建筑工程施工大體積混凝土裂縫防治措施探究

姚燕飛

（中鐵十五局集團路橋建設有限公司，江蘇 南京 210031）

混凝土作為建筑工程建設中的原料之一，混凝土與鋼結構框架進行契合，形成較為完整的建筑架構，其中，混凝土質量性能也直接影響工程建設質量。但是從工程建設角度看，部分混凝土工程存在嚴重的裂縫問題，降低建筑結構的內應力，如未能及時解決，將產生嚴重的建筑病害，削減建筑結構的抗震能力，嚴重情況需要整體返工，加大成本投入。對此，工程建設期間，應結合不同原料組成、建筑施工工序、材料干擾因素等，加強對混凝土裂縫問題的防治，全面提高工程建設質量。文章針對建筑工程施工大體積混凝土裂縫防治措施進行探討，僅供參考。

1 建筑工程施工大體積混凝土裂縫的產生動因

1.1 混凝土裂縫施工因素的干預

科學、合理的施工方法是保證混凝土結構穩定的前提所在，但是現有大體積混凝土施工中，由施工手段、施工技術引發的問題屢見不鮮。究其主要原因，由于工程施工人員并不具備相對應的施工專業性，導致前期圖紙文件與中期現場施工不契合的問題。例如，混凝土原料配比過程中，水灰比存在誤差，造成混凝土的塌落度失衡，引發后期凝合過程中的裂縫問題；大體積混凝土澆筑與振搗環節，未能將振搗工具下沉到一定位置，造成混凝土內部存在縫隙問題；混凝土澆筑以后，未對混凝土結構進行養護處理，極易在溫度、濕度的影響下產生結構收縮現象。

1.2 混凝土裂縫應力因素的干擾

混凝土結構應力是影響混凝土穩定性的直接因素，待混凝土澆筑完畢以后，混凝土結構凝合期間，物理狀態發生改變，此時混凝土內部應力也擺脫流體力學屬性，而是在材料分子以及外部環境的作用下，形成高強度、高硬度的固態混凝土。此過程中，內部荷載效果將產生較為嚴重的應力問題，此類結構內應力的干擾大多來自化學收縮、干燥收引發的抗壓值、抗拉值徐變，當混凝土材料之間的粘合力低于混凝土凝合期間產生的結構內應力時，將存在結構裂縫，降低混凝土的承載力。

1.3 混凝土裂縫材料因素的干擾

混凝土主要是指膠凝材料與砂石、水等物質按照一定比例摻和攪拌，形成混凝土泥漿，為后期現場澆筑提供基礎材料。混凝土材料的等級是在硬化以后，按照抗壓強度界定的，大體分為14個等級，期間，材料等級是由材料配比決定的。混凝土裂縫材料因素的干擾點，主要體現在材料核驗不精準，例如，原材料存在以次充好現象，材料配比存在誤差現象等，均可能造成凝合后的混凝土存在嚴重裂縫問題，達不到等級強度。

1.4 混凝土裂縫干燥因素的干擾

大體積混凝土在凝固過程中，內部水分在凝合高溫的作用下將被大量蒸發，無論內部，還是外部，水體流失，將造成混凝土結構失水現象。當混凝土內部水分降到臨界點時，混凝土材料將產生結構壓縮，令混凝土內部呈現開裂問題，降低混凝土結構的荷載力。

1.5 混凝土裂縫溫度因素的干擾

我國《大體積混凝土施工標準》規定：混凝土結構物實體最小幾何尺寸應大于1 m。當下，建筑工程結構中通常會使用大體積混凝土施工方法。但是混凝土大體積特性，間接削減混凝土的表面系數，混凝土內部材料水化期間產生的熱量具有集中性，短時間內將因為內外溫差問題，引發裂縫。特別是在溫度相對較低的環境中施工時，溫差現象加大，可能令混凝土體積存在較多的裂縫點，增加修復難度。

2 建筑工程施工大體積混凝土裂縫防治措施

大體積混凝土一般是指混凝土事物尺寸不低于1 m，此類結構屬性，令混凝土澆筑施工期間，產生諸多干擾因素，整體把控難度相對較大。對此，工程施工防治期間，應從不同方面，分析裂縫成因，并采取相對應的控制舉措，規避混凝土裂縫問題。

