大體積混凝土施工技術與裂縫控制

王 小 龍

(山西振興公路監理有限公司，山西 太原 030006)

0 引言

我國路橋建筑近年來應用逐漸增多，已經成為我國經濟發展的重要因素。建筑中最常應用的材料是混凝土，混凝土主要由膠凝材料組成，其經過水化后會引起溫度的變化，進而導致收縮使混凝土表面出現裂縫，裂縫出現的混凝土建筑具有一定的危害，稱之為大體積混凝土。因其是一種非均質脆性材料，容易在硬化后出現微型孔及氣穴甚至出現細微的裂縫。所以，如何解決混凝土硬化后裂縫的出現，成為施工中面對的首要問題。本文針對此類問題進行研究。

1 大型混凝土的施工技術

1.1 大體積混凝土施工準備

大體積混凝土施工時首先應設計圖紙，路橋建筑的設計應符合實際的應用及美觀。其水平施工縫的設計應符合中溫度裂縫控制的規范要求。大體積混凝土施工時以木模板、鋼模板及鋼木模板為施工選擇的模板，其木模板的保溫效果較好，鋼模板不利于保溫。在選擇時應滿足溫度對模板的要求，選擇合適的模板進行大體積混凝土施工。在工程實施之前，應根據實際情況對大體積混凝土澆塊體的溫度應力和收縮應力進行驗算，以此作為根據，制定合理的溫度控制方案，方便在施工時進行溫度的控制。有效的控制了施工時的溫差、升溫峰值及降溫速率，可減少對路橋建筑產生不良溫度裂縫，使施工質量得到保證。

1.2 大體積混凝土施工材料及配比

在施工中，為避免大體積混凝土由于水泥水化速率過快而導致大溫度應力，相關部門在經過商討下，應滿足大體積混凝土每立方米膠凝材料的用量不低于360 kg，水灰比不大于0.45，水泥用量在300 kg以下，堿含量在3 kg以下。采用高效的減水劑同樣十分重要，規定混凝土的坍落度應該在160 mm左右[1]。混凝土的底板應用C35泵送混凝土，抗滲等級是P8級。相關混凝土配合比詳見表1。

表1 混凝土材料配合比 kg/m3

2 大體積混凝土建筑施工產生裂縫的原因

2.1 水泥水化產生熱量

混凝土建筑施工中，水泥由于水化會產生大量的熱量，所以在施工前應對水泥進行水化處理。當建筑物較大時，水泥水化所產生的熱量散發不出去，導致混凝土內部溫度急劇上升。如果內外溫差較大時，會產生溫度應力，進而導致建筑物因溫度變形，造成裂縫。

2.2 內外約束條件

在建筑施工中，混凝土建筑及其地基會在同一時間進行澆筑，隨著室外溫度的變化，地基會受到溫度的影響產生一定的約束力。當溫度降低時，混凝土的拉力會逐漸增加，當拉力增加到混凝土不能承擔的力量時，混凝土建筑表面就會出現裂縫現象[2]。

2.3 外界環境溫度變化

實際施工時，外界溫度對混凝土建筑同樣會產生很大的影響。當外界溫度較高時，施工溫度也較高，但當溫度下降時，建筑內外溫度相差較大，在一定程度上造成裂縫現象。

2.4 混凝土收縮情況

混凝土澆筑后，含水量較高，在水量蒸發的過程中，出現收縮現象。由于外部水分蒸發較內部快，所以混凝土表面產生收縮，出現裂縫現象，如圖1所示。

3 大體積混凝土出現裂縫的事例

3.1 大體積混凝土出現裂縫事例詳情

某高速公路的隧道在可以通行一個月的時間內，下隧道的內壁出現縱向和橫向的裂縫，這些裂縫不及時處理會對路面的交通、隧道的使用壽命和行車的安全產生影響，最終導致路面破壞。

