淺析混凝土裂縫控制與技術探究

吳標

【摘要】大體積混凝土表面易出現縱橫裂縫，影響混凝土質量，分析大體積混凝土裂縫產生的原因，對大體積混凝土施工中裂縫的控制進行了研究，并提出了分塊施工、采用中低水化熱的礦渣水泥及“雙摻”技術、嚴格控制混凝土入模溫度及養護溫度等有利于控制大體積混凝土施工過程中各項裂縫開展的措施，有效地解決了控制大體積混凝土裂縫的問題。

【關鍵詞】大體積混凝土 裂縫控制 施工 技術

1、引言

隨著社會的發展，大體積砼使用越來越多，譬如：超高層建筑地下室、高層建筑大型整板基礎、地鐵、大壩等等。而大體積砼在成型過程中，較易產生縱橫裂縫，不管是何種原因產生何種裂縫，輕則影響到結構的耐久性，重則影響到結構的安全性，可以說混砼裂縫是建筑質量的較為常見的通病。

由于混凝土屬于脆性材料，混凝土結構產生不同程度、不同形式的裂縫相當普遍，在某些情況下，裂縫會導致非常嚴重的后果。裂縫使混凝土結構形成隱患，混凝土開裂后，輕則會影響建筑物的外觀，使人們的精神上產生一種負面影響；嚴重時裂縫會使混凝土結構的承載力降低，直接影響結構的安全。據統計，近年來因混凝土開裂而使地下工程滲漏率達60%，有些城市達70%，滲漏給人們的生產、生活帶來了嚴重的影響。

2、大體積混凝土裂縫控制的意義

研究大體積混凝土結構的裂縫控制具有重要的社會和經濟意義，在大體積混凝土結構施工中，混凝土裂縫的控制是一個很重要的課題。由于大體積混凝土結構的截面尺寸較大，由外荷載引起裂縫的可能性很小，但由于水泥在水化反應中釋放的水化熱所產生的溫度變化混凝土收縮的共同作用，會產生較大的溫度應力和收縮應力，這將成為大體積混凝土結構出現裂縫的主要因素。根據國內外的調查資料，工程實踐中的結構物的裂縫，屬于變形變化（溫度、濕度、地基變形）引起的占80%以上，屬于荷載引起的約占20%

因此，大體積混凝土經常出現的問題，不是力學上的結構強度不足，而是以控制混凝土內外溫差、溫度變形（應力）引起的裂縫，從而提高混凝土抗滲、抗裂、抗侵蝕性能，以提高建筑結構的耐久年限為主要目標。

3、工程項目分析

某公共設施游泳跳水館建筑面積25112m2。基礎底板厚1m，埋深1.8～3.7m。混凝土設計強度C35，抗滲等級S8。底板上有集水坑11個，板下布置鉆孔灌注樁389根，板內配Φ25@150雙層雙向鋼筋，鋼筋采用套筒擠壓連接。

基礎底板施工特點如下：

本工程底板厚度僅1m，但平面形狀極不規則，高差變化大、基坑多、配筋密；整個結構不設變形縫。設計要求底板混凝土一次澆筑，不得在底板上留施工縫。墻體水平施工縫處設450mm×3mm鋼板止水帶。

地質情況復雜，上部土層為高流塑狀淤泥土，下部殘積土層分布大量孤石，給樁基施工帶來很大困難。跳水館部位底板鋼筋混凝土施工時，游泳館部位尚有部分樁基混凝土未達到齡期，基坑尚未開挖完。受工期影響，底板混凝土無法按原設計要求一次澆筑完成，必須將整個底板分塊澆筑。

4、裂縫控制技術與措施

4.1底板分塊及施工縫留設

受施工條件限制及工期影響，底板混凝土無法按原設計要求一次澆筑完成，經設計、監理和施工單位三方論證，決定將整個底板劃分為三塊澆筑。另原設計要求墻板水平施工縫處設鋼板上面水帶，但實際施工時鋼板止水帶將切斷墻體暗柱箍筋，焊接質量難以保證，對結構不利。經與設計單位協商，墻板水平施工縫改為“凸”型縫。施工縫嚴格按施工規范中的技術要求做，以保證結合面的強度。

