混凝土澆筑抗裂技術(shù)在建筑工程施工中的應(yīng)用研究

凌林

（廣西田東縣建筑工程公司，廣西 田東 531500）

0 引言

混凝土澆筑是建筑工程施工主要環(huán)節(jié)之一，其施工質(zhì)量在很大程度上決定了整個(gè)建筑工程的質(zhì)量。然而，由于受到不同各方面因素的影響，可能使?jié)仓瓿傻幕炷脸霈F(xiàn)裂縫。因此，在工程的實(shí)際情況中，有必要在掌握裂縫產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，采取合理有效的抗裂技術(shù)。

1 工程概況

某小區(qū)地下車庫是典型的人防車庫，總建筑面積約8000m2，人防面積約占總建筑面積的20%。該建筑地下車庫的層高較高，可達(dá)4.0m，埋深為1.2m，基礎(chǔ)頂、底板厚度分別為250mm 和600mm，其中，非人防部位的頂板厚度為200mm，外墻板厚度為400mm，采用C30P6 混凝土。因該地下車庫澆筑面積相對(duì)較大，并且澆筑施工需要在氣溫較高的夏季進(jìn)行，所以澆筑部位容易出現(xiàn)裂縫，此外，車庫處在地表下方約1.2m 的位置，場(chǎng)地范圍內(nèi)的土質(zhì)以粘質(zhì)粉土為主，有很大的滲透系數(shù)，所以在現(xiàn)場(chǎng)施工中必須加強(qiáng)抗裂，在不同施工階段采取合理可行的抗裂技術(shù)措施。

2 裂縫常見類型與成因

在混凝土澆筑施工中，可能出現(xiàn)以下3 種裂縫。

（1）收縮裂縫。在澆筑施工中，為達(dá)到良好工作性能，混凝土實(shí)際加水量可能比水泥自身水化需要的數(shù)量多數(shù)倍，在多余水分散失的過程中，體積不斷收縮，在內(nèi)部出現(xiàn)若干毛細(xì)孔，最終形成裂縫。常見收縮裂縫包含以下3 種類型：塑性收縮、沉降收縮和干燥收縮。該類裂縫的大小主要和混凝土原材料類型、配合比及澆筑與養(yǎng)護(hù)施工有關(guān)[1]。

（2）溫度裂縫。因水泥硬化時(shí)會(huì)放出水化熱，但由于混凝土體積往往很大，所以表面散熱速度明顯快于內(nèi)部，進(jìn)而在混凝土表面和內(nèi)部就會(huì)產(chǎn)生溫度梯度，繼而形成很大的拉應(yīng)力。在這一拉應(yīng)力超出混凝土自身抗拉強(qiáng)度和變形能力后，就會(huì)出現(xiàn)裂縫；此外，混凝土養(yǎng)護(hù)過程中如果受到大風(fēng)寒流等天氣因素的影響，使表面溫度顯著降低，還會(huì)使裂縫發(fā)生進(jìn)一步擴(kuò)散。根據(jù)以往工程經(jīng)驗(yàn)，季節(jié)性溫差同樣會(huì)導(dǎo)致溫度裂縫產(chǎn)生。

（3）沉陷裂縫。將混凝土澆筑結(jié)束后，混凝土中的骨料顆粒發(fā)生下沉，而水泥漿不斷上浮，因受到鋼筋或其他預(yù)埋件等影響，使混凝土發(fā)生明顯的分離現(xiàn)象。此外，結(jié)構(gòu)件自身基底不夠堅(jiān)實(shí)，或模板的剛度較低，缺乏可靠支撐，或澆筑過程中未能充分振搗等，都有可能導(dǎo)致不均勻沉降現(xiàn)象的發(fā)生，進(jìn)而造成開裂現(xiàn)象。

3 混凝土抗裂技術(shù)應(yīng)用

3.1 設(shè)計(jì)方面

（1）由于該地下車庫結(jié)構(gòu)面積較大，所以在設(shè)計(jì)過程中考慮設(shè)置后澆膨脹帶，通過這樣的設(shè)計(jì)能使整個(gè)結(jié)構(gòu)分成多個(gè)部位，進(jìn)而起到釋放溫度應(yīng)力與減小收縮變形的作用，從而有效防止裂縫的產(chǎn)生。在后澆膨脹帶施工中需使用強(qiáng)度等級(jí)比其他部位高一個(gè)等級(jí)的混凝土，同時(shí)摻入一定量的微膨脹劑，并將澆筑時(shí)間確定為主體結(jié)構(gòu)施工結(jié)束后1 個(gè)月。后澆膨脹帶數(shù)量根據(jù)結(jié)構(gòu)類型和面積確定[2]。