3.2 關于大體積混凝土裂縫原因調查

相關人員對出現裂縫的路面進行現場取芯，根據隧道的結構，適當選擇取芯的位置及長度。現場取芯主要研究項目為：1)充分了解水泥混凝土板的厚度和硬度；2)了解芯樣的完整程度；3)了解裂縫處混凝土板的破壞程度；4)了解混凝土板下的基層狀況。在出現裂縫的混凝土板處進行兩次取樣，一個在裂縫處取樣，觀察裂縫程度，另一個在裂縫旁取樣，用于觀察樣品的強度情況。為了從更多方面找到裂縫原因，應在縱向與橫向裂縫處分別取樣，檢驗其強度狀況。使用取樣工具進行取樣，主要考察樣品的完整性、混凝土板的質量、芯樣是否滿足相關標準厚度及基層是否完整等條件[3]。

3.3 大體積混凝土裂縫調查結果

針對相關芯樣檢查得出相關結果：

1)發生水泥混凝土表面的裂縫的原因主要是板面的建筑質量較差;2)相關取芯表面出現裂縫的原因與基層的完整性沒有相關性，出現裂縫現象的基層完整，同時未出現裂縫的基層未必完整；3)通過縱向取樣結果判斷，其下方基層大部分出現裂縫現象；4)部分施工單位在施工時未按照嚴格設計要求進行建筑，進而導致出現裂縫現象。

3.4 大體積混凝土裂縫原因分析

在隧道水泥混凝土出現裂縫的原因研究中，導致原因較為復雜。從本事例中來看，主要原因是存在切縫不及時現象。施工人員在施工過程中進行橫向與縱向切縫時由于順序的原因，出現部分切縫不及時的現象。下承層存在缺陷，基層、底部基巖存在松散現象，基底滲水現象嚴重，在排水及車輛負載的作用下，使裂縫的形成加速產生。同時，施工人員在施工中未按照嚴格的規定進行施工，同樣會使建筑表面出現裂縫現象。混凝土與基層的連接各不相同，混凝土內部應力狀況也不相同，因沒有按照要求進行滑動封層的設計，導致隧道裂縫的出現。水泥混凝土的養護不到位，由于忽視對水泥混凝土路面的養護造成溫度收縮和干縮裂縫的出現，造成過早的出現裂縫現象。干濕變化較大，出現裂縫地段的地下水較為豐富，導致隧道內裂縫出現[4]。

3.5 針對大體積混凝土裂縫處理措施與建議

根據本文中相關事件的分析，水泥混凝土的裂縫修補有不同的方法和處理辦法，例如使用化學壓力灌漿表面處理法、填充密實法等都可以進行裂縫修補。具體修補措施步驟如下：

1)首先施工單位應嚴格按照要求進行施工，當混凝土板出現斷裂時，使用完整的板進行修補；2)當發現混凝土水泥板的基底滲水較多，應及時抽取滲水，并對滲水現象進行分析，然后進行滲水溝的挖取，放入飲水管進行滲水的排除；3)對未出現裂縫的地方進行常規檢查，根據不合格的地方進行返工處理；4)對水泥混凝土的管理應加強，及時針對問題進行處理；5)對施工的人員嚴格要求，確保施工工程質量；6)督促施工單位完善質量保證體系,落實質量責任制,按照規定要求加強對原材料、實體工程質量的自檢工作；嚴格各工序質量檢查，對關鍵工序制定有效的質保措施，嚴格按批準的施工方案施工。

4 結語

根據上述內容得出，我國經濟建設的不斷發展，建筑的質量越來越受到人們的關注。混凝土建筑在施工前，相關部門應給予全面完整的設計標準，實際施工時，工人應嚴格按照相關標準進行施工，打造高質量高標準的施工理念，減少裂縫的出現。使建筑工程的質量得到有效的保證，使車輛行使更加安全。

參考文獻：

[1] 顧玉星,伊志強.港口與航道工程大體積混凝土施工裂縫控制研究[J].工程技術(全文版),2017(1):303.

[2] 李延孝.淺析水利大體積混凝土工程的施工技術及其裂縫控制[J].工程技術(引文版),2016(4):200.

[3] 折栓柱.大體積混凝土施工中溫度應力與防止裂縫控制技術研究[J].工程技術(全文版),2016(11):110.

[4] 張紅艷,廖 斌.淺論現代建筑大體積混凝土工程的裂縫及其控制技術要點[J].建筑工程技術與設計,2016(36)：78.