大體積混凝土裂縫控制及治理技術(shù)措施

翟慶堂

（大慶油田房地產(chǎn)開發(fā)有限公司威海分公司，黑龍江 大慶 165300）

在實際工作中經(jīng)常遇到大體積混凝土。例如厚大的混凝土底板，深梁，厚大的樁基承臺；巨型柱，高層建筑的轉(zhuǎn)換梁或板，防輻射結(jié)構(gòu)。這些大體積混凝土在澆筑時容易產(chǎn)生混凝土變形開裂。在實際工作中通過典型的案例分析，查閱相關(guān)文獻資料分析出了大體積混凝土在施工中產(chǎn)生裂縫的主要原因，總結(jié)出了裂縫控制及治理的主要技術(shù)措施，供從事施工管理的技術(shù)人員參考借鑒。

混凝土裂縫裂縫按現(xiàn)象分為塑性收縮裂縫、凝縮裂縫、碳化收縮裂縫、干燥收縮裂縫、溫度裂縫、沉降裂縫、張拉裂縫、化學(xué)反應(yīng)裂縫、凍脹裂縫及其它施工裂縫。下面重點談?wù)劥篌w積混凝土在施工階段產(chǎn)生裂縫的原因及治理措施。

1 混凝土裂縫的三類原因

1.1 有外力荷載的直接應(yīng)力（即常規(guī)計算的主要應(yīng)力）引起的裂縫

1.2 有結(jié)構(gòu)的次應(yīng)力（計算未考慮到的結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力）引起的裂縫

1.3 由變形變化（溫度、收縮、不均勻沉降等）引起的裂縫

大體積混凝土的裂縫多由上述第三種原因引起。大體積混凝土在施工中產(chǎn)生裂縫的主要原因有水泥的水化熱使混凝土產(chǎn)生的溫度變形：混凝土凝結(jié)硬化過程中的收縮。

2 大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工階段產(chǎn)生裂縫的主要原因

2.1 水泥水化熱

水化熱引起的絕熱升溫：與混凝土單位體積內(nèi)的水泥用量和水泥品種有關(guān)，并隨混凝土的齡期按指數(shù)關(guān)系增長，一般10天左右達到最終絕熱升溫。但由于結(jié)構(gòu)自然散熱，實際混凝土內(nèi)部的最高溫度，大約 發(fā)生在混凝土澆筑后3-5天。

2.2 外界氣溫變化

混凝凝土的內(nèi)部=澆注溫度+水化熱絕熱升溫-結(jié)構(gòu)散熱降溫。

外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也愈高；如外界氣溫下降，會增加混凝土的降溫幅度。特別是氣溫驟降時，會增加混凝土內(nèi)外的溫度梯度，對大體積混凝土極為不利。

2.3 混凝土的收縮變形

大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制，除進行計算做到事先控制外，在施工過程中采取有效的施工措施也極為重要。這些都要求：施工中應(yīng)進行溫度監(jiān)測。

3 針對裂縫產(chǎn)生的原因在大體積混凝土施工時應(yīng)采取以下技術(shù)措施

3.1 控制混凝土升溫

3.1.1 選擇中低水化熱的水泥品種；如32.5級和42.5級礦渣硅酸鹽水泥。

3.1.2 利用混凝土后期強度：指用45天、60天或90天強度替代28天強度作為混凝土設(shè)計強度，可減少水泥用量。

3.1.3 摻加木鈣減水劑；摻入水泥用量0.25%的木質(zhì)素磺酸鈣，可減少約10%的水泥用量。

3.1.4 摻加粉煤灰外摻料；粉煤灰顆粒呈細(xì)微小球型，且有一定活性，可替代部分水泥，改善混凝土的流動性。

3.1.5 粗細(xì)骨料選擇；石子應(yīng)選擇用粒徑大、及配好、針、片狀顆粒少的石子；砂宜用中粗砂。可減少水用量和水泥用量。（從而可降低混凝土升溫、減少混凝土收縮）

3.1.6 控制混凝土的出機溫度和澆注溫度。可降低混凝土升溫，減少混凝土內(nèi)外溫差。對混凝土的出機的溫度影響最大的是石子和水的溫度；澆注溫度是混凝土澆注完成后的溫度（40度以下為宜）。

2延緩混凝土降溫速率可以減小混凝土內(nèi)外溫差，防止混凝土表面裂縫。采用的方法有保濕養(yǎng)護、蓄水養(yǎng)護、拆模后及時回填土等。

3 減少混凝土收縮、提高混凝土的極限拉伸值

3.1 改變混凝土材料和配合比質(zhì)量；主要是水泥用量、骨料品種和機配、水灰比、骨料含量等。

3.2 改善混凝土施工工藝和施工質(zhì)量：

混凝土澆注后的“二次振搗”。以增加混凝土、混凝土與鋼筋混凝土的密實性，抗壓強度可提高約10～20%，從而提高混凝土抗裂性；混凝土攪拌的“二次投料砂漿裹石或凈漿裹石工藝”。防止水分集中在石子表面形成水膜，抗壓強度提高約10%，從而也提高了混凝土的極限拉伸值。大體積混凝土在施工中容易產(chǎn)生裂縫，除了采用以上技術(shù)措施外，還應(yīng)該改善構(gòu)件邊界條件和構(gòu)造設(shè)計。特別應(yīng)該注意的是大體積混凝土施工過程中應(yīng)隨時掌握混凝土內(nèi)部溫度、應(yīng)力變化，現(xiàn)場施工與環(huán)境情況的變化等。應(yīng)制定《現(xiàn)場控制方案》對大體積混凝土施工進行監(jiān)測。根據(jù)監(jiān)測信息，隨時調(diào)整施工方案，做到信息化施工。這樣就能夠控制大體積混凝土在施工過程中的裂縫。

