大體積混凝土基礎底板容易產生裂縫的原因和預防措施

黃振興

（溫州華邦混凝土有限公司，浙江　溫州　325000）

大體積混凝土基礎底板容易產生裂縫的原因和預防措施

黃振興

（溫州華邦混凝土有限公司，浙江溫州325000）

本文通過數個實際工程案列，例舉了大體積混凝土基礎底板產生裂縫的種類，分析了裂縫產生的原因，提出了預防裂縫產生的措施。

大體積混凝土；基礎底板；裂縫

0　前言

大體積混凝土基礎底板常常容易出現惱人的裂縫，其形態多種多樣，有影響混凝土外觀質量的淺表裂縫，也有會開裂到鋼筋層、引起鋼筋銹蝕而影響混凝土壽命的較深裂縫，更有影響混凝土抗滲性能、導致基礎底板滲水的貫穿裂縫。這些裂縫產生的原因也多種多樣，有因混凝土澆筑過程中施工工藝不對產生的裂縫，有混凝土澆筑完畢后沒有按規范養護產生的裂縫，也有混凝土配合比設計和原材料使用存在問題產生的裂縫。因此，我們要事先根據混凝土澆筑和施工工藝、混凝土澆筑的環境條件、混凝土的配合比和所用的原材料提前分析出可能產生裂縫的環節，并采取相應的預防措施，才能保證施工質量，澆筑出無裂縫的優質混凝土基礎底板。

1　裂縫的種類、產生的原因和應該采取的預防措施

1.1淺表裂縫產生的原因及預防措施

某工程一次性澆筑1500 立方混凝土基礎底板，局部厚1.5米，澆筑完畢施工人員刮平混凝土后立即覆蓋塑料薄膜，并覆蓋保溫材料保溫，次日混凝土終凝后，發現混凝土表面有許多深度不到1cm、長度5～20cm 的雜亂無章裂縫。

經過工地施工人員和混凝土公司技術人員的認真分析，發現裂縫產生的主要原因是，施工人員在混凝土初凝前刮平混凝土后，沒有等到快初凝時，進行二次抹面，沒有消除混凝土凝固時通常會產生的塑性收縮裂縫。

找到原因后立即采取措施。該工程第二次澆筑時，混凝土刮平后，沒有立即覆蓋塑料薄膜，而是等到即將初凝（人可以站上混凝土，沒有明顯腳印時），先用機器抹面，然后人工再抹一次，抹完后立即覆蓋塑料布保濕和覆蓋保溫材料保溫，就沒有再發生這種淺表裂縫。

1.2淺表“雞爪紋和龜裂” 產生的原因及預防措施

某工程澆筑1800 立方混凝土基礎底板，澆筑完畢施工人員刮平混凝土后立即覆蓋塑料薄膜，并覆蓋保溫材料保溫，次日混凝土終凝后，發現局部混凝土表面有許多深度不到1cm、長度5～20cm 的“雞爪紋”和圈狀“龜裂”。

經過工地施工人員和混凝土公司技術人員的認真分析，發現了裂縫產生的主要原因：第一個與上面產生淺表裂縫的原因相同，施工人員在混凝土初凝前刮平混凝土后，沒有等到快初凝時，進行二次抹面，沒有消除混凝土凝固時通常會產生的塑性收縮裂縫。第二個原因是，混凝土澆筑時坍落度太大（220～230mm），混凝土和易性還不好，有離析跑漿情況。第三個原因是施工人員振搗混凝土時間過長，導致混凝土表面浮漿過多，這從覆蓋塑料薄膜的施工人員的腳印上可以看出，深3～4cm 的腳印邊緣敲開后看到的都是浮漿，看不到粗、細骨料；施工人員沒有按要求刮除浮漿，導致混凝土表層3～4cm 全是浮漿，沒有骨料，使得混凝土表層收縮過大，就產生了許多深度不到1cm，長度5～20cm 的“雞爪紋”和圈狀“龜裂”。

知道了原因，第二次澆筑時，采取了以下措施：首先混凝土坍落度控制在160～180mm，混凝土和易性調整到比較好的狀態；其次施工人員按要求振搗，沒有過振；第三，抹面時刮除局部過多的浮漿混凝土，刮平后，沒有立即覆蓋塑料薄膜，而是等到即將初凝（人可以站上混凝土，沒有明顯腳印時），先用機器抹面，然后人工再抹一次，抹完后立即覆蓋塑料布保濕和覆蓋保溫材料保溫，就沒有再發生這種裂縫。隨后的幾次澆筑嚴格按上述步驟施工后，也沒有再發生這種裂縫。

