大體積混凝土裂縫控制措施淺析

郭婧

摘要：簡要介紹大體積混凝土的特點，簡析大體積混凝土裂縫產生原因，在此基礎上提出相應的設計措施、施工技術措施、以及原材料措施，結合現場實際著重介紹施工技術控制措施，對裂縫的控制提供一定的理論指導。

關鍵詞：大體積混凝土；裂縫；預防；控制

近年來，隨著國民經濟和建筑技術的快速發展，建筑規模不斷擴大，大型現代化技術設施或構筑物不斷增多，而混凝土結構以其強大的優勢日益受到人們的采用，大體積混凝土逐漸成為構成大型設施或構筑物主體的重要組成部分。大體積混凝土施工日益增多而施工中普遍會遇到裂縫控制問題，成為工程結構質量及安全隱患。本文結合我公司施工的車輛段經濟適用房項目，著重從施工技術措施方面來探討大體積混凝土施工中如何嚴格控制裂縫的產生和發展。

一、建筑工程大體積混凝土的特性

對于大體積混凝土目前國內尚無確切的定義，根據《JGJ55-2000 普通混凝土配合比設計規程》上，定義大體積混凝土為：混凝土結構物實體最小尺寸等于或大于1m，或預計會因水泥水化熱引起混凝土內外溫差過大而導致裂縫的混凝土。

二、大體積混凝土裂縫產生的原因

目前大體積混凝土裂縫產生的主要原因是由于混凝土發生化學反應產生大量的水化熱，引起內部和外部的溫差過大，以及混凝土在逐漸散熱和硬化過程中消耗水分，導致體積的減少，引起收縮。

三、工程概況

我公司施工的車輛段經濟適用房工程總建筑面積34849m2，地下3層，地下室建筑面積8535 m2，深13.8m，電梯基坑深15.6m。基礎采用筏板基礎，東西向長58.6m，南北向長55.8m，主樓部分基礎底板厚度為1.8m，裙樓部分基礎底板厚1.2m。由于地下室埋深達13.8m，電梯井等部分局部達15.6m，基礎底板防水要求高，不能留置任何后澆帶或施工縫。該項目的基礎底板混凝土施工屬于大體積混凝土。

四、裂縫的控制措施

裂縫主要是由溫差和收縮引起，可以通過精心設計措施、原材料措施、施工技術措施等來防止裂縫的產生，本文著重結合車輛段施工實際從施工技術控制措施方面來分析，嚴格控制裂縫的產生。大體積混凝土施工前須對施工組織專項方案審批后實施。

（一）原材料

嚴格控制砂、石材料的質量和技術標準。在車輛段經濟適用房工程基礎底板混凝土施工中，所采用的水泥為：中、底水化熱P.O42.5R普通硅酸鹽水泥，3d水化熱261KJ/㎏，7d抗壓強度43.5MPa；另外為滿足混凝土抗滲要求及水化熱控制，水泥的鋁酸三鈣含量不宜大于8%。礦物摻合料：為了減少單方混凝土的用水量，水泥量，降低水灰比，延緩凝結時間，抑制水泥初期水化熱，防止大體積混凝土開裂，在配合比設計以膠凝材料為基礎摻入15%Ⅱ級粉煤灰；外加劑：為提高基礎底板的抗裂防滲性能，摻入10%膨脹纖維防水劑SY-K（微膨脹加強帶摻入量12%）；為改善混凝土拌合物的和易性，提高坍落度，摻入2.3%LS-400緩凝高效減水劑；骨料：粗骨料采用粒徑為2～25mm連續級配且含泥量小于1%的花崗巖；細骨料采用細度模數2.6的中砂，含泥量小于2%。

（二）配合比

結合工程特點和現場實際，參照類似工程實踐經驗，通過試驗調整配合比，最終確認配合比為水膠比：0.39，砂率39%，坍落度180mm，28d強度為43.4Mpa。

（三）埋設水管降溫

在基礎內預埋冷卻水管，通入循環水，強制降低混凝土水化熱產生的溫度。車輛段項目中在1.8m厚基礎底板中間位置，東西向通長每隔2m安裝一條A50鍍鋅水管。

五、施工技術控制措施

（一）生產準備

前置工作的驗收和交接。在混凝土的模板和支架、鋼筋工程、預埋管件（如降溫水管的預埋）等工作完成并驗收合格后方可進行大體積混凝土施工。

（二）混凝土的攪拌和運輸

在混凝土拌制過程中，合理選擇混凝土的配合比，嚴格控制原材料計量準確，同時嚴格控制混凝土出機塌落度。要盡量降低混凝土拌合物出機口溫度，拌合物可采取送冷風對拌和物進行冷卻或者加冰拌合，一般使新拌混凝土的溫度控制在6℃左右。在車輛段經濟適用房項目上，技術人員提前10d與攪拌站確定混凝土供應計劃，以便攪拌站保證投入足夠的攪拌料和混凝土罐車，以保證混凝土的供應不出現斷檔，并保證攪拌站24h均勻3名攪拌站調度員隨時對車輛進行調配。

（三）混凝土澆筑

1）大體積混凝土的澆筑方面通常有全面分層、斜面分層、分段分層。在車輛段經濟適用房工程中，基礎底板混凝土澆筑采用斜面分層的澆筑方法。1.8m厚基礎底板按450mm分4步澆筑到頂，斜面每層澆筑厚度不超過50mm，通過豎向尺桿控制分層厚度，并保證上層混凝土覆蓋已澆混凝土的時間不得超過混凝土初凝時間，混凝土以1：6～1：10的坡度，薄層澆筑，循序推進，一次到頂。

