于海洋，孫本勝

(遼寧潤(rùn)中供水有限責(zé)任公司，沈陽 110166)

大體積混凝土裂縫控制要點(diǎn)及建議分析

于海洋，孫本勝

(遼寧潤(rùn)中供水有限責(zé)任公司，沈陽 110166)

大型現(xiàn)澆工程時(shí)，由于工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜、所處環(huán)境多變、幾何尺寸長(zhǎng)范圍連續(xù)現(xiàn)澆，出現(xiàn)裂縫不可避免，采取相應(yīng)的技術(shù)控制措施，可以使結(jié)構(gòu)物的裂縫得到有效控制，使工程建設(shè)更加趨于完美。文章通過對(duì)當(dāng)前裂縫修補(bǔ)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及裂縫部位的分析,提出了大體積混凝土有害裂縫控制要點(diǎn)，對(duì)裂縫控制提出建議。

大體積混凝土；裂縫控制；要點(diǎn)；建議

1 裂縫部位及成因

結(jié)構(gòu)物出現(xiàn)裂縫的原因分為由變形(溫度、收縮、不均勻沉陷)引起的裂縫和由荷載引起的裂縫兩大類，前者約占裂縫的80%～85%[1]。

1.1 溫度裂縫

1.1.1 表面裂縫

混凝土澆筑后，其內(nèi)部由于水化熱溫升，體積膨脹，如遇寒潮，氣溫驟降，表層降溫收縮。內(nèi)脹外縮，在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表層產(chǎn)生拉應(yīng)力，且混凝土的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度。當(dāng)表層溫度拉應(yīng)力超過混凝土的允許抗拉強(qiáng)度時(shí)，將產(chǎn)生裂縫，形成表面裂縫[2]。

1.1.2 貫穿裂縫和深層裂縫

基礎(chǔ)約束在混凝土升溫膨脹期引起壓應(yīng)力，在降溫收縮時(shí)引起拉應(yīng)力，當(dāng)此拉應(yīng)力超過混凝土的允許抗拉強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生裂縫，成為基礎(chǔ)約束裂縫[3]。

由于這種裂縫自基礎(chǔ)面向上開展，嚴(yán)重時(shí)可能貫穿整個(gè)壩段，故又稱為貫穿裂縫。此種裂縫切割的深度可達(dá)3～5m以上，故又稱為深層裂縫。

1.2 收縮裂縫

混凝土中含有大量孔隙、粗孔及毛細(xì)孔等?？障吨写嬖谒?，水分的活動(dòng)影響到混凝土的一系列性質(zhì)。

在工程上，最常遇到的問題是與濕度變換有關(guān)的毛細(xì)收縮及吸附收縮。由于混凝土水分蒸發(fā)及含濕量的不均勻分布，形成濕度變化梯度，引起收縮應(yīng)力，導(dǎo)致表面開裂。

混凝土所處大氣環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速等都對(duì)收縮有影響，特別是風(fēng)速的影響，對(duì)于風(fēng)速風(fēng)壓都很大的露天建筑物，容易產(chǎn)生干縮裂縫。

1)水庫工程圍堤護(hù)坡混凝土澆筑后并沒有嚴(yán)格按要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。一般來說膨脹混凝土淋水養(yǎng)護(hù)須7～14d，最少為7d，在混凝土終凝后2d即可開始澆水養(yǎng)護(hù)，而混凝土的膨脹值一般要14d才基本穩(wěn)定。同時(shí)，摻膨脹劑的混凝土，水化時(shí)需水量大，比普通混凝土更要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，覆蓋淋水，使其表面始終處于潮濕條件。

2)工程采用的是商品混凝土，商品混凝土塌落度大，稍加振搗即出現(xiàn)石子下沉，漿體上浮，時(shí)常有較多泌水，隨著水分的蒸發(fā)，表面會(huì)出現(xiàn)塑性收縮裂縫。

3)在混凝土拌合物中有多余水量，混凝土硬結(jié)后，比較容易出現(xiàn)干燥收縮裂縫。

1.3 沉縮裂縫

由于結(jié)構(gòu)物所處的條件不良和支撐體不穩(wěn)定或結(jié)構(gòu)變形而發(fā)生裂縫，發(fā)生此種裂縫的場(chǎng)合是由于結(jié)構(gòu)物的移動(dòng)，也就是基礎(chǔ)不穩(wěn)定，或不均勻沉降，地基變形而發(fā)生的裂縫。

常見的有2種情況：

1)工程在施工過程中，地基夯實(shí)不到位，地基出現(xiàn)了不均勻沉降，使混凝土板由原來設(shè)計(jì)的均勻受力的彈性板變?yōu)楹?jiǎn)支板，形成混凝土板局部受拉狀態(tài)，造成變形縫漏水，在冬季溫度較低的情況下護(hù)坡混凝土經(jīng)凍脹出現(xiàn)裂縫。