1.3沿鋼筋網的網格狀裂縫

某工程一次性澆筑2800 立方混凝土基礎底板，但由于種種原因施工速度緩慢，開始澆筑的混凝土已經過了終凝，還有將近三分之一的混凝土沒有澆筑。地泵管直接鋪設在鋼筋網上，沒有做任何固定，隨著混凝土的不斷輸送，泵管在鋼筋網上不斷的跳動。雖然施工單位認真做了二次抹面，抹完面后按規范要求覆蓋塑料薄膜和保溫材料保溫、保濕養護，但是澆筑完畢第三天后發現，先澆筑的將近二分之一混凝土表面出現了沿鋼筋網的網狀裂縫。

經過分析，施工單位和混凝土公司的技術人員一致認為，這種裂縫是由于先澆筑的混凝土雖然嚴格進行了二次抹面，消除了混凝土凝固時必然產生的收縮裂縫，并且抹完面后按規范要求覆蓋塑料薄膜和保溫材料保溫、保濕養護，但是由于地泵管在澆筑剩余混凝土時，不斷跳動的地泵管對已經過了終凝、但還沒有強度的混凝土下的鋼筋網進行了擾動，不斷晃動的鋼筋網拉開了已經凝固沒有裂縫、但也沒有強度的混凝土，在混凝土表面形成了沿鋼筋網的網狀裂縫。

原因發現后，采取了以下措施：用鋼管固定混凝土泵管，并離開鋼筋網約30cm，盡量減少輸送混凝土時泵管的跳動對鋼筋網的擾動，同時加快施工速度，盡量在混凝土終凝前完成這塊基礎底板的澆筑。由于采取了正確的方法，此次澆筑的大體積基礎底板和隨后澆筑的數次大體積基礎底板都沒有產生類似的裂縫。

此類裂縫還常見于較薄的樓板（一般10～15cm），混凝土澆筑完畢后，過了終凝、但還沒有強度時，過早上人踩踏、甚至過早上荷載（吊上鋼筋、鋼管、鋼模等），都會擾動鋼筋網，產生沿鋼筋網的網狀裝裂縫。所以，施工單位不要為了趕工期，過早擾動沒有強度、或強度很低的混凝土；而應該等混凝土有了一定強度以后，再進行下一道工序，這樣才能保證混凝土質量。

1.4混凝土澆筑完畢后第四天出現數道較長裂縫

某工程一次性澆筑3200 立方混凝土基礎底板，局部大承臺厚4m，大部分承臺厚1.2m、板厚60cm。施工單位是上市公司，施工質量很好，混凝土嚴格按規范分層澆筑，初凝前、后先用機器抹面，然后人工收面，完全消除了混凝土凝固時產生的微細收縮裂縫；抹完面后，立即覆蓋塑料薄膜；然后在澆筑面外延用砂漿砌筑5cm 高攔水壩；混凝土終凝后立即在澆筑面上灌滿水，保證混凝土表面有3～5cm 水，進行蓄水養護。前三天在嚴格的養護條件下，混凝土表面一條裂縫都沒有。但是，在第四天施工單位為了趕工期，撤除了所有養護，開始下一道工序，混凝土表面直接裸露在環境中，下午混凝土就陸續產生幾道較長裂縫，裂縫的數量和裂縫的長度不斷增加。第五天混凝土公司接到通知后到達工地，發現裂縫已經形成，雖然較長，但是深度較淺，只有1cm 左右；同時發現混凝土表面溫度很高，手摸上去都是熱的，用溫度計測得混凝土表面溫度39℃；另外還發現，混凝土表面有積水處冒著熱氣。

經過施工單位和混凝土公司技術人員認真分析后，認為在澆筑完畢前三天、施工單位按規范要求養護時，沒有裂縫出現，這充分說明混凝土沒有任何問題。從第四天開始施工單位因為趕工期而撤除養護后混凝土出現裂縫，并且裂縫隨著時間的推移，逐漸增多、加長。其原因主要有兩條：首先，撤除養護后，混凝土表面逐漸失水，處于干燥狀態，混凝土澆筑完畢第五天，混凝土公司技術人員接到施工單位通知到達現場后，與施工單位技術人員在現場做了試驗，將一瓶水倒到干燥的混凝土上時，混凝土發出“吱、吱”聲，并冒著氣泡，水很快被混凝土吸收掉，充分說明此時混凝土處在嚴重缺水狀態，混凝土的干縮應力非常大；其次，此次澆筑的混凝土是大體積混凝土基礎底板，按規律，水化放熱峰值會出現在澆筑完畢的第3～4天，此時混凝土中心溫度會達到70～80℃。澆筑完畢第四天最高溫度為19℃，最低氣溫為9℃，第五天最高溫度為15℃，最低氣溫為11℃，這兩天無論最高氣溫還是最低氣溫，與混凝土中心溫度之差都大大超過了國家規范規定的“不得大于25℃”的規定，裸露的混凝土表面，受環境溫度較低的影響，急劇降溫，導致溫差應力非常大。而此時施工單位已經撤除養護，混凝土就裸露在環境中，沒有任何保溫養護措施。

