建筑工程大體積混凝土施工裂縫控制措施

陳正林

摘? ? 要：現(xiàn)代建筑中時常要涉及大體積混凝土的施工，尤其是在高層建筑和大型水電站中體現(xiàn)的更為明顯。大體積混凝土與普通混凝土不同，這些不同點既表現(xiàn)在體積、厚度等方面，又表現(xiàn)在大體積混凝土在經(jīng)過水化熱之后，由于內(nèi)部溫度沒有表面上的溫度散熱速度快，由此造成了內(nèi)外部溫差，產(chǎn)生裂縫。裂縫是必然存在的，但怎樣把裂縫降到最低程度是研究者們需要解決的重點課題。

關(guān)鍵詞：建筑工程;大體積混凝土;施工;裂縫控制

1? 前言

當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢下，建筑行業(yè)不斷發(fā)展進(jìn)步，高層建筑和超高層建筑不斷涌現(xiàn)建筑施工技術(shù)也不斷完善，現(xiàn)代化的施工設(shè)施與設(shè)備逐漸被廣泛應(yīng)用于工程項目建設(shè)過程中。大體積混凝土結(jié)構(gòu)是當(dāng)前高層建筑的主要基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式，但就實際施工情況來看，大體積混凝土結(jié)構(gòu)受到水泥水化熱作用或內(nèi)外溫度差異等因素的影響，極易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫，嚴(yán)重影響工程項目整體建設(shè)質(zhì)量。為降低裂縫的發(fā)生幾率，提高大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，加大力度探討大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的預(yù)防與控制措施是非常必要的。

2? 建筑工程大體積混凝土施工裂縫問題成因分析

2.1? ?施工操作不當(dāng)導(dǎo)致的大體積混凝土施工裂縫問題

施工不當(dāng)是導(dǎo)致建筑工程大體積混凝土施工裂縫問題產(chǎn)生的直接因素，在工程建設(shè)環(huán)節(jié)施工人員未能遵照施工規(guī)定進(jìn)行施工，使得施工設(shè)計方案不能有效落實，大體積混凝土工程質(zhì)量往往難以保證。現(xiàn)階段，突出的施工不當(dāng)行為是過載與載荷擾動。部分施工人員在工期壓力下，在混凝土澆筑完成整體強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的情況下，強(qiáng)行施工，在大體積混凝土結(jié)構(gòu)上部架設(shè)鋼管、鋼筋結(jié)構(gòu)，這使得外部載荷對混凝土結(jié)構(gòu)形成了較大的載荷擾動。同時，在施工過程中，施工人員對于部分應(yīng)力脆弱部位的踩踏也極易形成載荷擾動，進(jìn)而出現(xiàn)脆性破壞裂縫。

2.2? 混凝土收縮變形導(dǎo)致的大體積混凝土施工裂縫問題

混凝土材料的穩(wěn)定性與均勻性是控制大體積混凝土施工收縮形變的關(guān)鍵要素，在材料選用與水灰比控制不當(dāng)?shù)那闆r下，大體積混凝土將出現(xiàn)明顯的收縮差異，進(jìn)而形成裂縫問題。首先，大體積混凝土施工中使用的不同型號水泥在配置攪拌成型的過程中存在不同的收縮性，當(dāng)材料收縮性能與大體積混凝土工程結(jié)構(gòu)應(yīng)力需求不匹配是就會產(chǎn)生收縮裂縫;其次，在混凝土澆筑成型過程中，在外界環(huán)境溫度、風(fēng)以及混凝土內(nèi)部水化反應(yīng)的作用下，材料內(nèi)部水分下降會產(chǎn)生收縮效應(yīng)，進(jìn)而出現(xiàn)收縮形變，在收縮應(yīng)力超過混凝土剛度水平時出現(xiàn)相應(yīng)收縮裂縫。

2.3? 環(huán)境溫差導(dǎo)致的的大體積混凝土施工裂縫問題

建筑工程大體積混凝土結(jié)構(gòu)體量較大，固化成型過程中產(chǎn)生了熱量較多，這部分熱量通過自然傳導(dǎo)不能迅速的釋放到結(jié)構(gòu)之外，會形成大體積混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部熱量聚集的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)部與表明的溫差過大問題。一般而言，建筑工程大體積混凝土澆筑2d后，其內(nèi)外溫差水平達(dá)到峰值，溫度差異形成的結(jié)構(gòu)形變最大。在溫差超過25℃后，大體積混凝土結(jié)構(gòu)就會形成溫度裂縫，該裂縫問題往往是貫通性的，對于建筑結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量的危害巨大。

