摘要：隨著社會(huì)發(fā)展，工業(yè)與民用建筑中越來(lái)越多的運(yùn)用到大體積混凝土結(jié)構(gòu)，而大體積混凝土的收縮和溫度應(yīng)力引起裂縫也越來(lái)越受到關(guān)注。本文通過(guò)一工程實(shí)例，分析大體積混凝土裂縫主要成因與控制。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土 裂縫 溫度應(yīng)力 收縮應(yīng)力

1 前言

混凝土在現(xiàn)代工程建設(shè)中占有重要地位，被廣泛運(yùn)用于各種工程中，但混凝土裂縫在工程中也幾乎無(wú)處不在，在大體積混凝土工程中尤為突出，歷來(lái)是困擾混凝土工程質(zhì)量的突出難題，是影響結(jié)構(gòu)使用功能、外觀質(zhì)量和耐久性的重要因素。本文結(jié)合某公司水池池壁混凝土裂縫檢測(cè)，針對(duì)該工程大體積混凝土裂縫成因做一探討。

2 工程概況

某公司在建混凝土地下水池，水池平面呈“凹”型，東西向長(zhǎng)度約48m，南北向?qū)捈s40m，南北向局部收進(jìn)22m，水池最深約15m，受檢測(cè)時(shí)池壁澆筑高度約2-3m。

受檢水池位于“凹”型大水池的東北部，見圖1，受檢水池南北向長(zhǎng)約22m，東西向?qū)捈s9m，深約15m；池壁采用鋼筋混凝土墻，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C35P8，板內(nèi)豎向鋼筋、水平鋼筋均為HRB335鋼筋Φ25，水平拉結(jié)筋采用HRB335鋼筋Φ10；東側(cè)水池壁厚2.3m，西側(cè)與北側(cè)厚1.3m，南側(cè)與另一水池相連。

工程于2011年5月21日完成底板以上約0.5m至3m高池壁的混凝土澆筑，但在混凝土澆注拆模后即發(fā)現(xiàn)，東、西、北三側(cè)池壁均有多條豎向裂縫，裂縫處有滲水現(xiàn)象。

3 水池檢測(cè)情況

（1）池壁裂縫情況

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，混凝土池壁裂縫均豎向分布，相互間基本平行，多集中于池壁高度方向中間位置，長(zhǎng)約2.7m～0.45m，寬約0.15mm～0.2mm，多處裂縫有滲水現(xiàn)象。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)大部分裂縫的走向與豎向鋼筋排布走向一致，18條裂縫分布情況見圖3裂縫分布示意圖。

（3）池壁混凝土強(qiáng)度檢測(cè)

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)回彈法檢測(cè)，池壁混凝土推定強(qiáng)度為36.0MPa，滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度C35的要求。

（4）水池施工情況調(diào)查

根據(jù)施工方提供的施工日志、旁站監(jiān)理記錄表與詢問交流可知，受檢水池池壁于2011年5月21日澆筑混凝土，澆筑時(shí)間為上午10時(shí)30分至下午15時(shí)30分，2011年5月24日開始拆模，養(yǎng)護(hù)至2011年6月4日，養(yǎng)護(hù)辦法為澆水。根據(jù)施工記錄可知混凝土澆搗當(dāng)天氣溫達(dá)到30℃，養(yǎng)護(hù)期間有多天最高溫度超過(guò)30℃，2011年6月9日達(dá)到35℃高溫天氣，且拆模時(shí)間過(guò)早，只做簡(jiǎn)單的澆水養(yǎng)護(hù)，對(duì)大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)較不利。

4 池體結(jié)構(gòu)受力分析

受檢水池為全地下水池，深15m，目前水池混凝土澆筑至底板以上約3m高度，外側(cè)圍護(hù)樁及水平支撐均正常。

目前水池池壁的受力狀態(tài)為：1）自重；2）池壁外側(cè)土壓力。由于現(xiàn)池壁僅3m高，由土壓力產(chǎn)生的側(cè)向彎矩及混凝土自重相對(duì)于1.3m（2.3m）厚池壁作用十分有限，且不會(huì)形成豎向裂縫，可基本排除因外荷載直接引起的裂縫。

