王彥闖，程建民

（山西一建集團(tuán)有限公司，山西 侯馬 043004）

一次不當(dāng)養(yǎng)護(hù)造成的混凝土表面裂縫

王彥闖，程建民

（山西一建集團(tuán)有限公司，山西 侯馬 043004）

本文通過(guò)對(duì)一起因混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度與表面養(yǎng)護(hù)用水溫度溫差過(guò)大，造成混凝土筏板基礎(chǔ)表面裂縫的案例分析，提出了混凝土裂縫產(chǎn)生的原因、處理方法和今后的預(yù)防措施。

不當(dāng)養(yǎng)護(hù)；溫差；裂縫；混凝土抗拉強(qiáng)度

隨著國(guó)家建設(shè)大規(guī)模的發(fā)展，土地資源越來(lái)越緊張，高層和超高層的住宅和商業(yè)用房也越來(lái)越多。高層建筑的基礎(chǔ)全部都是大體積混凝土，而大體積混凝土的裂縫控制問(wèn)題不可避免地?cái)[在我們面前。嚴(yán)格地講，大體積混凝土的裂縫要從多方面控制，從制定大體積混凝土施工方案，到原材料、混凝土攪拌、運(yùn)輸、澆筑施工工藝，澆筑后的結(jié)構(gòu)實(shí)體測(cè)溫、養(yǎng)護(hù)等一系列環(huán)節(jié)都不可忽視。但一般來(lái)講，大家對(duì)大體積混凝土的原材料、混凝土的攪拌、運(yùn)輸和施工等環(huán)節(jié)都很重視。但等大體積混凝土施工結(jié)束，對(duì)其養(yǎng)護(hù)就不那么重視了，加之一些管理人員和操作工人，對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)的重要性和如何養(yǎng)護(hù)不太了解。因此，澆筑后不養(yǎng)護(hù)或因養(yǎng)護(hù)不當(dāng)造成的混凝土裂縫，占現(xiàn)有混凝土裂縫的比例越來(lái)越多。筆者曾經(jīng)歷過(guò)一起因混凝土養(yǎng)護(hù)不當(dāng)引起的混凝土筏板基礎(chǔ)表面裂縫的案例。

1 工程概況

某高層住宅樓、地下一層、地上三十層、基礎(chǔ)形式為樁筏基礎(chǔ)，鋼筋混凝土灌注樁，樁徑 800mm，樁長(zhǎng) 36m，混凝土強(qiáng)度等級(jí) C30；筏板基礎(chǔ)厚度 1.5m，平面尺寸 80.2m× 22m，鋼筋為雙排雙向布置，鋼筋間距 150mm×150mm，直徑 25mm，筏板底部鋼筋混凝土保護(hù)層厚度為 40mm，上部保護(hù)層厚度為 20mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí) C30，抗?jié)B等級(jí) P6，混凝土用量約 2650m3，根據(jù) GB 50496—2009《大體積混凝土施工規(guī)范》中關(guān)于大體積混凝土的定義，該筏板基礎(chǔ)為大體積混凝土。

該工程位于山西雁北地區(qū)某市，筏板基礎(chǔ)施工期為 4 月中旬，該地區(qū)春季風(fēng)大、氣候干燥、沙塵天氣較多，空氣濕度僅為 10%～20%，氣溫偏低。施工前編制了大體積混凝土施工方案：為保證混凝土澆筑質(zhì)量，考慮到基礎(chǔ)鋼筋間距較大，要求該筏板基礎(chǔ)所使用商品混凝土坍落度控制在150～180mm。施工時(shí)隨時(shí)抽查坍落度，確?；炷撂涠仍诳煽刂品秶鷥?nèi)?；炷翝仓戤吅?，進(jìn)行抹面，然后覆蓋塑料薄膜，進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，以避免混凝土表面因失水產(chǎn)生塑性及干縮裂縫。

