淺談高層建筑結構大體積混凝土施工質量的預防及控制

劉 余

河南四建股份有限公司（475000）

淺談高層建筑結構大體積混凝土施工質量的預防及控制

劉 余

河南四建股份有限公司（475000）

為了給人類提供更好的生活環境和工作條件，適應當今的社會發展狀況，逐步走向多功能、綜合用途的發展方向。房屋建筑作為人類生產、生活的基礎設施，其質量的重要性受到社會的廣泛關注。大體積混凝土的施工質量的控制和預防是很有必要的。下面我們對房屋建筑混凝土的質量易出現的問題進行深入的剖析，采取科學的管理手段及有效的質量控制措施，從而降低混凝土質量隱患而帶來的危險程度。

1 混凝土裂縫產生的原因

圖1 混凝土裂縫成因

1）混凝土自身的原因造成的影響:混凝土的原材料在配比過程中,砂石骨料、水泥及其他材料的配合比都有嚴格的比例。各種材料的比例不精確，拌合時間過短或過長，拌合后到澆筑時間間隔過長等都會影響混凝土的質量。過長的運輸時間、運輸路程會導致混凝土漏漿、失水、過多溫升、含氣量減少、坍落度損失等，從而使混凝土的溫度、含氣量、坍落度不能滿足設計的要求。拌合物的流動性差以及離析現象，會引起混凝土的密度、強度的降低，在密度小、強度低的薄弱處容易產生裂縫。如果水泥的用量過大，用水量大，水膠比大，砂率大等也會降低混凝土的耐受力。受潮水泥或溫度過高會造成非正常凝結;游離的CaO、游離的MgO、含堿量過高等都可能造成水泥非正常膨脹;使用的水泥、外加劑摻合料不當或匹配不當，外加劑、摻合料量過大等都是造成混凝土裂縫的重要原因。

2）施工過程中的工藝控制不當:由于大體積混凝土在建項目施工時，混凝土摻合料要攪拌均勻。在加水拌合后，水泥中的堿性物質與火星骨料中的火星SiO2等發生反應，析出膠狀堿。硅膠從周圍介質中吸水膨脹，體積增大三倍，從而使混凝土脹裂產生裂縫。同時，在混凝土的澆筑過程中，對混凝土進行澆搗時，混凝土內部水化熱過高等，澆搗不當會使混凝土的均勻性和密實性受到影響。其次，澆筑順序有誤，澆筑不均勻（震動趕漿、鋼筋過密）；砂石骨料、水泥等材料搗實不良，骨料下沉、沁水等造成混凝土強度過低而未及時糾正,就進行下一道工序；連續澆筑間隔時間過長，混凝土表層及間縫處理不當等從而引起裂縫的產生。

3）混凝土裂縫產生與環境條件及使用不當有關

房建工程混凝土的施工期間，外界溫度變化對混凝土裂縫的產生也有很大的影響。混凝土內部的溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫升和結構的散熱溫度等各種溫度疊加之和組成。若外界溫度下降過快，導致內外溫差的劇烈變化，造成很大的溫度應力，從而導致混凝土發生變形。等到溫度回升后，混凝土內部的冷凍情況有所緩解，不能進行很好的復位，因此形成裂縫。

其次，外界溫度對混凝土的裂縫的產生也有極大的影響。外界溫度的降低會加速混凝土的干縮程度，導致混凝土裂縫的產生。

4）混凝土澆筑完成后，沒有進行及時養護和表面工作。雨水、高低溫、溫度差變化幅度、風等因素都易導致混凝土的開裂。后期養護措施不當或養護初期遭受急劇干燥（日曬、大風）或凍害，大體積混凝土內部水化熱大，表面溫度和內部溫度差異過大等原因造成裂縫。

2 采取的預防措施

2.1 設計控制

1）從我國現行《混凝土結構設計規范》（GB 50010-2002）的裂縫最大寬度計算公式（8.1.2-1～4）可以看出，對受力引起的裂縫控制手段，最重要的是減小鋼筋的拉應力或增大配筋面積。同時，采取高黏結性能且直徑較小的鋼筋或使用較高抗拉強度的混凝土構件等，也有利于混凝土裂縫的控制。其次，為了減小基礎混凝土表面的收縮裂縫，可以在承臺表面適當調整鋼筋的用量。單靠增加鋼筋的用量并不會有效減少混凝土裂縫的寬度。同時在施工過程中，根據裂縫溫度的要求，設置必要的連接方式。

2）把握好設計中的“抗”與“放”的原則。“抗”就是結構處于完全約束狀態下，沒有足夠的變形余地時所采取的有力措施；反之“放”就是結構完全處于自由變形無約束狀態下，有足夠變形余地時所采取的措施。在設計過程中，要綜合考慮承載力問題與變形時作用，一般都采用“先放后抗”的設計原則，或者采用“抗放兼施，以抗為主”的措施。

