一次不當養護造成的混凝土表面裂縫

王彥闖，程建民

（山西一建集團有限公司，山西 侯馬 043004）

一次不當養護造成的混凝土表面裂縫

王彥闖，程建民

（山西一建集團有限公司，山西 侯馬 043004）

本文通過對一起因混凝土結構內部溫度與表面養護用水溫度溫差過大，造成混凝土筏板基礎表面裂縫的案例分析，提出了混凝土裂縫產生的原因、處理方法和今后的預防措施。

不當養護；溫差；裂縫；混凝土抗拉強度

隨著國家建設大規模的發展，土地資源越來越緊張，高層和超高層的住宅和商業用房也越來越多。高層建筑的基礎全部都是大體積混凝土，而大體積混凝土的裂縫控制問題不可避免地擺在我們面前。嚴格地講，大體積混凝土的裂縫要從多方面控制，從制定大體積混凝土施工方案，到原材料、混凝土攪拌、運輸、澆筑施工工藝，澆筑后的結構實體測溫、養護等一系列環節都不可忽視。但一般來講，大家對大體積混凝土的原材料、混凝土的攪拌、運輸和施工等環節都很重視。但等大體積混凝土施工結束，對其養護就不那么重視了，加之一些管理人員和操作工人，對混凝土養護的重要性和如何養護不太了解。因此，澆筑后不養護或因養護不當造成的混凝土裂縫，占現有混凝土裂縫的比例越來越多。筆者曾經歷過一起因混凝土養護不當引起的混凝土筏板基礎表面裂縫的案例。

1 工程概況

某高層住宅樓、地下一層、地上三十層、基礎形式為樁筏基礎，鋼筋混凝土灌注樁，樁徑 800mm，樁長 36m，混凝土強度等級 C30；筏板基礎厚度 1.5m，平面尺寸 80.2m× 22m，鋼筋為雙排雙向布置，鋼筋間距 150mm×150mm，直徑 25mm，筏板底部鋼筋混凝土保護層厚度為 40mm，上部保護層厚度為 20mm，混凝土強度等級 C30，抗滲等級 P6，混凝土用量約 2650m3，根據 GB 50496—2009《大體積混凝土施工規范》中關于大體積混凝土的定義，該筏板基礎為大體積混凝土。

該工程位于山西雁北地區某市，筏板基礎施工期為 4 月中旬，該地區春季風大、氣候干燥、沙塵天氣較多，空氣濕度僅為 10%～20%，氣溫偏低。施工前編制了大體積混凝土施工方案：為保證混凝土澆筑質量，考慮到基礎鋼筋間距較大，要求該筏板基礎所使用商品混凝土坍落度控制在150～180mm。施工時隨時抽查坍落度，確保混凝土坍落度在可控制范圍內。混凝土澆筑完畢后，進行抹面，然后覆蓋塑料薄膜，進行保濕養護，以避免混凝土表面因失水產生塑性及干縮裂縫。

2 裂縫產生經過、原因分析及處理

該筏板基礎混凝土于 2013 年 4 月 17 日下午 3 點開始澆筑，4 月 18 日晚 10 點混凝土澆筑完畢，澆筑完抹面找平后覆蓋塑料薄膜。由于工期緊，4 月 19 日早上 8 點上班，操作工人看到混凝土表面硬化，踩上去無腳印，即將塑料薄膜揭開，準備放線，進入下一道工序。他們認為，揭開塑料薄膜后，在混凝土表面澆水，也可達到與塑料薄膜相同的養護效果，于是他們采取了澆水養護的方法，當水澆到混凝土表面5 分鐘左右后，混凝土表面出現了裂縫，該裂縫為有規律的裂縫，全部為沿著上排鋼筋走向開裂，呈網格狀分布，也就是通常所說的順筋裂縫（見圖1）。

圖1 混凝土表面裂縫

當時監理人員正好巡查到此（該片區域澆筑時間 18 日凌晨 5 點左右），發現混凝土出現了裂縫，立即叫停了澆水。經現場觀測，裂縫產生區域有 5m×12m大小的范圍，裂縫寬度大約在 0.1mm 左右，最寬處未超過0.2mm。

針對以上問題，相關人員在現場召開了有監理、施工單位、攪拌站等相關單位技術人員參加的裂縫原因分析會。經查相關規范和資料，根據《筏板基礎大體積混凝土施工方案》中的熱工計算得出，該大體積混凝土中心溫度 51℃，表面溫度 32℃，測溫孔分三層設置，分別位于筏板基礎的上表面下和底面上 100mm 及筏板中部，共計 20 個測溫點。根據測溫記錄 20 個點中，取其中溫差最大的一個點數據看，底層溫度 56℃，中間層溫度 60℃，表層溫度 36℃，內外最大溫差 24℃，小于 GB 50496—2009《大體積混凝土施工規范》中“混凝土澆筑塊體的里表溫差不宜大于 25℃”的規定。查當天氣象記錄，大氣最高溫度 12℃，最低溫度 4℃，現場設一鐵皮蓄水箱存放施工用水，上午 9 點測水溫為 7℃，混凝土強度因未壓試塊，強度不詳，考慮到大體積混凝土水化熱大，強度增長快及攪拌站提供的混凝土強度增長規律等因素，估計當時混凝土強度約為 5～7MPa。綜合上述情況分析，原因如下：