2 裂縫產(chǎn)生經(jīng)過(guò)、原因分析及處理

該筏板基礎(chǔ)混凝土于 2013 年 4 月 17 日下午 3 點(diǎn)開(kāi)始澆筑，4 月 18 日晚 10 點(diǎn)混凝土澆筑完畢，澆筑完抹面找平后覆蓋塑料薄膜。由于工期緊，4 月 19 日早上 8 點(diǎn)上班，操作工人看到混凝土表面硬化，踩上去無(wú)腳印，即將塑料薄膜揭開(kāi)，準(zhǔn)備放線，進(jìn)入下一道工序。他們認(rèn)為，揭開(kāi)塑料薄膜后，在混凝土表面澆水，也可達(dá)到與塑料薄膜相同的養(yǎng)護(hù)效果，于是他們采取了澆水養(yǎng)護(hù)的方法，當(dāng)水澆到混凝土表面5 分鐘左右后，混凝土表面出現(xiàn)了裂縫，該裂縫為有規(guī)律的裂縫，全部為沿著上排鋼筋走向開(kāi)裂，呈網(wǎng)格狀分布，也就是通常所說(shuō)的順筋裂縫（見(jiàn)圖1）。

圖1 混凝土表面裂縫

當(dāng)時(shí)監(jiān)理人員正好巡查到此（該片區(qū)域澆筑時(shí)間 18 日凌晨 5 點(diǎn)左右），發(fā)現(xiàn)混凝土出現(xiàn)了裂縫，立即叫停了澆水。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，裂縫產(chǎn)生區(qū)域有 5m×12m大小的范圍，裂縫寬度大約在 0.1mm 左右，最寬處未超過(guò)0.2mm。

針對(duì)以上問(wèn)題，相關(guān)人員在現(xiàn)場(chǎng)召開(kāi)了有監(jiān)理、施工單位、攪拌站等相關(guān)單位技術(shù)人員參加的裂縫原因分析會(huì)。經(jīng)查相關(guān)規(guī)范和資料，根據(jù)《筏板基礎(chǔ)大體積混凝土施工方案》中的熱工計(jì)算得出，該大體積混凝土中心溫度 51℃，表面溫度 32℃，測(cè)溫孔分三層設(shè)置，分別位于筏板基礎(chǔ)的上表面下和底面上 100mm 及筏板中部，共計(jì) 20 個(gè)測(cè)溫點(diǎn)。根據(jù)測(cè)溫記錄 20 個(gè)點(diǎn)中，取其中溫差最大的一個(gè)點(diǎn)數(shù)據(jù)看，底層溫度 56℃，中間層溫度 60℃，表層溫度 36℃，內(nèi)外最大溫差 24℃，小于 GB 50496—2009《大體積混凝土施工規(guī)范》中“混凝土澆筑塊體的里表溫差不宜大于 25℃”的規(guī)定。查當(dāng)天氣象記錄，大氣最高溫度 12℃，最低溫度 4℃，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)一鐵皮蓄水箱存放施工用水，上午 9 點(diǎn)測(cè)水溫為 7℃，混凝土強(qiáng)度因未壓試塊，強(qiáng)度不詳，考慮到大體積混凝土水化熱大，強(qiáng)度增長(zhǎng)快及攪拌站提供的混凝土強(qiáng)度增長(zhǎng)規(guī)律等因素，估計(jì)當(dāng)時(shí)混凝土強(qiáng)度約為 5～7MPa。綜合上述情況分析，原因如下：

（1）未按《筏板基礎(chǔ)大體積混凝土施工方案》要求，違規(guī)作業(yè)。

TB 10424—2010《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》第 4.6.9 條明確提出：“……混凝土養(yǎng)護(hù)用水與混凝土結(jié)構(gòu)表面溫度之差不得大于 15℃?！本褪强紤]防止溫差過(guò)大使混凝土收縮過(guò)大，導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。筏板基礎(chǔ)混凝土裂縫出現(xiàn)的原因就是由于操作工人片面認(rèn)為混凝土的養(yǎng)護(hù)方法就是澆水養(yǎng)護(hù)，而不知道應(yīng)根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式和環(huán)境采用不同的養(yǎng)護(hù)方法，如常溫施工的一般混凝土結(jié)構(gòu)需要保濕養(yǎng)護(hù)，冬期施工的混凝土結(jié)構(gòu)需要保溫養(yǎng)護(hù)，而大體積混凝土則不但要保濕養(yǎng)護(hù)，更重要的是要考慮溫差對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響，以避免大體積混凝土因內(nèi)外溫差過(guò)大而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫。

