兩個主要因素，并且混凝土的收縮程度會隨著水泥用量和用水量的增加而增強，二者呈正比例關系。水泥品種不同，收縮裂縫的大小也會有一定的差異。混凝土的逐漸硬化過程中會伴隨有大量的熱量散發出來，在這個過程中引發的收縮存在一定的惡收縮應力。隨著時間的推移，這個收縮力會發生一定的變化。當收縮力大于混凝土的最大抗拉力，就會出現收縮裂縫，在大體積混凝土的施工中，這種問題更加明顯。即使混凝土本身的收縮量比較小，也會由于水灰比的存在，出現較大的溫差，在雙重作用的影響下，應力增大，最終引發裂縫。因此，在大體積混凝土施工之前，就應該考慮到其自身收縮的因素，并進行測定和檢驗。

2、溫差裂縫

由于混凝土澆筑過程不能中斷，同時，大體積混凝土體積龐大，在混凝土的澆筑過程中，由于散熱速度的不同，混凝土內部與外部會出現溫差，并且隨著時間的推移，溫差增大，當溫差增大一定程度就會產生裂縫。由于大體積混凝土的厚度較大，所以溫度裂縫的出現非常常見。

二、土木工程設計中大體積混凝土裂縫的控制措施

1、施工現場質量控制要點

首先，確定好相關質量的目標。只有確定了質量目標，在施工中才能有針對性的質量控制措施，它是質量控制的依據。根據質量控制目標，整理出現場質量控制對象，以及在大體積混凝土施工中的質量薄弱處，如此，在質量控制措施的制定過程中具有一定的針對性。在質量控制點的選擇上，應該優先選取質量形象大、技術難度高工程為對象。然后，在施工過程中，管理人員注意記錄可能出現的質量問題以及引發問題的原因，繼而制定有針對性的預防及處理方法，提高工程質量。其次，針對每一個環節的工序都要施行嚴格的質量監控，尤其是施工中比較細小的部分。對工序質量的控制，應該從工序活動條件質量以及工序活動效果質量兩方面進行，如果這兩點都能得到有效的控制，那么工序質量就可以得到保證。施工過程中，施工人員必須嚴格要求自己，每一步工序都要仔細按照施工規范來完成，絕對不允許出現減少工序和材料的情況出現，不得擅自更改，這樣才能保障工序質量。工序活動條件非常的繁瑣，但總的來說包括施工人員、施工設備、施工技術、施工條件和建筑材料這五類大的影響因素，若是能這些控制好了，那就等于質量控制完成了一大半，剩下的就是將各個工序正確、穩定的進行下去。

2、控制砼出機溫度及澆筑溫度

2.1砼拌合物的出機溫度管控

①根據施工經驗和相關試驗表明拌合用的石子每升高1C°則使砼出機溫度升高0.342C°；②根據相關試驗計算水每升高1C°則使砼出機溫度升高0.313C°；③根據相關試驗計算砂每升高1C°則使砼出機溫度升高0.258C°；④根據相關試驗計算水泥每升高1C°則使砼出機溫度升高0.088C°；⑤由此可以看出，雖然粗骨料石子的重量占總重量的比例很大，但是比熱值較小，而砼中水的重量雖然不大，但是比熱較大。通過對比可以發現，原料的溫度對砼的溫度影響程度為石子/水>細骨料砂>水泥，因此，當氣溫較高時，應采用遮陽篷等設施減少砂石因太陽照射而溫度過高，必要情況下可以噴灑水霧進行降溫處理。當水溫較高時可以放入冰塊降溫。并合理選擇施工時間減少外界對拌合物溫度產生的影響。

2.2控制澆筑溫度

①砼入模溫度不宜大于30℃，砼澆筑體最大溫升值不宜大于50℃。②砼從攪拌機出料后，需要經過專用車輛運輸運輸、泵送，施工等多道工序，距離遠、暴露時間長，溫度容易被外界因素影響。高溫時間特別是夏季應減少施工或采取相應的降溫措施，當環境溫度高于30℃時（模板及內部敷設鋼筋及周圍溫度不超過40℃），為了有效控制澆筑時的溫差和冷量損失進而減少裂縫的產生，應采取如下措施：A泵車水平輸送管在太陽的照射下，溫度會升高進而對內部的砼溫度產生影響，可以將管道外鋪設草袋等遮蔽物，同時定時使用冷水進行降溫，通過蒸發吸熱減少溫度的影響。B為了減少砼收到外界高溫的影響時間過長，應采取措施如加大泵送量，提高澆筑施工效率。

3、混凝土運輸和現場試驗、化驗

混凝土運輸主要是通過攪拌站負責，并應用混凝土罐車進行運輸，一般情況下每一車的裝載量為7.5m3。對此，在具體的施工過程中，工程部應當調度增強與攪拌站的聯系，強化現場的指揮調度工作，務必將混凝土運輸、澆筑以及簡寫的所有時間控制到90min之內，在工程開始之前，需要預先準備制定好混凝土貫徹的運輸路線圖。與此同時，對于在夏季天氣炎熱時候，必須根據大體積混凝土施工的具體技術規范要求，確保所有的混凝土都可以保持在最低溫度的情況下運送。

4、合理分塊分層澆筑

此種方式主要是將基礎的混凝土進行分縫、分期、分塊澆筑。由于大體積混凝土的澆筑方量過于巨大，在具體的施工過程中需要利用縱橫接縫技術以把大體積混凝土進行多塊分割，并根據水平的縫隙再將每一個基礎塊進行逐層澆筑。進行分縫分塊分層的目的有兩個：①有助于便捷施工，可以將大體積混凝土進行有層次的澆筑；②有效預防裂縫，將基礎塊的尺寸縮小，促進塊體散熱，降低了施工過程中的溫度應力，從而將裂縫產生的可能性降低。

結束語

綜上所述，大體積混凝土在澆筑施工過程中會產生較多的水化熱，由于混凝土的表面能夠散熱，使得混凝土的溫度由中心向其表層遞減，不同的溫度決定了混凝土的內部變形程度，因此混凝土的內外部之間產生的變形也不完全一致，從而產生裂縫。因此控制裂縫應從內而外進行多方位的研究以及方法實施。

參考文獻

[1]劉洋.大體積混凝土溫度裂縫控制機理及有限元仿真分析[D].安徽理工大學，2014.

[2]楊柳.混凝土越冬期裂縫控制[D].吉林建筑大學，2014.

[3]曹大偉.高層建筑基礎底板大體積混凝土施工技術[D].燕山大學，2014.

[4]韓宇棟.現代混凝土收縮調控研究[D].清華大學，2014.endprint