4.2 混凝土配合比設計

（1）材料選擇：采用中低熱水泥品種，降低水泥用量。本工程采用某牌525號礦渣硅酸鹽水泥，考慮混凝土的泵送要求，碎石粒徑為5.0～31.5mm，含泥量≤0.3%；選用細度模數2.8的中砂，含泥量≤0.8%；外加劑為華能汕頭電廠產Ⅱ級粉煤灰及FDN-440緩凝減水劑，其減水率在14%左右，初凝時間6.5h以上。

（2）混凝土配合比值

根據施工條件及設計要求，經反復試配，施工前確定的混凝土配合比如下：

地下室底板混凝土設計參數：強度等級為C35，抗滲等級為A8.0，坍落度為10～14cm；混凝土配合比設計參數：標準差5.0MPa，配制強度43.2MPa，坍落度為13cm，質量密度為2380kg/m3，7d抗壓強度34.2MPa，28d抗壓強度52.6MPa。

施工配合比：水灰比為0.48，配合比（水泥∶粉煤灰∶砂∶石∶水）為1∶0.110∶2.09∶3.41∶0.48，含砂率為38%；施工的材料用量為：水泥333kg/m3，粉煤灰37kg/m3，砂696kg/m3，石子1136kg/m3，FDN-440為1.332kg/m3。

4.3底板混凝土施工技術

攪拌設施：現場設混凝土攪拌站2座，每座攪拌站配750L混凝土攪拌機及PL800型砂石自動配料機各3臺、HBT-60C地泵1臺。

——混凝土入模溫度控制：采取以下措施降低混凝土入模溫度：攪拌機出料口加裝換氣扇，地泵入料口設遮陽裝置；用麻袋片包裹泵管并澆水濕潤；砂、石堆場用彩條布覆蓋，石子堆場提前澆水降溫；現場周圍及基坑壁灑水降溫。

——混凝土澆筑：根據施工縫的留設位置，整個底板混凝土分3塊澆筑，澆筑時采用“分塊、分區、斜面分層、循序退打、一次到位”的方法，每臺混凝土泵澆筑寬度39.5m，流淌坡度按1：5計算，其流淌距離為5m，混凝土分層厚度控制在50cm，則每層的混凝土量為99m3，每小時泵送25m3實際泵送34～57m3/h），4h可完成一層，避免了每層混凝土之間出現冷縫。

——混凝土振搗：在每臺泵出料口配備6根插入式振搗器，在混凝土出料口及斜面的中下游各布置2根，快插慢拔。墻柱插筋根部、水平施工縫及鋼筋等，大體積混凝土裂縫控制與施工技術的工程應用筋密集部位采取二次振搗，確保混凝土密實，以防上述部位產生蜂窩、麻面、露筋。

4.4混凝土試塊的制作和坍落度測定

底板混凝土每200m3制作試塊一組。每隔1h對每臺泵壓送的混凝土坍落度進行測定，坍落度控制在12～14cm。

4.5溫度監控與混凝土養護

測溫點按12m×12m設1個，測環境溫度、混凝土表面溫度與中心溫度，每4h測1次，共持續7天。混凝土終凝后覆蓋雙層麻袋片進行保溫，澆水養護14天。

5、效果展示

底板混凝土施工中共留設強度試塊173組，抗滲試塊140組，平均強度43.7MPa，抗滲等級S8以上，均滿足設計要求。本次底板混凝土施工，由于措施得當、組織嚴密，有效地控制了溫度裂縫的產生，保證了混凝土施工質量。施工至今2年多，經過兩個雨季考驗，混凝土底板及施工縫處未出現任何滲漏；經各方嚴格檢查，混凝土表面除極個別地方出現少許干縮裂縫外，未出現其它裂縫。

6、結語

大體積砼裂縫形成的原因和預防、控制措施作了初步探討，個人認為只要采取以防為主，采用溫控施工技術，在大體積砼材料的選擇、配合比優化、澆筑過程控制、保溫養護及施工過程中砼澆筑內部溫度和溫度應力的監測等環節，采取了一系列的技術措施，并施工中多觀察、多比較，出現問題后多分析、多總結，結合多種預防處理措施，砼的裂縫是完全可以控制和避免的。

參考文獻：

[1] 田桂茹 等主編.混凝土外加劑應用技術規范.北京：中國建筑工業出版社.

[2]王壽華等主編.建筑施工手冊（第四版）.北京：中國建筑工業出版社.