建筑工程施工中大體積混凝土裂縫控制技術

摘要：為解決大體積混凝土裂縫問題，以某地區建筑項目為例，設計針對大體積混凝土在施工中的裂縫控制技術。為確?；炷翉姸鹊燃夁_到C40標準，按照規范選擇混凝土制備原材料，設計建筑工程施工中大體積混凝土配合比。用φ25mm的鋼管作為冷卻水輸送裝置，將冷卻水排入管道中，調節冷卻水溫度，控制混凝土內外溫差過大。從濕度控制與溫度控制兩個方面，設計大體積混凝土養護施工，以實現對混凝土裂縫的控制。設計實例應用實驗，通過實踐證明：該方法可以有效控制混凝土在完成澆筑養護階段的內外溫差，以此種方式，降低作業面裂縫數量，提高混凝土澆筑施工質量。

關鍵詞：冷卻水；裂縫控制；養護控制；混凝土；大體積

0 " 引言

建筑工程項目施工中，大體積混凝土通常被應用在構筑物的底層結構，相比其他結構施工中所使用的材料，此類材料具有耗水量大、結構厚度大、對工程及環境要求較高等特點[1]。通常情況下，混凝土的水化熱度＞25℃，如施工中未及時采取有效的措施進行質量控制，便極易引起建筑結構的溫度變形。同時，當工程施工未采取適當穩定措施，會導致結構的抗拉強度值超出設計值，從而誘發裂縫病害。

大體積混凝土出現裂縫，不僅會影響建筑結構的綜合性能，還會導致建筑出現失穩等安全隱患。為解決此方面問題，工程方提出了多種針對混凝土建筑結構的專項施工方案，但顯而易見的是現有方案在實際應用中均難以達到預期效果。因此，本文將以某地區建筑項目為例，設計針對大體積混凝土在施工中的裂縫控制技術，旨在通過此種方式，合理、有效控制裂縫的產生。

1 " 裂縫類型及產生原因

為實現對裂縫的規范化處理，應在開展相關研究前，明確裂縫的類型與產生原因。

1.1 " 收縮裂縫

此類裂縫的分布具有不均勻性，整體呈網格狀，裂縫數量相對較少，分為表面裂縫和貫穿裂縫，對建筑物結構的性能影響較大。在混凝土成形4天后，由于結構的抗拉強度下降，會導致其發生開裂。在收縮期，由于其內部的熱量持續釋放，會出現混凝土出現溫度梯度收縮，誘發局部變形，嚴重情況下還會使主體結構出現斷面。

1.2 " 結構干縮開裂

造成混凝土干縮的原因較多，包括水泥摻入量不合理、水灰比設計不科學等，此種現象會導致結構發生較大的形變。

1.3 " 溫差裂縫

澆筑完畢后，混凝土發生水化熱釋放行為，內部溫度發生積聚，外表面無法迅速散熱，降低結構的熱傳導性能，從而出現由溫差導致開裂問題[2]。

2 " 工程概況

為確保裂縫控制施工可以達到預期的效果，在開展相關研究前，與工程施工方進行技術交底，掌握與此項目相關的概況信息。

該建筑為超高層建筑，地上建筑結構的層數為30，地下建筑結構的層數為2，建筑整體為現澆結構。對應建筑的高度約為109m，底部基礎結構的面積為35m×35m×1.9m

（長×寬×高），設計混凝的強度等級為C40。

為避免設計結構在投入使用后出現滲漏問題，提高主體結構的抗滲性與穩定性，設計結構抗滲標號為S8，對應的混凝土單次澆筑量為2.5×103m3。同時，為提高結構的穩定性，將此建筑的底板配筋為雙向鋼筋網，按照規范鋪設4層。上部與下部兩層（第一層與第四層）的鋼筋網標號均為φ22@25，中間兩層（第二層與第三層）的鋼筋網標號為φ14@200，建筑綜合配筋率為0.45%。

該建筑具有體積大、強度要求高、現場施工條件復雜等特點，為滿足合同中要求的工程質量，工程方決定使用一次澆筑的方式施工，并在施工中采取多種技術手段，進行澆筑施工中混凝土結構裂縫的控制。

3 " 裂縫控制技術

3.1 " 合理設計大體積混凝土配合比

為實現對混凝土工程的規范化施工，在開展相關研究前，應根據相關工作的具體需求，設計大體積混凝土在澆筑施工中的配合比。

為確保制備混凝土可以達到質量要求，在選用水泥時，進行水泥收縮性的綜合評估，并控制水泥材料的投入使用量[3]。如選用的水泥質量不達標，或水泥投入量出現過量的現象，會加劇混凝土在澆筑施工中的水化熱反應，加大混凝土裂紋的出現概率。反之，如果水泥投入量過少，不僅無法保證制備混凝土的強度，還會對建筑主體結構的安全性與品質造成負面影響[4]。

除水泥材料的選擇，集料的選取也十分重要，通常選用具有較小彈性模量及膨脹系數的集料，以達到小孔隙度，從而降低大體積混凝土開裂的概率[5]。在此基礎上，選用適量的減水劑摻入制備材料中，減少混凝土施工中單位面積耗水量，控制混凝土溫度下降速度，減小混凝土外表面與內部結構之間的溫度差。