2.1 科學性配比材料

材料作為混凝土的基礎組成，不同材料的配比度決定在內外界干擾因素下產生的干擾問題。一方面，應對材料選取方面進行控制。考慮到混凝土在凝合期間產生的集中水化熱問題，加大外部降溫難度。但是從結構機理角度看，可通過材料屬性的界定，增加建筑混凝土的結構強度，提高結構抗性，這樣可增加混凝土結構的抗熱與抗壓性，降低結構損毀度。此過程中，技術人員可按照工程施工基準，精確測量混凝土材料的基礎屬性，通過實驗比對，分析不同材料在施工期間呈現的變化值。同時，材料核驗期間，應嚴格控制入場材料質量，如果發現材料不達標，應立即更換處理，降低混凝土裂縫問題。

另一方面，應對材料配比方面進行控制。首先，骨料選擇方面。粗骨料粒徑在5~30 mm之間的碎石，卵石則可選取5~40 mm的碎石，盡可能降低混凝土體積的收縮度。細骨料粒徑的粗細比值應高于2.5，內部需要摻雜粉煤灰。此外，應對骨質內部的泥和相關雜質進行控制，增強混凝土結構的抗裂性能。其次，水泥種類選擇方面。水泥種類應當以水化學含量較低、凝合時限長的材料為主，例如硅酸鹽、礦渣水泥等，其具備較強的抗高低溫性，降低混凝土凝合期間的熱量聚集問題。最后，外摻合料選擇方面。由于大體積混凝土施工的特殊性，結構凝合時間相對較長，外摻合料也應盡量選取具有減水性能與緩凝性能的添加劑，縮短水泥凝合時間，增加混凝土結構強度。

2.2 澆筑環節的控制

明確混凝土澆筑工序：準備工作→安裝固定模板→綁扎鋼筋→布置測溫管→原材料計量→混凝土拌合→運輸泵送→分層澆筑→振搗→表面壓抹→保濕覆蓋→保溫養護→測溫→觀察記錄→高溫臨界→降低溫差→養護正?！狡诓鹉！鷻z查→缺陷處理→交工檢驗。

大體積混凝土澆筑施工控制：從基礎施工角度看，為保證工程建設質量及進度，需進行連續化施工處理。對此，應與信譽度較高的供應商進行合作，混凝土的含砂率維系在40%上下，初凝時間應在8 h之內?；炷翝仓陂g，可利用泵車停留時長減少內外部的溫差值，混凝土大面積澆筑的落體高度應低于2 m，如果受限于施工限制超出2 m，則需要接入套筒，防止混凝土澆筑分離問題。在澆筑過程中，應采取逐層推進的模式，當底部施工完畢，應進行振搗處理，待上部澆筑之后，需進行混合振搗處理，避免出現混凝土裂縫的問題。如果存在連續性的施工需求時，則應進行分塊施工處理，期間，保證各施工塊之間的平行性，當需要斷開施工時，標定處理應在合理范疇內。

2.3 混凝土散熱處理

大體積混凝土結構散熱處理中，主要采用保溫、外蓄、機理分散予以控制。第一，待混凝土施工中，可在管道內部進行水冷處理，此過程中應針對水體流量進行限制，例如入口溫度、出口溫度等，通過流體水吸收混凝土的熱量。期間，為保證持續性施工的穩定性，應進行試驗處理，連續通水10天，檢測入水口、出水口的溫度是否一致，如果不一致，需進行水流速度的調整，直到兩者溫度一致，才表明試驗結果的準確性。通水期間，應保證水體溫度值的均衡性。第二，利用外蓄水降低混凝土溫度值。此類養護工序大多是采用自來水進行澆灌，但是市政供水溫度值與混凝土發熱時候的溫度值相差約為20 ℃，為延緩溫度溫差問題，需對水體流量進行檢測處理，在不同水體流通接口安裝調節閥門，且在通水前期進行預測，避免水體連接處存在漏水現象。第三，在內部預埋冷卻管，利用水循環帶走混凝土內部熱量，同時，可在混凝土表面敷設草席、塑料薄膜等，防止出現水體過度蒸發的現象?；炷两Y構內外表面溫差應在25 ℃以內，確保實現均勻降溫的效果。