2.2 施工材料的控制

混凝土主要由水泥、砂骨料、拌合水、外加劑組成，配置混凝土所采用材料的質量或配置比例不當，與混凝土裂縫的發生有著密切的關系。

1）嚴把材料進口關。若材料出現變異或質量不好將會影響混凝土的強度。因此，材料員需要嚴把質量關，嚴禁偷工減料，以及與原材料不符等情況的發生，以保證混凝土的質量。

2）針對施工圖紙，嚴格按圖施工，選用收縮量較小的水泥。從經濟角度來看，可以通過選用干縮量值較小的、早期強度高的硅酸鹽或者普通硅酸鹽水泥，來降低水泥用量，達到收縮裂縫的同時，減少施工開支。

3）合理控制水灰比對混凝土的干縮有較大的影響。水灰比越大，干縮就越大。因此在混凝土配合比設計中，應盡量控制好水灰比的選用。

4）嚴格控制混凝土攪拌和施工給水的配合比，混凝土的用水量不能比設計所給定的用水量過多或過少。

5）選用收縮性較高的骨料品種。一般來說，砂巖板巖、角閃巖等，吸水率較大，收縮性較高；而骨料中的石英、石灰巖、白水巖、花崗巖、長石等吸水率較小，收縮性也較低。

6）合理使用減水防裂劑。水泥用量也是混凝土收縮率的重要因素，摻加減水防裂劑，可有效提高混凝土的抗拉強度，進而提升混凝土的抗裂性能。

2.3 施工工藝控制

1）嚴格控制好縱橫鋼筋交叉之間的綁扎牢固，并設置好鋼筋一面進行振搗的時候綁口松散，鋼筋移位而造成漏筋的現象。外側鋼筋綁扎時要將扎絲的端頭彎于內側，嚴禁墻體的拉結鋼筋與扎絲觸板形成混凝土的滲水通道。嚴格控制好板面負筋的位置及保護層的厚度，嚴格按圖施工。綁扎鋼筋時，采取必要的措施確保負筋在混凝土澆筑過程中不移位，有效控制負筋保護層的厚度，不使板負筋保護層過薄而產生裂縫。

2）嚴格控制好混凝土強度及配合比，砂、石粒徑及其含泥量。砂、石粒徑的含泥量均不得超過1%。如果砂、石粒徑過細過小，含泥量過大，都會降低混凝土的強度，最終會使混凝土產生裂縫。

3）做好混凝土的澆筑和振搗工作。混凝土澆筑前要清除模板內的積水、木屑、鉛絲等雜物。外墻的混凝土在澆筑時采取流入槽進行入模，抗滲混凝土逐漸從一側進行推進，澆筑厚度每次在0.4 m左右，混凝土的斜面要均勻振搗，且澆筑到頂部。操作時要快插慢拔。根據不同的坍落度，正確掌握振搗時間，避免過振或漏振。應提倡二次振搗，二次抹面技術，以排除沁水和氣泡。

4）注意混凝土的早期養護工作。早期養護，主要目的在于保持適宜的溫濕條件，以達到兩個方面的效果。第一，水泥水化作用順利進行，以期達到設計的強度和抗裂能力；第二，混凝土免受不利溫度、濕度變形的侵襲，防止有害的冷縮和干縮。混凝土澆搗成型后，應采取必要的蓄水保溫措施。二次收面后，應立即在表面覆蓋塑料薄膜，其上再覆蓋濕麻袋草墊等進行養護,并指派專人定期澆水，保證混凝土表面濕潤，養護時間不小于14 h，以防止由于混凝土內外溫差過大而引起的溫度裂縫。

5）預防不均勻沉降引起的裂縫，主要措施包括五點:①夯實和加固地基，尤其對松軟土、填土地基；②保證模板有足夠的強度和剛度；③謹防地基在混凝土現澆和養護過程中被水侵泡；④嚴格控制好拆模的時間和先后順序；⑤在惡劣的條件（凍土）下搭設模板要采取一定的預防措施。

2.4 科學管理，嚴防裂縫的發生

人的因素，在混凝土澆筑工程中起著至關重要的作用。混凝土澆筑包括前期準備工作、澆筑過程控制以及澆筑完成后的各項工作。第一，在整個施工管理過程中，一定要嚴謹組織施工，合理安排施工工序及熟悉操作方法，嚴格把關，按照制定的各項指標穩步推進。第二，確定合理的施工裂縫控制標準和有序的施工進度，避免在混凝土施工中過分搶趕工期。第三，注意施工的季節及環境的溫濕度。在低溫、凍土或暴雨如注的環境下嚴禁開盤澆筑,方能使混凝土的澆筑質量得以保證,避免裂縫的發生。

3 結語

綜上所述，大面積混凝土產生裂縫的成因比較復雜多樣，設計和施工現場的管理人員要充分考慮各方面的綜合因素，針對不同的原因導致出現的裂縫進行針對性的控制和解決。隨著混凝土的廣泛使用，工程實踐經驗的豐富積累，建筑技術的科技進步，對于混凝土的裂縫問題也將進一步得到完善和補充，施工不僅符合設計強度要求，滿足施工質量驗收規范、標準和強制性條文，而且能夠創造更好的經濟效益。