4 混凝土構(gòu)件產(chǎn)生裂縫治理

4.1 裂縫治理原則

必須充分了解設(shè)計者的意圖和技術(shù)要求，嚴(yán)格遵循設(shè)計和施工規(guī)范的有關(guān)規(guī)定；應(yīng)認(rèn)真分析裂縫產(chǎn)生的原因和性質(zhì)，根據(jù)不同受力情況和使用要求，分別采取不同的治理方法；裂縫治理應(yīng)消除造成裂縫的因素，處理后應(yīng)能保證結(jié)構(gòu)原有的承載能力、整體性、耐久性以及防水、抗?jié)B、保溫、隔熱等建筑功能。處理時要考慮溫度、收縮應(yīng)力較長時間的影響，以避免處理后再出現(xiàn)新的裂縫；防止進一步損傷結(jié)構(gòu)和構(gòu)件，盡量避免大動大補，并盡可能保持原來建筑物的外觀；處理方法應(yīng)從實際出發(fā)，在安全可靠的基礎(chǔ)上。考慮技術(shù)和施工條件的可能性，力求施工簡單易行，安全可靠，經(jīng)濟合理。

4.2 裂縫治理的方法

混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，有的能破壞建筑結(jié)構(gòu)的整體性，從而降低了構(gòu)件的剛度，影響結(jié)構(gòu)承載力：有的雖然對承載力沒有多大影響，但會引起鋼筋的銹蝕，降低耐久性，或發(fā)生滲漏，影響使用。因此，應(yīng)根據(jù)裂縫發(fā)生的原因、性質(zhì)、大小、部位、結(jié)構(gòu)受力情況和使用要求，區(qū)別情況，及時認(rèn)真進行治理。一般常用的治理方法有以下幾種：

4.2.1 表面修補法

適用于對結(jié)構(gòu)承載力無影響的表面及深進的裂縫以及大面積細(xì)裂縫防滲漏水的處理。表面修補法又分為表面涂抹砂漿法；表面涂抹環(huán)氧膠泥（或粘貼環(huán)氧玻璃布）法；表面鑿槽嵌補法；表面貼條法；扒釘鉚合法

4.2.2 內(nèi)部修補法

適用對結(jié)構(gòu)整體性有影響，或有防水、防滲要求的裂縫修補。一般大體積混凝土構(gòu)筑物較寬較長裂縫的修補通常采用水泥灌漿法。水泥灌漿法的主要施工工序包括：（1）鉆孔；采用風(fēng)鉆或打眼機鉆孔，孔距1-1.5米，除淺孔采用騎縫孔外，一般鉆孔軸線與裂縫呈30-45度斜角。孔深應(yīng)穿過裂縫面0.5米以上，當(dāng)有兩排及兩排以上的孔時，宜交錯或呈梅花布置，但應(yīng)注意防止沿裂縫鉆孔。（2）沖洗；每條裂縫鉆孔完畢后，應(yīng)進行沖洗，其順序按豎向排列自上而下逐孔進行。（3）止?jié){及堵漏；縫面清洗干凈后，在裂縫表面用1:1-1:2水泥砂漿，或用環(huán)氧膠泥涂抹。（4）埋管；一般用直徑19-38mm、長1.5m的鋼管作灌漿管（鋼管上部加工絲扣）。安裝前應(yīng)在外壁裹上舊棉絮并用麻絲纏緊，然后旋入孔中。孔口管壁周圍的空隙可用舊棉絮或其它材料塞緊，并用水泥漿或硫磺砂漿封堵，以防冒漿或灌漿管從孔中脫出。（5）試水；用0.1-0.2MPa壓力水作滲水試驗。采取灌漿孔壓水、排氣孔排水的方法，檢查裂縫和管路暢通情況。然后關(guān)閉排氣孔，檢查止?jié){堵漏效果，并濕潤縫面，以利于粘結(jié)。（6）灌漿：應(yīng)采用425#以上普通水泥，細(xì)度要求6400孔/平方厘米篩孔，篩余量在2%以下。可使用2：1、1:1或0.5:1等幾種水灰比的水泥凈漿或1:0.54:0.3（水泥：粉煤灰：水）水泥粉煤灰漿。灌注壓力一般為0.3-0.5MPa壓完漿孔內(nèi)應(yīng)充滿灰漿，并填入濕凈砂用棒島實。每條裂縫應(yīng)按壓漿順序依次進行。當(dāng)出現(xiàn)大量滲漏情況時，應(yīng)立即停泵堵漏，然后再繼續(xù)壓漿。

4.2.3 結(jié)構(gòu)加固法

適用于對整體性、承載能力有較大影響的表面損壞嚴(yán)重的，表面、深進及貫穿性裂縫的加固處理。一般方法有圍套加固法；鋼箍加固法；預(yù)應(yīng)力加固法；粘貼加固法；噴漿加固法。

鋼筋混凝土構(gòu)件除了在施工階段產(chǎn)生裂縫外，因荷載變化、持久強度也能使混凝土構(gòu)件產(chǎn)生裂縫，構(gòu)件的裂縫寬度在規(guī)范容允許裂縫寬度內(nèi)不需要治理。混凝土裂縫的控制貫穿于設(shè)計、施工的過程中。特別在施工過程中控制由于溫度引起的混凝土的變形開裂尤為重要。

[1]全國一級建造師執(zhí)業(yè)資格考試用書編寫委員會編寫的《建筑工程管理與實務(wù)》

[2]建筑工業(yè)出版社出版的《建筑施工手冊》.

[3]建筑工業(yè)出版社出版的《建筑材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》