2.4 大體積混凝土溫控處理

溫度控制主要是針對混凝土內部結構起到溫度抑制，確保在不同施工場景下，混凝土內部溫度值不會因為溫差過大產生裂縫問題。第一，保溫處理中，工作人員應定期監測混凝土結構的溫度值，期間，需在內部環境與外部環境同時布設監控點，確保各類信息可真實映射混凝土的溫差值，查找混凝土硬化期間存在的異?，F象。第二，預埋管體選用較粗的PVC管。實際使用中，將PVC管的下端進行封堵處理，且管體與測溫管體應維系垂直狀態，確保溫度監測的持續性。第三，溫度值變化的精細分析。溫度值測量期間，一天監測晝夜溫度，如果內部溫度值與外部溫度值之間的差值大于25 ℃時，則應加大保溫力度，避免因溫度差過大引發的混凝土裂縫問題。

3 建筑工程施工大體積混凝土裂縫防治實例

3.1 工程概況

本項目為長興縣新建地下隧道工程，結構總長度為672 m，采用礦山法暗挖施工，結構主體為拱墻結構，采用貼壁式襯砌。該隧道工程施工周期較長，隧道襯砌工藝相對繁瑣，工程施工中需要結合不同施工限制點予以控制，確保工程建設的持續性。隧道工程中部分混凝土施工工藝采用的是大體積混凝土施工方法，受到內外部環境因素的影響，極易產生混凝土裂縫問題，降低混凝土結構應力。對此，應選取相對應的施工技術工藝、施工材料等，降低混凝土結構裂縫問題的產生概率。

3.2 原材料選用方面

利用混凝土澆筑道路底板時，選取K425型礦渣硅酸鹽水泥，此種類水泥具有地水化熱優勢，在后期硬化凝合期間，降低熱量聚集度，增強結構強度。第一，低水化熱的礦渣硅酸鹽水泥在后期可對混凝土結構內外溫差起到協調作用，特別是在低溫條件下，可加快混凝土結構的凝結速率。待水泥入場以后，需進行專業標識，并做好相應的存儲工作，如果存在受潮失效問題時，應立即更換材料。第二，砂石符合《普通混凝土用砂質量標準及檢驗方法 JGJ56 一 97》標準。第三，碎石粒徑控制在5~28.5 mm，碎石泥及雜質含量應小于總量的1%。第四，混凝土施工過程中的工程水應控制水質，選取市政供水，防止水中雜質過多，引發材料的化學或物理反應。第五，添加劑選取時，可添加適量混凝土催凝劑，加速混凝土結構的凝合效率。

3.3 混凝土配比

考慮到工程施工中的環境影響因素，為規避混凝土凝合或使用過程中的裂縫產生概率，應按照混凝土等級強度及使用環境，嚴格控制配比，做到材料平衡配比，提高混凝土結構的穩定性。期間，應對混凝土材料的配比進行試驗，如表1所示，為C40混凝土配比。

表1 C40混凝土配比數據

3.4 混凝土施工控制

第一，混凝土攪拌與運輸中，應保證原材料塌落度符合工程建設基準，且拌和期間不得存在混凝土離析現象，做到均勻拌和處理。此外，考慮到拌和地點與施工地點之間消耗的時間問題，則應適當調整工程水用量，防止運輸時間過長引發的混凝土過干現象。第二，混凝土澆筑。澆筑前期應對施工現場進行清潔處理，部分具有一定要求的環節，必須做到一次成型，避免出現中斷，如果施工期間遇到降雨問題，則應隨澆隨蓋。第三，混凝土振搗環節。應按照施工面積合理布設振搗裝置的施工點，且應合理控制振搗裝置的插入深度，避免對內部鋼筋產生碰撞。第四，混凝土養護環節。澆筑完成之后需等混凝土達到設計強度的 70%方可拆模，如要在上面進行作業，則必須待混凝土強度達到一定強度才可以。拆除模板和撤除保溫層時，需確認外界溫度高于5 ℃時才可進行。否則混凝土容易受凍影響混凝土的強度。同時，在完成拆模工序后，應進行表面檢測處理，確保外表面無裂縫。

4 結語

綜上所述，建筑工程大體積混凝土施工期間極易產生裂縫問題，影響工程建設質量。對此，應加強分析混凝土裂縫的產生動因，結合施工技術工藝、施工材料等，建立健全施工規劃體系，做到全過程管控、全方位防治的效果，提高工程建設質量。