（2）考慮到該地下車庫結(jié)構(gòu)處于土層1.2m 以下，而且區(qū)域地下水位較高，所以頂板與外墻板是澆筑施工中的抗裂重點(diǎn)環(huán)節(jié)?；诖?，設(shè)計(jì)中采用加密間距與減小直徑相結(jié)合的方法來提升混凝土自身最大拉伸能力，采用φ14@120 鋼筋替換原結(jié)構(gòu)中的φ16@180 鋼筋，以此時(shí)鋼筋布置達(dá)到細(xì)而密的效果。此外，適當(dāng)提高配筋率，以此減小或分散收縮及溫度裂縫。

3.2 材料選擇方面

（1）該地下車庫需要在氣溫較高的季節(jié)進(jìn)行，所以施工中必須加強(qiáng)料溫控制，以此減小水化熱峰值，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度裂縫產(chǎn)生及發(fā)展的有效控制。其具體操作方法為：為砂石料搭專門的遮蔭棚，并適時(shí)噴灑冷水，為水池加蓋。在水泥材料使用前，應(yīng)放置至少7d 的時(shí)間。

（2）水泥以425 及以上普硅水泥為宜，因?yàn)檫@種水泥不僅具有很高的早期強(qiáng)度，而且泌水性與干縮性都較小。在水泥中適量摻入粉煤灰還能進(jìn)一步減小早期水化熱，更好地保證混凝土密實(shí)程度，防止在硬化中產(chǎn)生劇烈收縮[3]。

（3）石子粒徑要合適，如果石子粒徑過大，則會(huì)使混凝土在不斷硬化時(shí)因水分持續(xù)散失使石料表面附著的砂漿層出現(xiàn)明顯收縮，但石料自身收縮程度較小，最終導(dǎo)致砂漿和粗骨料之間的接觸面出現(xiàn)裂縫，這對(duì)混凝土抗裂是極為不利的。而如果石子粒徑過小，則會(huì)因?yàn)楣橇献陨肀砻娣e增加，使砂漿用量變大，進(jìn)而加劇收縮，導(dǎo)致開裂。通過綜合對(duì)比，以粒徑在5～35mm 范圍內(nèi)的碎石為宜，同時(shí)要注意含泥量需控制在1%之內(nèi)。

（4）在混凝土中，砂的主要作用在于填充石料之間存在的空隙。本次主要采用的是中砂，其細(xì)度模數(shù)為2.5，同樣要求將含泥量控制在1%之內(nèi)[4]。

3.3 配合比設(shè)計(jì)方面

（1）配合比應(yīng)采用當(dāng)前相對(duì)成熟且可行的經(jīng)驗(yàn)值。實(shí)際施工過程中，底板混凝土坍落度按照10～14cm 的范圍控制，墻頂板混凝土坍落度按照9～11cm 的范圍控制，通過摻入適量泵送劑，在減水的同時(shí)對(duì)混凝土自身工作性進(jìn)行改善。

（2）對(duì)于本次施工使用的混凝土，其配合比為水:水泥:砂:石:粉煤灰:泵送劑=152:270:718:1022:52:2.92。

（3）在確定適宜的配合比基礎(chǔ)上還要保證材料計(jì)量準(zhǔn)確，一般情況下每盤混凝土的材料計(jì)量誤差應(yīng)滿足以下要求：水泥計(jì)量誤差不超過2%，粗、細(xì)集料計(jì)量誤差不超過3%，水計(jì)量誤差不超過2%，外加劑計(jì)量誤差不超過2%。

3.4 混凝土運(yùn)輸方面

（1）當(dāng)采用泵送方式運(yùn)輸混凝土?xí)r，應(yīng)保證所有泵送設(shè)備和輸送管均能正確安裝，一方面要保證位置合理，另一方面則要保證線路盡可能短和直，盡量減少轉(zhuǎn)彎，如果必須轉(zhuǎn)彎，則要將轉(zhuǎn)彎處放緩，不可出現(xiàn)急彎。在安放輸送管的過程中要保持平直與牢固，防止?jié)仓^程中接口處產(chǎn)生漏漿。使管道達(dá)到短而直能防止混凝土坍落度大幅損失，對(duì)保證泵送順利完成十分有利，進(jìn)而提高澆筑成果質(zhì)量[5]。