所以，雙方一致認為，混凝土澆筑完畢第四天施工單位撤除養護出現的裂縫，是干縮應力與溫差應力共同造成的。施工單位沒有按照國家規范明確要求的“抗滲混凝土要濕養14天，大體積混凝土要有保溫措施，并緩慢降溫”措施施工，是導致此次混凝土澆筑完畢第四天后產生裂縫的主要原因。

準確地分析裂縫產生的原因，采取了正確的措施后，將蓄水保濕、保溫養護時間延長到7天，隨后幾次澆筑的大體積混凝土基礎底板，就再也沒有產生裂縫。

1.5坡道上出現的橫向裂縫

某地下隧道坡道澆筑2000 立方混凝土，兩臺泵同時澆筑，一臺從坡道底部開始澆筑，另一臺從坡道頂部開始澆筑，其它施工程序和養護措施都符合要求。但是第二天發現，坡道上端（三分之一以上）出現了許多道橫向裂縫，而三分之一以下的坡道下部卻沒有任何裂縫。

經過經過施工單位和混凝土技術公司技術人員認真分析后，認為三分之一以下的坡道下部沒有任何裂縫，說明混凝土本身及混凝土施工沒有問題，否則會都出現裂縫。坡道上端（三分之一以上）出現了許多道橫向裂縫主要原因是，從坡道頂部澆筑的混凝土受到重力的影響，在混凝土凝固前和凝固后但還沒有強度時，有一個向下滑動的力，由于是從上往下澆筑，下方的混凝土是新鮮混凝土，不能阻止上方混凝土向下滑動，于是就拉開了混凝土，形成了裂縫。

原因找到后，采取的措施是，都從底部往上澆筑混凝土。由于采取了正確的施工方法，隨后隧道的幾十次澆筑，就再也沒有出現這種裂縫。

有坡度的混凝土橋面板施工時，也容易出現類似問題，必須從坡度低處往上澆筑，才能避免出現裂縫。

1.6混凝土配合比設計不當、砂率過大、砂過細出現的裂縫

某工程澆筑3000 立方大體積混凝土基礎底板，施工單位施工、養護程序嚴格按規范進行，但是第二天發現塑料薄膜覆蓋下的混凝土出現了許多較長、較深裂縫。

經過分析發現，問題主要出在混凝土公司，首先配合比中水泥用量過大、膠材用量過多，導致混凝土水化熱過多；其次，混凝土公司盲目追求混凝土和易性，砂率設計過大；第三，所用砂過細。這些因素都導致了混凝土收縮過大，所有的施工措施都無法消除收縮應力，從而產生了裂縫。

了解原因后，混凝土公司及時調整了配合比和所用的原材料，在保證強度和耐久性的前提下盡可能少用水泥和膠材；在保證和易性的前提下，盡可能降低砂率；選用細度2.5左右的中粗砂。采取了以上正確措施后，后續澆筑的混凝土就沒有再出現大面積裂縫。

1.7溫差過大出現的較長、較深溫差裂縫

某工程在海邊建風力發電設施，混凝土基礎都是5000立方左右的大體積混凝土。施工期間恰是北方的冬季，最高氣溫零下8℃、最低氣溫零下23℃，氣候條件異常惡劣，非常不利于大體積混凝土的溫差控制，容易產生溫差裂縫。施工單位也非常重視，澆筑第一個基礎時，澆筑完畢、抹完面后，立即用塑料薄膜覆蓋，并覆蓋兩層棉被。但是第二天發現，大風將部分棉被吹開，混凝土表面出現了許多道較長、較深的裂縫。

施工單位和混凝土公司技術人員，達成了共識，這毫無疑問就是溫差裂縫。找到原因后，立即采取如下措施：在基礎中布設冷卻水管，在基礎邊緣砌筑比基礎最高點高10cm 擋水墻，將冷卻水管出水口溫度高達50℃ 以上的水引到混凝土表面，蓄水養護；同時，用帆布搭建帳篷作為擋風設施。采取了正確措施，消除了產生溫差裂縫的因素，隨后澆筑的幾十個風電基礎都沒有產生溫差裂縫。

