建筑基礎大體積混凝土裂縫原因及控制對策

古巨達

（廣東西南建設工程有限公司 廣東茂名 525000）

建筑基礎大體積混凝土裂縫原因及控制對策摘要：造成大體積混凝土裂縫問題的因素復雜繁多。重點分析了施工過程和外界環境因素對混凝土裂縫產生的影響，并結合裂縫形成機理和原因闡述了在實際工程中減少裂縫產生的措施。關鍵詞：大體積混凝土；裂縫；控制措施大體積混凝土在實際工程中應用非常廣泛,如整跨澆注箱梁、特殊橋梁基礎、水利大壩等[1]。目前，隨著現代建筑行業的快速興起，高層建筑的地下室混凝土底板體積多達幾千甚至上萬 m3，已經已屢見不鮮。大體積混凝土具有一次性澆注混凝土體積大和易產生溫度裂縫的特點。混凝土結構裂縫產生的原因非常多，但主要包括結構次應力引起的裂縫、外菏載引起的裂縫、變形應力引起的裂縫[2]。大體積混凝土結構裂縫主要是由主要由濕度（自生收縮、失水干縮、碳化收縮等）、溫度（生產熱、水化熱、氣溫等）、因素引起的結構變形作用引起的,占結構裂縫的80～85%[3]。結構裂縫對工程結構安全和正常使用具有較大的影響，因此必須分析裂縫形成機理和原因的基礎上,采取有效措施來保證施工質量。

1 大體積混凝土裂縫產生的原因分析

影響混凝土結構裂縫的原因很多，甚至有多種因素的交互影響，但主要與施工、設計、材料、環境等有關。據有關資料統計，因設計不當造成的裂縫占5%左右，因混凝土材料方面的原因造成的的裂縫占15%左右，而由施工因素造成的混凝土早期裂縫高達80%。

1.1 施工環節的影響

混凝土結構澆筑、構件制作、運輸、拼裝等環節，若施工工藝選擇不合理、施工質量控制不力等原因，就容易產生各種裂縫，特別是更容易出現細長薄壁結構。根據經驗筆者認為裂縫出現的主要施工原因如下：

1）由于混凝土攪拌、運輸時間過長，使得混凝土坍損較大以及和易性和流動性較差，而在施工過程中容易造成不同配比混凝土的凝縮裂縫和干縮裂縫。由于種種原因造成現場澆筑停歇時間超過混凝土終凝時間，而又沒有按施工縫處理好接頭部位等。混凝土初期養護管理不當或沒有進行及時的表面處理和保濕，造成早期強度增長時失水，使得混凝土表面出現不規則的收縮裂縫。

2）振搗方式選擇不合理會造成混凝土表面浮漿、分層離析，從而使混凝土產生不均勻沉降收縮而在結構厚薄交界處出現裂縫或使混凝土面層開裂。一般商品混凝土初凝時間都高于 10h，而在夏天由于太陽輻射使得澆搗好的混凝土表面水分蒸發很快，而在表面形成一層幾毫米厚的“被子”。此時，若不進行二次振搗和多次抹面，混凝土表面不可避免會出現淺表性的、窄細的裂縫，不及時處理可能形成貫穿性的裂縫。

3）據筆者經驗知，場養護不當是造成混凝土收縮開裂最主要的原因。目前，有許多施工現場在澆筑混凝土時都不能做到及時覆蓋保溫養護，結果使得混凝土表面開裂。同時，有些施工現場對于混凝土養護時間不能很好的把握。養護14天的混凝士的收縮比只養護3天的收縮降低約20%，一般不得少于14天，但由于種種原因（如工程工期的制約），絕大多數施工現場無法滿足這一要求，所以混凝土常出現干縮裂縫就不足為奇了。

1.2 外界環境因素的影響

大體積混凝土施工階段產生的溫度裂縫，是其內部矛盾發展的結果。一方面是混凝土由于內外溫差產生應力和應變，另一方面是混凝土各質點的約束和結構的外約束阻止了這種應變，當混凝土能承受的極限抗拉強度無法約束溫度應力時，就會產生各種裂縫。

1）溫度由于大體積混凝土截面厚度大，水泥的水化反應所產生的巨大熱量聚集在結構內部不易散發，而引起混凝土結構內部急驟升溫。一般在水利工程中結構內部溫度上升15～25℃，而建筑工程甚至會更高[4]。在升溫階段，不同層次的混凝土散熱速度的差異而形成一定的溫度梯度，而此時混凝土未充分硬化，彈性模量小，因此拉應力較小，只會引起混凝土表面裂縫。但無論是升溫還是降溫階段，當表面拉應力超過混凝土的極限抗拉強度時，混凝土表面都會產生裂縫。

2）鋼筋銹蝕因素由于混凝土保護層厚度不足或質量較差，鋼筋周圍被二氧化碳侵蝕炭化而降低了堿度，或由于氯化物介入等原因，引起鋼筋表面氧化膜破壞而發生銹蝕反應，使得周圍混凝土體積膨脹，可高達高達 2～4倍，而較大的膨脹應力會導致保護層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產生裂縫，并有銹跡滲到混凝土表面。

2 防止大體積混凝土基礎施工裂縫綜合控制措施

2.1 大體積混凝土的拌制與輸送

有效防止水分聚集在水泥砂漿和石子的界面上，可以采用二次投料的砂漿裹石或凈漿裹石工藝，這樣可以增大硬化后界面過渡層結構致密度和粘結力，不僅可以提高10%的混凝土強度和節約水泥5%，而且還可以減少水化熱和裂縫。在已有條件的情況下，盡可能地控制混凝土的出機溫度和澆筑溫度，這對降低大體積混凝土的總溫升，控制結構內外溫差，進而減少溫度裂縫具有重點意義。

2.2 大體積混凝土的澆筑與搗固

大體積混凝土的澆筑方法可采用推移式連續澆筑或分層澆筑。分層連續澆筑法具有便于振搗，易保證澆筑質量和有利于降溫等優點而被廣泛采用。然而，對于工程量較大、澆筑面積大、一次連續澆筑層厚度不大(一般不超過3m)，且澆筑能力不足時的混凝土工程，宜采用推移式連續澆筑法。總之，無論哪種澆筑方法其層間的間隔時間應盡量縮短，層間最長的時間間隔應不大于混凝土的初凝時間。在混凝土在振搗時，為消除上下層之間的接縫，使混凝土獲得更好的整體性，應將振動棒插入下一層混凝土內5cm左右。對已澆筑的混凝上，在終凝前進行二次振動，提高粘結力和抗拉強度，并減少內部裂縫與氣孔，提高抗裂性能。

2.3 大體積混凝土表面處理與養護

（1）混凝土表面處理。用木抹子進行表面提漿找平處理，以閉合水裂縫，初步標高用長刮桿刮平，再用木抹子收壓兩遍，這樣不僅可以有效防止因混凝土沉落而出現的裂縫，減少內部微裂，提高粘結力和抗拉強度；還可以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土與鋼筋的握裹力。值得注意的是，在混凝土二次收面時應立即覆蓋一層彩條布，并澆水養護。

（2）混凝土的養護應根據溫度應力（包括混凝土收縮產生的應力）加以控制和確定保溫養護的持續時間，但一般不得少于 15d，同時應保持混凝土表面的濕潤，否則混凝土表面可能出現收縮裂縫。有資料表明，潮濕養護時，混凝土極限拉伸值比干燥養護時提高 20～50%。在控制混凝土澆筑塊體的里外溫差時，混凝土中心與表面的最大溫差不高于 25℃～30℃，總降溫差宜小于30℃。