（2）在泵送混凝土?xí)r，應(yīng)注意防止泵管阻塞，使整個(gè)泵送過程保持連續(xù)。在料斗中應(yīng)有充足混凝土，防止吸入大量空氣造成堵管，若泵送中途有間歇，則間歇時(shí)間要控制在45min 以內(nèi)。

（3）在冬季進(jìn)行混凝土施工時(shí)要格外注意入模溫度控制，從運(yùn)輸階段就需要采取措施防止混凝土受凍，為罐車、管道和輸送泵采取有效的保溫及防風(fēng)措施。

（4）當(dāng)混凝土施工是在夏季進(jìn)行時(shí)要注意不可在雨天施工，因?yàn)樵谟晏焓┕?huì)使混凝土自身含水量大幅增加，導(dǎo)致混凝土中產(chǎn)生很多孔隙，使密實(shí)度降低，產(chǎn)生裂縫。另外，夏季氣溫相對(duì)較高，水分散失速度快，水化反應(yīng)加劇，拌和物坍落度可能出現(xiàn)很大損失。對(duì)此，夏季施工中要注意防止混凝土被直接暴曬。施工前應(yīng)安排專人進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)提供專業(yè)指揮，加強(qiáng)安全和技術(shù)交底，對(duì)收料單時(shí)間等進(jìn)行重點(diǎn)檢查，保證每車運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)的混凝土都能滿足施工要求[6]。

3.5 施工方面

（1）在澆筑底板和墻頂板混凝土的過程中，需要將后澆膨脹帶作為界限，將整個(gè)結(jié)構(gòu)分成3 個(gè)小塊，每個(gè)分塊一次性完成澆筑和振搗。在各分塊施工過程中應(yīng)配足人力，并安排管理人員開展全天候監(jiān)控，確保澆筑施工連續(xù)完成。

（2）選擇距離較短且保持通暢的混凝土運(yùn)輸路線，加強(qiáng)和拌和站之間的聯(lián)系，確?；炷聊軌蚣皶r(shí)供應(yīng)，適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)施工要求，防止出現(xiàn)冷縫。為確保澆筑施工順利完成，現(xiàn)場(chǎng)配備3 個(gè)泵車12 輛混凝土運(yùn)輸車。

（3）采用具有噴淋功能的攪拌車，并在進(jìn)料與出料部位分別設(shè)置遮陽棚，在泵管外部包裹一層濕麻袋，以此對(duì)拌和物實(shí)施有效降溫。

（4）在澆筑和振搗施工中，應(yīng)嚴(yán)格遵循以下各項(xiàng)原則：澆搗同步、分層遞進(jìn)、一次到頂和循序漸進(jìn)，必要時(shí)進(jìn)行二次壓光，使混凝土達(dá)到平整和密實(shí)。對(duì)于施工縫處的混凝土，應(yīng)做好接漿處理。在振搗過程中插點(diǎn)的布置應(yīng)均勻，其間隔距離不能超過振搗器自身作用半徑1.5 倍，否則將影響最終的振搗效果。同時(shí)要掌握適宜的振搗時(shí)間，通常以混凝土表面停止下沉，并且沒有明顯的氣泡出現(xiàn)為結(jié)束振搗的標(biāo)準(zhǔn)[7]。

（5）澆筑施工中要隨時(shí)對(duì)模板及其支撐系統(tǒng)、鋼筋和各類預(yù)埋件進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)明顯的位移或變形現(xiàn)象應(yīng)立即處理，避免產(chǎn)生沉陷裂縫。如果發(fā)現(xiàn)砂漿大量富集，則需要對(duì)多余的漿液進(jìn)行收集，并倒回到澆筑點(diǎn)，以免出現(xiàn)收縮裂縫。

（6）只有在環(huán)境溫濕度達(dá)到適宜條件時(shí)，混凝土中的水泥才能充分水化硬化。基于此，澆筑施工一般建議在室外溫度較低的情況下進(jìn)行，通常要求室外溫度保持在5～28℃；而濕度則以混凝土表面始終保持濕潤為宜，在條件允許的情況下可通過覆蓋濕麻袋進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)。