（2）混凝土抗拉強(qiáng)度低。

大體積混凝土為降低和延緩水泥水化熱的峰值，摻入了緩凝劑，使初凝控制在 8～12 小時(shí)，雖然終凝后，由于大體積混凝土水化熱大，對(duì)混凝土強(qiáng)度產(chǎn)生了加速養(yǎng)護(hù)的效果，但即使增長(zhǎng)，其一天抗壓強(qiáng)度能達(dá)到 20% 左右設(shè)計(jì)強(qiáng)度即 6MPa，而混凝土抗拉強(qiáng)度約為抗壓強(qiáng)度的十分之一僅為0.6MPa 左右，抗拉強(qiáng)度很低，將溫差接近 30℃ 的冷水澆到混凝土表面，混凝土表面將會(huì)產(chǎn)生較大收縮，而筏板基礎(chǔ)的上排鋼筋混凝土保護(hù)層厚度為 20mm，是混凝土抗拉最薄弱的部位，一旦這些部位混凝土的收縮應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度，混凝土就產(chǎn)了收縮裂縫。從圖1 看，該部位混凝土裂縫出現(xiàn)的就是有規(guī)則的順筋裂縫。

該裂縫出現(xiàn)后，經(jīng)過(guò)分析研究，認(rèn)為混凝土裂縫寬度較小，且混凝土的水化反應(yīng)也正在持續(xù)中，如果采取措施得當(dāng)，這些裂縫有可能愈合。故決定采取在筏板基礎(chǔ)裂縫表面撒水泥，用笤帚反復(fù)掃，使水泥盡可能滲入裂縫中，然后用噴壺噴灑溫水，最后表面覆蓋塑料薄膜，保濕養(yǎng)護(hù)。一年后工作人員進(jìn)行了多次詳細(xì)的觀察，未發(fā)現(xiàn)裂縫，說(shuō)明裂縫已經(jīng)愈合（見(jiàn)圖2）。

圖2 處理后的混凝土表面

3 小結(jié)

此次筏板基礎(chǔ)混凝土裂縫的出現(xiàn)是不應(yīng)該發(fā)生的事情，是操作工人違反操作規(guī)程，在混凝土強(qiáng)度未達(dá)到規(guī)定之前，為搶工期、擅自改變養(yǎng)護(hù)方式造成的。它也從深層次的反映了兩個(gè)問(wèn)題：一是管理人員管理不到位，工人違規(guī)操作無(wú)人及時(shí)制止；二是包括有些管理人員在內(nèi)，缺乏對(duì)混凝土如何合理養(yǎng)護(hù)的知識(shí)。這也從另一個(gè)角度對(duì)我們提出了一個(gè)工作重點(diǎn)，如何加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員、特別是管理人員的培訓(xùn)，在每個(gè)工程開(kāi)工之前，應(yīng)由技術(shù)負(fù)責(zé)人根據(jù)工程特點(diǎn)對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，使他們知道本工程應(yīng)該注意的要點(diǎn)，避免發(fā)生不應(yīng)該出現(xiàn)的問(wèn)題，使項(xiàng)目管理人員對(duì)施工中出現(xiàn)違規(guī)操作可以及時(shí)制止，把問(wèn)題消滅在萌芽狀中。

[1] GB 50496—2009．大體積混凝土施工規(guī)范[S]．

[2] GB 50010—2010 ．鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．

[3] TB 10424—2010 ．鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[S].

［通訊地址］山西省侯馬市建工路 1 號(hào)山西一建集團(tuán)侯馬總部 （043004）

表3 河砂與機(jī)制砂對(duì)混凝土工作性的影響

4 結(jié)語(yǔ)

機(jī)制砂的加入要達(dá)到天然中砂混凝土的狀態(tài)需要明顯增大減水劑的用量，但不影響混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)，并且強(qiáng)度較天然中砂混凝土略有提高。機(jī)制砂的加入混凝土的可泵性略微變差，但完全能夠滿足泵送要求。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳欣聲．機(jī)制砂在商品混凝土中的應(yīng)用[J]．工程機(jī)械，2004,35(11): 74-76．

[2] 徐建，蔡基偉，王稷良等．人工砂與人工砂混凝土的研究現(xiàn)狀[J]．國(guó)外建材科技，2004,25(3): 20-24．

[3] 江京平．人工砂在高性能混凝土中的應(yīng)用及技術(shù)指標(biāo)探討[J]．新型建筑材料，2001,(5): 29-31．

［作者簡(jiǎn)介］孫璐（1938—），男，山東濟(jì)南人，工程師，主要從事混凝土外加劑生產(chǎn)和銷(xiāo)售方面的工作。

［通訊地址］山東省濟(jì)南市槐蔭區(qū)凱旋新城東區(qū) 7 號(hào)樓 1803室（250022）

王彥闖（1982—），男，大學(xué)本科，工程師，主要從事現(xiàn)場(chǎng)施工管理。