裂縫的種類很多，成因也很復雜，有的是多種原因疊加在一起，上面列舉的僅僅是其中一部分典型裂縫。還有許多種裂縫，要靠現場施工技術人員不斷發現，不斷根據裂縫成因采取相應的預防措施，才能澆筑出優質的混凝土。

2　施工單位澆筑大體積混凝土建議采取的預防裂縫措施

（1）同一塊基礎底板盡量使用同一家混凝土公司的混凝土，如果需要選擇兩家以上混凝土公司時，所有參與混凝土供應的廠家必須使用相同的配合比、使用相同的原材料，避免因為配合比不同、或原材料不同導致混凝土凝固和收縮不同步而產生裂縫。

（2）混凝土公司的配合比應該在保證混凝土強度和耐久性前提下盡可能少用水泥、少用膠材，并選用低水化熱水泥；在保證和易性的前提下盡可能降低砂率；以減少混凝土的收縮裂縫。

（3）混凝土坍落度不要過大，應該控制在160～180mm，和易性要好，不得泌水跑漿，避免浮漿過多和收縮過大產生裂縫。

（4）澆筑時應該分層連續澆筑，使混凝土均勻上升，不得產生冷縫，避免交界處混凝土凝結時間不一致而產生裂縫。

（5）按需要澆筑的混凝土數量組織好泵車和罐車數量及混凝土澆筑速度，要保證在混凝土初凝前完成澆筑，避免已凝固、但還沒有強度的混凝土受到擾動而產生裂縫。

（6）混凝土的攤鋪厚度不要大于50cm，不要在同一處連續布料，也不要振動逼漿布料，更不能過振，以免混凝土表面浮漿過多而產生裂縫。

（7）混凝土澆筑到標高、刮平時，要刮除浮漿，避免浮漿過多導致混凝土表層收縮過大而產生裂縫。

（8）抹面時要掌握好抹面時機，一定要在混凝土初凝時（人站在混凝土上沒有明顯腳印時）抹面，過早抹面，混凝土在初凝時還會產生收縮裂縫，所以過早抹面是無效的，無法消除混凝土凝固時產生的收縮裂縫；過晚抹面，混凝土過了初凝就抹不動了，裂縫已經形成，無法消除。抹面必須兩次，先機器抹面，再用人工二次抹面，徹底消除混凝土凝固時產生的收縮裂縫。

（9）抹完面后立即覆蓋塑料薄膜，保濕養護。

（10）覆蓋好塑料薄膜后，建議沿混凝土結構邊緣砌筑5cm 高砂漿擋水小壩，在混凝土終凝后，立即在混凝土表面灌滿水，使混凝土表面保持3～5cm 水，這樣既壓住塑料薄膜，又能給正在不斷水化的混凝土補充水分，起到保濕養護的作用；同時由于水是熱的不良導體，可以起到隔熱保溫的效果，一舉三得。這已經在許多工地上得到驗證，是成本最低效果最好的保濕、保溫養護措施?；炷恋酿B護時間要嚴格按國家規范要求保濕、保溫養護14天。

（11）混凝土拆模后要采取抗寒、抗劇烈干燥等措施，避免溫差裂縫和干縮裂縫的產生。

（12）當大體積混凝土最小尺寸大于或等于3.5m 時，要在混凝土內部布設冷卻水管，以降低混凝土內部溫度；同時將排出的溫度較高的水澆到混凝土表面，蓄水養護，控制好混凝土內外溫差不大于國家規范規定的25℃，防止溫差裂縫的產生。

3　結語

優質的混凝土實體是混凝土供應商和施工單位共同努力的結晶，混凝土供應商首先要提供合格的混凝土，施工單位要知道混凝土供應商運送到現場的混凝土，僅僅是半成品，需要施工單位嚴格按國家規范精心施工，才能打造優質的工程。

［通訊地址］浙江省溫州市鹿城輕工業園區盛昌路1號溫州華邦混凝土有限公司（325000）

Causes and preventive measures of crack in massive concrete foundation slab

Huang Zhenxing
(Wenzhou Huabang Concrete Co., Ltd., ZhejiangWenzhou325000)

Through a number of practical engineering case, this paper gave some examples of the foundation slab of mass concrete crack types, analyzed the causes of cracks, and put forward the preventive measures of crack.

massive concrete; foundation slab; crack

黃振興（1964—），總工程師，從事混凝土行業26年，參加過高鐵、地鐵、幾十座大型橋梁高強度、高性能混凝土的生產和供應，在國家級混凝土專業期刊發表論文20 多篇。