（7）實(shí)踐表明，使用水化熱較低的水泥，并摻入適量具有良好緩凝效果的外加劑，選擇有良好級(jí)配的砂、石，能有效減小水泥漿體中摩阻力，改善水泥漿體自身流動(dòng)性，進(jìn)而減小水灰比，增強(qiáng)混凝土硬化后的強(qiáng)度。此外，由于能減少約1/5 的用水量，所以能明顯降低水化熱，或延遲這部分熱量的釋放。

（8）澆筑方案需要根據(jù)澆筑體積確定，若按照澆筑體積，可將澆筑措施細(xì)分成以下3 種：①全面分層澆筑，通常適用于澆筑面較小的情況，先對(duì)第一層混凝土進(jìn)行整體澆筑，在第一層澆筑完成的混凝土達(dá)到初凝之前對(duì)第二層進(jìn)行澆筑。②分段分層澆筑，通常適用于澆筑面較大的情況，但澆筑厚度不能太大。③斜面分層澆筑，通常適用于結(jié)構(gòu)長度達(dá)到澆筑厚度3 倍以上的情況[8]。選擇正確合理的澆筑方案不僅有利于澆筑作業(yè)，還能防止由于澆筑不當(dāng)造成的裂縫。

（9）養(yǎng)護(hù)是混凝土施工中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)之一，溫?zé)崆覞駶櫟沫h(huán)境對(duì)混凝土硬化十分有利，同時(shí)還能加快膠體與晶體物質(zhì)的形成，將混凝土中的毛細(xì)孔通道完全阻塞，為硬化過程中與完成硬化后的抗裂防滲創(chuàng)造良好條件。在該工程施工中，底板混凝土養(yǎng)護(hù)方法為覆蓋麻袋與灑水相結(jié)合；墻板混凝土澆筑完成后于其頂部設(shè)置帶孔細(xì)軟管實(shí)施噴淋養(yǎng)護(hù)，將模板拆除完成后，立即貼掛一層麻袋片，使麻袋被潤濕后為混凝土墻板創(chuàng)造良好的養(yǎng)護(hù)環(huán)境；頂板混凝土的養(yǎng)護(hù)方法為蓄水法，考慮到水有良好隔熱保濕作用，能減小混凝土內(nèi)外部溫度差，還能提供良好的濕潤環(huán)境，故可通過蓄水達(dá)到養(yǎng)護(hù)要求，但在實(shí)際情況中要注意對(duì)蓄水高度進(jìn)行嚴(yán)格控制，一般控制在5～8cm，同時(shí)養(yǎng)護(hù)時(shí)間要達(dá)到14d及以上。

3.6 其他措施

除以上防裂技術(shù)外，在混凝土施工中還可采取以下措施減少或防止裂縫的產(chǎn)生?；炷两Y(jié)構(gòu)的澆筑施工應(yīng)保持連續(xù)，一般情況下不建議留設(shè)施工縫。然而，針對(duì)基礎(chǔ)底板這種大體積混凝土而言，可留設(shè)豎向施工縫進(jìn)行分段澆筑，將整個(gè)大體積混凝土分解成若干部分，這樣能加速水化熱的散失，減小內(nèi)外部溫度差，有效減少或徹底避免由于水化熱造成的裂縫，這是防止由于水化熱導(dǎo)致溫度裂縫產(chǎn)生的常用構(gòu)造措施。在留設(shè)豎向施工縫的基礎(chǔ)上，還需在其截面均勻布置插筋，在沒有特殊要求時(shí)可采用φ16@500×500 鋼筋，以此增強(qiáng)新舊混凝土之間的聯(lián)結(jié)。除此之外，在豎向縫頂?shù)撞糠謩e采用φ8@500 鋼筋設(shè)置拉結(jié)鋼筋網(wǎng)，這樣也能起到良好的抗裂作用。完成以上構(gòu)造措施施工后應(yīng)注意在澆筑開始前將鋼筋表面附著的銹跡清理干凈，并用清水對(duì)混凝土截面進(jìn)行沖刷，之后用稠度較高的水泥漿均勻涂刷兩遍，之后即可開始澆筑施工。

4 結(jié)語

綜上所述，抗裂是建筑工程施工基本要求和目標(biāo)，以上結(jié)合實(shí)例從不同方面提出合理可行的防裂技術(shù)措施，旨在為其他建筑工程的混凝土澆筑施工提供技術(shù)參考，防止新澆筑完成的建筑混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫等質(zhì)量問題。