5 混凝土池壁開裂原因分析

受檢水池池壁裂縫形態(tài)為豎向，寬約0.15～0.2mm，長(zhǎng)2.7m～0.45m不等，有滲水現(xiàn)象，判定多為內(nèi)外貫穿裂縫，多與豎向鋼筋走向一致。排除因外荷載直接引起的裂縫，可以判斷為因變形引起的裂縫。主要原因?yàn)橐韵聨追矫妫?/p>

(1) 大體積混凝土水泥的水化熱。水泥在水化過(guò)程中要釋放出一定的熱量，而受檢水池池壁厚為1.3m（2.3m）屬于大體積混凝土結(jié)構(gòu)，斷面較厚，表面系數(shù)相對(duì)較小，水泥產(chǎn)生的熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易消散，而混凝土表面的熱量散失得較快，逐漸累積形成的內(nèi)外溫差，產(chǎn)生過(guò)大的溫度應(yīng)力使混凝土開裂。

(2) 大體積混凝土的收縮?；炷翝仓?，其中80%的水分將會(huì)蒸發(fā)，勢(shì)必會(huì)引起混凝土體積的收縮；混凝土收縮后，又遇天氣變化，養(yǎng)護(hù)期間有多天最高溫度超過(guò)30℃，且干濕天氣交替出現(xiàn)，容易產(chǎn)生裂縫。

(3) 池壁內(nèi)外溫差。池壁外側(cè)為覆土，濕潤(rùn)且溫度較低，池壁內(nèi)側(cè)陽(yáng)光直接照射，養(yǎng)護(hù)期間有多天最高溫度超過(guò)30℃，池壁內(nèi)外溫差產(chǎn)生的溫度應(yīng)力加劇了裂縫的形成；另外，高溫可能使混凝土內(nèi)水分迅速蒸發(fā)，導(dǎo)致水泥水化不完全，而水分蒸發(fā)造成的毛細(xì)管網(wǎng)彼此連通，形成滲水通道。

由以上分析可知：大體積混凝土水泥的水化熱及養(yǎng)護(hù)期間多天最高溫度超過(guò)30℃導(dǎo)致混凝土內(nèi)部產(chǎn)生了過(guò)大的溫度應(yīng)力；養(yǎng)護(hù)期間過(guò)早的拆模使混凝土表面水分快速蒸發(fā)，加大了混凝土的收縮；最終混凝土在溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力共同作用下產(chǎn)生了裂縫。

池壁裂縫有滲水現(xiàn)象，可判斷為內(nèi)外貫穿性裂縫，但就目前檢測(cè)到的裂縫來(lái)看，寬度均不大于0.2mm，裂縫雖尚不會(huì)顯著影響結(jié)構(gòu)安全，但對(duì)混凝土碳化和鋼筋的銹蝕等結(jié)構(gòu)耐久性問題存在影響。

6 結(jié)語(yǔ)

該工程混凝土池壁開裂的主要原因是混凝土澆搗及拆模養(yǎng)護(hù)期間氣溫較高；拆模過(guò)早、養(yǎng)護(hù)不到位使混凝土表面水分快速蒸發(fā)，加大了混凝土的收縮；最終混凝土在溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力共同作用下產(chǎn)生了裂縫。因此，在今后類似的設(shè)計(jì)、施工中，應(yīng)引起有關(guān)技術(shù)人員的重視，注意從控制溫度、改進(jìn)設(shè)計(jì)和施工操作工藝、改善混凝土性能、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等方面著手，采取有效預(yù)防控措施。

參考文獻(xiàn):

(1)王鐵夢(mèng).工程結(jié)構(gòu)裂縫控制.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2009.

(2)劉曉雄.水廠矩形水池混凝土施工技術(shù)及裂縫控制措施分析探討.中外建筑.2004（9）

(3)JGJ/T 23-2001.回彈法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程；

(4)JGJ/T 152-2008.混凝土中鋼筋檢測(cè)技術(shù)規(guī)程

(5)GB 50204-2002混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范