（1）未按《筏板基礎大體積混凝土施工方案》要求，違規作業。

TB 10424—2010《鐵路混凝土工程施工質量驗收標準》第 4.6.9 條明確提出：“……混凝土養護用水與混凝土結構表面溫度之差不得大于 15℃。”就是考慮防止溫差過大使混凝土收縮過大，導致出現裂縫。筏板基礎混凝土裂縫出現的原因就是由于操作工人片面認為混凝土的養護方法就是澆水養護，而不知道應根據不同的結構形式和環境采用不同的養護方法，如常溫施工的一般混凝土結構需要保濕養護，冬期施工的混凝土結構需要保溫養護，而大體積混凝土則不但要保濕養護，更重要的是要考慮溫差對混凝土結構的影響，以避免大體積混凝土因內外溫差過大而導致結構出現裂縫。

（2）混凝土抗拉強度低。

大體積混凝土為降低和延緩水泥水化熱的峰值，摻入了緩凝劑，使初凝控制在 8～12 小時，雖然終凝后，由于大體積混凝土水化熱大，對混凝土強度產生了加速養護的效果，但即使增長，其一天抗壓強度能達到 20% 左右設計強度即 6MPa，而混凝土抗拉強度約為抗壓強度的十分之一僅為0.6MPa 左右，抗拉強度很低，將溫差接近 30℃ 的冷水澆到混凝土表面，混凝土表面將會產生較大收縮，而筏板基礎的上排鋼筋混凝土保護層厚度為 20mm，是混凝土抗拉最薄弱的部位，一旦這些部位混凝土的收縮應力大于混凝土的抗拉強度，混凝土就產了收縮裂縫。從圖1 看，該部位混凝土裂縫出現的就是有規則的順筋裂縫。

該裂縫出現后，經過分析研究，認為混凝土裂縫寬度較小，且混凝土的水化反應也正在持續中，如果采取措施得當，這些裂縫有可能愈合。故決定采取在筏板基礎裂縫表面撒水泥，用笤帚反復掃，使水泥盡可能滲入裂縫中，然后用噴壺噴灑溫水，最后表面覆蓋塑料薄膜，保濕養護。一年后工作人員進行了多次詳細的觀察，未發現裂縫，說明裂縫已經愈合（見圖2）。

圖2 處理后的混凝土表面

3 小結

此次筏板基礎混凝土裂縫的出現是不應該發生的事情，是操作工人違反操作規程，在混凝土強度未達到規定之前，為搶工期、擅自改變養護方式造成的。它也從深層次的反映了兩個問題：一是管理人員管理不到位，工人違規操作無人及時制止；二是包括有些管理人員在內，缺乏對混凝土如何合理養護的知識。這也從另一個角度對我們提出了一個工作重點，如何加強對現場施工人員、特別是管理人員的培訓，在每個工程開工之前，應由技術負責人根據工程特點對相關人員進行專業培訓，使他們知道本工程應該注意的要點，避免發生不應該出現的問題，使項目管理人員對施工中出現違規操作可以及時制止，把問題消滅在萌芽狀中。

[1] GB 50496—2009．大體積混凝土施工規范[S]．

[2] GB 50010—2010 ．鋼筋混凝土結構設計規范[S]．

[3] TB 10424—2010 ．鐵路混凝土工程施工質量驗收標準[S].

［通訊地址］山西省侯馬市建工路 1 號山西一建集團侯馬總部 （043004）

表3 河砂與機制砂對混凝土工作性的影響

4 結語

機制砂的加入要達到天然中砂混凝土的狀態需要明顯增大減水劑的用量，但不影響混凝土強度的增長，并且強度較天然中砂混凝土略有提高。機制砂的加入混凝土的可泵性略微變差，但完全能夠滿足泵送要求。

參考文獻

[1] 陳欣聲．機制砂在商品混凝土中的應用[J]．工程機械，2004,35(11): 74-76．

[2] 徐建，蔡基偉，王稷良等．人工砂與人工砂混凝土的研究現狀[J]．國外建材科技，2004,25(3): 20-24．

[3] 江京平．人工砂在高性能混凝土中的應用及技術指標探討[J]．新型建筑材料，2001,(5): 29-31．

［作者簡介］孫璐（1938—），男，山東濟南人，工程師，主要從事混凝土外加劑生產和銷售方面的工作。

［通訊地址］山東省濟南市槐蔭區凱旋新城東區 7 號樓 1803室（250022）

王彥闖（1982—），男，大學本科，工程師，主要從事現場施工管理。