圖1 斜面分層澆筑示意圖

2）由于板厚較大，要在鋼筋網片下懸掛串筒將混凝土自泵管出口送至作業面，以防止混凝土離析、分層。

3）混凝土振搗。根據混凝土泵送時自然形成坡度的時間情況，在每個澆筑帶的前后布置2道振搗器，1道2臺。第一道布置在混凝土卸料點，主要解決上部的振實；第2道布置在混凝土坡角處，確保下部混凝土密實。為防止混凝土集中堆積，先振搗出料口混凝土形成自然流淌坡度，然后全面振搗。每層振搗時，上下層振搗搭接50～100mm，每點振搗時間30s左右，嚴格控制振搗時間、移動間距和插入深度。

圖2 分層振搗示意圖

每個作業面分前、中、后三排振搗混凝土，在出料口、坡角、坡中各配備一臺振搗器，邊澆筑、邊成型，澆筑厚度、標高采用按澆筑坡度的斜面情況支設鋼筋控制。全部采用插入式振搗棒，操作時要做到“快插慢拔”，在振搗上層混凝土時，應插入下層混凝土中5㎝左右，消除兩層之間的暗縫，每一插點要掌握好振搗時間，一般為20～30秒，避免過振或漏振，一般應視混凝土表面呈水平不在顯著下沉，不再出氣泡，表面泛出灰漿為準；振動器插點要均勻排列，每次移動位置的距離不大于0.5m；振搗時注意振搗棒與模板的距離不小于150mm，并避免碰撞鋼筋、模板、預埋件；鋼筋工經常檢查鋼筋位置，如有移位，必須立即調整到位。

4）泌水處理：澆筑過程中，上涌的泌水和浮漿順混凝土坡面下流到坑底，在筏板外模底部隔10m留150mm×150mm排水口，使泌水順混凝土墊層排除模板外，在混凝土澆筑方向的末端，可以考慮預留集水井，使泌水流向集水井，然后通過潛水泵排出。

5）表面處理：由于泵送混凝土表面水泥漿較厚，在澆筑后2～6h，初步按標高用長刮尺刮平，然后用木插板反復插壓數遍，使其表面密實，在初凝前再用鐵抹子壓光，這樣能較好地控制混凝土表面龜裂，減少混凝土表面水分散發，促進了養護。

混凝土澆筑過程中泌水較少時用鐵鍬均勻分開，較多時人工將其收集于灰斗內用塔吊吊運走，避免因泌水多而導致產生混凝土收縮裂縫。大體積混凝土表面的水泥較厚，澆筑5～8h內初步用長刮尺刮平，用抹子滾壓兩遍，初步分散水泥漿。待表面收干后，再用木抹子搓平壓實，以防止表面裂縫出現。第二遍抹壓要掌握好時間，以初凝前1小時為宜，但由于施工現場白天、晚上氣溫不一樣，對凝結時間有影響，因此可以在手壓有痕但下沉量不大時進行第二遍抹壓，二次抹壓時不可再混凝土表面上灑水進行，而應將混凝土內部漿液擠壓出來，用于表面混凝土濕潤抹壓。施工時采用倒退式施工，并立即覆蓋塑料薄膜及草棉被。

六、測溫與養護

混凝土養護是大體積混凝土施工中一項十分關鍵的工作，主要是保持適宜的溫度和濕度，以便控制混凝土的內外溫差，促進混凝土強度的正常發展及防止裂縫的產生和發展。

1）采用溫度傳感器進行自動測溫。將統一測試位置上的相鄰測點同一時間的溫度差絕對值定義為溫差，監測報警溫差設置為25℃。

2）混凝土養護采用“保濕軟管+塑料布+泡沫塑料板”的方式。泡沫塑料板覆蓋層數根據底板厚度、養護期間環境溫度、底板混凝土內外部溫差等情況調整。底層塑料布下預設補水軟管，補水軟管沿長向沒10cm開A5mm小孔，根據底板表面濕潤情況向管內注水，保證混凝土表面始終處于濕潤狀態。

3）為減少內外溫差，養護時保證混凝土表面溫度≥35℃，當中午環境溫度較高時，采用揭開泡沫塑料板散熱的方法。養護水溫度確保≥25℃。

4）柱、剪力墻的混凝土表面用塑料薄膜及保溫被塞縫，嚴密覆蓋。

5）混凝土內部溫度監測報警值為60℃；當其接近報警值時，要通過調節降溫管內的水流速度來控制內部溫度及降溫速率。

6）保溫保濕養護的持續時間不得少于14d，保溫層的拆除應分層逐步進行，當混凝土表面溫度與環境最大溫差小于20℃時，方可全部拆除。

大體積混凝土結構裂縫預防和控制是一項系統工程，必須以設計、原材料、施工方法和維護四個方面加以綜合解決。設計方面要積極采用先進技術，配合成熟的技術措施，在理論上提出可行的控制措施，在實踐操作中采用切實可行的技術，在經濟上合理節約。材料配置，施工組織方面，要科學組織，合理安排，確保大體積混凝土的質量，嚴格按照施工規范，施工操作規程操作，不斷改進操作工藝，加強養護，以預防和減少大體積混凝土裂縫的產生，將工程裂縫損害控制到最小程度。

參考文獻：

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