為確?；炷翉姸鹊燃夁_到C40標準，按照表1所示比例，設計混凝土配合比。

3.2 " 合理調節冷卻水溫度

施工過程中，混凝土出現裂縫的大部分原因是其內部外溫度與外部溫度之間的差值過大，為降低溫差對裂縫的影響，優化施工效果，應做好在施工中冷卻水溫度的調節[6]。

在此過程中，用φ25mm的鋼管作為冷卻水輸送裝置，將冷卻水排入管道中。在安裝管道時，要確保支架和鋼筋框架兩者處于相對穩定狀態，避免在澆筑過程中出現管道變形、脫落等問題。

在混凝土初凝后，可以利用冷卻水對其進行降溫處理，避免混凝土在初凝環節出現內外溫差過大而產生開裂的現象。當混凝土結構內外溫度lt;25℃時，可以讓冷卻水流向邊緣部位[7]。

在此基礎上，在混凝土的中央部位設有進水口，可在各層之間布置多個不同的冷冷管，通過調節冷卻水的流量，實現對混凝土內部的冷卻，避免結構出現裂紋。

3.3 " 科學養護

在上述設計內容的基礎上，應優化混凝土澆筑施工后的養護，根據相關工作的具體需求，將混凝土養護劃分為兩個環節，分別為濕度控制與溫度控制兩個方面。前者是指利用噴水噴射的方法，控制由于混凝土表面嚴重脫水而產生的干縮開裂。后者是指通過對混凝土溫度的調控，進行裂縫的集中監測。

在混凝土冷卻階段，混凝土彈性模量快速增加，受地基限制，如果冷卻速度過快，混凝土內部會出現很大的張應力。超過其極限時，會出現結構開裂，造成破壞。針對上述現象，可通過對混凝土澆注后及時覆蓋保溫材料、晚拆模板等養護措施，適當控制混凝土結構的內外溫差和冷卻速度，有效防止開裂現象。

施工中，可使用厚度為18mm的木質模板進行澆筑結構的覆蓋。為深化設計效果，可利用木質模板的良好隔熱性能，采用在其模板外面加設塑料膜的方式進行主體結構保溫設計[8]。混凝土澆注后12h，用塑料膜覆蓋裸露表面，用水濕潤，再鋪上草墊子，進行全封閉養護。后期拆除模板，養護期14d，在此過程中，要一直噴灑水分，并在膜下澆透。按照上述方式，實現在養護階段對其裂縫的有效控制。

4 " 控制效果驗收

完成上述設計后，為實現對該方法在實際應用中裂縫控制效果的檢驗，將上文提出的工程項目作為參照，按照本文設計的施工方案，對該工程項目展開施工。施工過程中，先設計建筑工程施工中大體積混凝土配合比，再在施工中進行冷卻水溫度的調節，根據工程項目施工質量要求，設計混凝土的澆筑控制與養護控制。

4.1 " 測點與傳感器布設

完成施工后，在現場布置作業面測點，要求每個作業面至少布置8個測點，測點分布需要具有一定的均勻性。在此基礎上，選用HYPY-III型無線溫度傳感器作為此次實驗的測溫裝置，將無線溫度傳感器的測溫接頭與澆筑結構中的鋼筋進行連接，使用PVC管將測溫裝置外套上的金屬材料進行絕緣固定。

4.2 " 混凝土內外溫差監測

按照上述方式，完成現場混凝土澆筑施工后的測溫布置。作業面施工進入養護階段后，使用測溫裝置，實時記錄混凝土養護階段其外表面溫度變化、內部溫度變化與大氣環境溫度變化。監測過程中，將混凝土施工規范等相關文件作為參照，明確在養護階段，混凝土外表面溫度變化與內部溫度變化的實時溫度差應控制在30℃范圍內，否則將出現結構裂縫。按照上述標準，統計監測過程中的實驗結果，如圖1所示。

從圖1所示的實驗結果可以看出，在混凝土養護期內，內外溫差均在30℃范圍內，說明混凝土內外溫差未超過設計標準，不會出現由于溫差造成的結構裂縫。同時，混凝土外表面溫度與內部溫度的下降速度相對勻速，養護階段的混凝土各項指標符合質量控制要求。

4.3 " 作業面裂縫數量統計

在此基礎上，安排施工現場質量驗收技術人員進行作業面裂縫的統計，其結果如表2所示。

根據上述表2所示的實驗結果可以看出，所有作業面中只存在一條裂縫。安排技術人員進行此裂縫的現場勘驗，經過綜合勘驗與檢測后發現，此條裂縫為表面裂縫，即該裂縫不會影響到建筑工程項目主體結構在投入使用后的安全性。

在完成上述設計后，得到如下所示的結論：本文此次研究的裂縫控制技術在實際應用中的效果良好，該方法可以有效控制混凝土在完成澆筑養護階段的內外溫差，以此種方式，降低作業面裂縫數量，提高混凝土澆筑施工質量。

5 " 結束語

本文以某建筑工程開發項目為例，通過設計建筑工程施工中大體積混凝土配合比、冷卻水溫度調節、大體積混凝土澆筑與養護控制，完成了針對大體積混凝土在施工中的裂縫控制技術研究。

為實現對該方法在實際應用中裂縫控制效果的檢驗，設計實例應用實驗。實驗結果證明，該方法可以有效控制混凝土在完成澆筑養護階段的內外溫差，降低作業面裂縫數量，提高混凝土澆筑施工質量。在后續混凝土澆筑工程項目的施工中，可嘗試使用本文設計的方法，對施工中的混凝土裂縫進行控制，以全面提升房屋建筑工程的質量。

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