3? 建筑工程大體積混凝土施工裂縫控制措施研究

3.1? 大體積混凝土配比

水泥型號與混凝土水化熱量水平直接相關(guān)，為了降低溫度應(yīng)力形成裂縫的幾率，在混凝土配比過程中應(yīng)選擇低水化熱型號水泥，對結(jié)構(gòu)內(nèi)部熱量聚集進(jìn)行控制，可優(yōu)選低熱礦渣硅酸鹽、中熱硅酸鹽等類型的水泥，同時在滿足設(shè)計水灰比的前提下降低水泥用量;細(xì)骨料則應(yīng)優(yōu)選2區(qū)中砂，從而減少水及水泥的用量;粗骨料則應(yīng)優(yōu)選5mm～20mm連續(xù)級配石子，對混凝土材料收縮形變進(jìn)行控制;摻合料使用可選擇添加粉煤灰，降低水化熱，增加混凝土和易性，提升整體剛度水平，延遲溫度升高峰值出現(xiàn)時間;使用材料添加劑，如減水劑、膨脹劑等，降低混凝土材料收縮應(yīng)力水平，強(qiáng)化大體積混凝土抗裂性能。

3.2? 大體積混凝土溫度及工藝控制

（1）溫度控制。在大體積混凝土施工過程中，應(yīng)對溫度進(jìn)行連續(xù)測量，合理設(shè)置溫度測點，對混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外部、保溫材料、養(yǎng)護(hù)水等溫度條件進(jìn)行測量，并將溫度測量結(jié)果進(jìn)行記錄匯總，通過數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進(jìn)行處理。大體積混凝土溫度測量數(shù)據(jù)應(yīng)全面完善，中心測點以及表層測點位置分布應(yīng)完全覆蓋混凝土結(jié)構(gòu)，測量信息完整連續(xù)，能夠充分體現(xiàn)結(jié)構(gòu)溫度特征，從而為溫度控制工作提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，抑制溫度裂縫溫度的產(chǎn)生。在大體積混凝土澆筑分層中假設(shè)薄壁冷卻水管，根據(jù)溫度測量數(shù)據(jù)安排冷卻降溫，冷卻水管使用前進(jìn)行試水，保證溫度控制的有效性。為反映溫控效果可在少數(shù)混凝土層中埋設(shè)應(yīng)變計進(jìn)行溫度應(yīng)力檢測，應(yīng)變計沿水平方向布置檢測水平方向應(yīng)力分量。

（2）工藝控制。大體積混凝土施工環(huán)節(jié)中，控制裂縫問題的關(guān)鍵在于溫差梯度控制，在進(jìn)行混凝土澆筑施工前，應(yīng)根據(jù)工程實際情況進(jìn)行施工組織設(shè)計，全面計算安排結(jié)構(gòu)劃分、澆筑次序、砼材料流向、澆筑參數(shù)、工序銜接等內(nèi)容;澆筑過程對混凝土溫度進(jìn)行全面控制，嚴(yán)格控制振搗時間，移動距離和插入深度，保證振搗密實，嚴(yán)防漏振和過振，確保混凝土均勻密實;澆筑后對大體積混凝土表面較厚的水泥漿進(jìn)行必要的處理，一般澆筑后3-4內(nèi)初步用木長刮尺刮平，初凝前用鐵滾筒碾壓2遍，再用木抹子搓平壓實，以控制表面龜裂;混凝土澆灌完后，立即采取有效的保溫措施并按規(guī)定覆蓋養(yǎng)護(hù)。

3.3? 大體積混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計

（1）在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)對大體積混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理設(shè)置，在保證工程建設(shè)需求與質(zhì)量基礎(chǔ)的前提下，降低工程體量，降低整體水化熱水平。例如，對于部分非關(guān)鍵應(yīng)力結(jié)構(gòu)部分可挖空部分混凝土體積，優(yōu)化完善基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工土方壓重方案，為建筑工程提供必要的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性支持，從而減少混凝土結(jié)構(gòu)體積。

（2）研究表明，溫度應(yīng)力作用依賴于結(jié)構(gòu)邊界層對建筑結(jié)構(gòu)施加載荷作用，因此在大體積混凝土工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)重視邊界約束條件的優(yōu)化，在溫度應(yīng)力影響作用明顯的地質(zhì)條件下，應(yīng)針對混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)置滑動層，以此削弱溫度應(yīng)力約束作用施加的載荷，避免載荷過大形成的裂縫問題。

（3）還應(yīng)重視合理有益作用，可采取增配構(gòu)造鋼筋。配筋應(yīng)盡可能采用小直徑、小間距，全截面含筋率控制在0.3%-0.5%之間.在混凝土表面增設(shè)金擴(kuò)張網(wǎng)等有效措施，有效地提高混凝土抗裂性能。

4? 結(jié)語

總之，作為建筑工程當(dāng)中的重要內(nèi)容的混凝土施工，也是保障建筑工程質(zhì)量的重要內(nèi)容，一旦混凝土施工品質(zhì)比較高，直接對建筑工程后期運作有影響，所以，保證混凝土施工效果有非常關(guān)鍵的作用。實際情況下，我國混凝土施工技術(shù)雖然有了不小的進(jìn)步，同時起到了一定作用，可是因為受到人為因素和外部客觀因素影響，還是存在不少的問題，大部分大體積混凝土都存在著一定的裂縫危害，可是如果裂縫繼續(xù)發(fā)展就直接對建筑工程的安全和穩(wěn)定性帶來影響。所以，施工單位需要加強(qiáng)監(jiān)督管理，對各個環(huán)節(jié)的操作品質(zhì)嚴(yán)格控制，及時處理存在的問題，這樣更好的保證建筑工程的品質(zhì)。

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