2)由于工程地質(zhì)條件較差，壩體地下水位較高，土體含水量大，壩體填筑完成后，壩基沉降尚未全部完成的情況下即轉(zhuǎn)入混凝土坡面護(hù)砌，兩工序間隔時(shí)間較短，壩體固結(jié)收縮，壩基沉降不均勻(中部沉降量較大，壩腳處沉降較小)，現(xiàn)澆混凝土為剛性結(jié)構(gòu)，變形很小，混凝土壩坡與壩體間形成間隙，也是造成冰壓破壞的原因之一。

2 裂縫控制要點(diǎn)與建議

2.1 要點(diǎn)

要點(diǎn)主要有以下2項(xiàng)：

1)對(duì)于大體積混凝土薄壁結(jié)構(gòu)，控制裂縫的主要因素是收縮，所以應(yīng)分層散熱澆灌，其后保濕養(yǎng)護(hù)是很重要的，無須專門的保溫。

預(yù)防激烈的溫度變化與濕度變化對(duì)控制裂縫是有利的，薄壁結(jié)構(gòu)中要設(shè)法保證混凝土澆灌振搗的密實(shí)性。

2)合理設(shè)置變形縫是設(shè)計(jì)工作中急待解決的問題，它和引起漏水的裂縫問題密切相關(guān)，所以為了避免有害裂縫，要深入研究變形裂縫的合理間距。

2.2 建議

建議有以下5點(diǎn)：

2.2.1 預(yù)防

控制裂縫應(yīng)該防患于未然，首先預(yù)防裂縫，防不住的就堵，堵不住再排，重點(diǎn)在預(yù)防，而不是后期修補(bǔ)。

2.2.2 處理裂縫原則

1)對(duì)于不影響承載力的裂縫，只進(jìn)行封閉。

2)對(duì)于有強(qiáng)度要求的裂縫，采用化學(xué)灌漿補(bǔ)強(qiáng)。

3)對(duì)于有防水要求的裂縫，采用防滲堵漏。

2.2.3 大體積混凝土中裂縫控制

主要從降低溫度應(yīng)力和提高混凝土的極限拉伸強(qiáng)度兩方面著手：

1)做好冷卻和保溫，澆注前避免材料過熱，澆筑后保溫，降低溫度應(yīng)力和提高極限拉伸。降溫冷卻方面，采取保溫及緩慢降溫方法減少混凝土表面的急劇熱擴(kuò)散，延長(zhǎng)混凝土散熱時(shí)間，防止形成過大的溫差而引起表面或貫穿裂縫。

2)提高混凝土的極限拉伸，嚴(yán)格控制砂、石質(zhì)量，限制含泥量，正確選用混凝土級(jí)配，適當(dāng)摻用外加劑，減少用水量，改進(jìn)混凝土澆灌工藝，可提高混凝土強(qiáng)度。適宜的溫濕度養(yǎng)護(hù)能減少收縮，充分發(fā)揮水泥水化作用使混凝土強(qiáng)度潛在能力得到充分發(fā)揮。

2.2.4 混凝土硬化過程中的早期沉縮裂縫處理

在設(shè)計(jì)和施工充分注意的情況下是可以避免的?？梢圆扇∠铝写胧┍苊獬量s裂縫：

1)嚴(yán)格控制水灰比，寧可小一些。

2)振搗要密實(shí)，振搗時(shí)5～15s/次為宜。

3)凝固時(shí)間不宜過快。

4)混凝土下料不過快。

5)注意高低溫季節(jié)給硬化帶來的影響，采取適當(dāng)措施緩凝。

6)施工中避免遭遇大風(fēng)襲擊，引起劇烈水份蒸發(fā)，形成上部和下部硬化不均和差異收縮。

7)加入減水劑和適量的粉煤灰，可減少沉縮量，促進(jìn)工作性和流動(dòng)性。

8)在混凝土澆灌1～2h后，對(duì)混凝土進(jìn)行二次振搗，表面拍打振密。

9)避免過長(zhǎng)時(shí)間的混凝土攪拌。

2.2.5 建筑材料的走向

現(xiàn)代建筑材料的發(fā)展趨勢(shì)是“高強(qiáng)度”，創(chuàng)造高標(biāo)號(hào)混凝土，發(fā)展的目的是節(jié)約材料和減輕自重。從結(jié)構(gòu)的裂縫控制觀點(diǎn)來看，高強(qiáng)的建筑材料優(yōu)越性得不到充分發(fā)揮，在設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%以內(nèi)，材料已經(jīng)開裂，而且高強(qiáng)材料往往伴隨著脆性。有些工程，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)未發(fā)揮出來的時(shí)候，因?yàn)殚_裂就進(jìn)行了加固補(bǔ)強(qiáng)。提高混凝土的抗壓標(biāo)號(hào)對(duì)抗拉作用不大，所以建筑材料如能向提高“任性”的方向發(fā)展，將會(huì)有更大的國民經(jīng)濟(jì)意義。

[1]袁光裕.水利工程施工[M].北京：中國水利水電出版社，2005：41-42.

[2]鞠麗艷，混凝土裂縫抑制措施的研究進(jìn)展[J].混凝土，2002(05)：11-14.

[3]鞠麗艷，張雄.混凝土裂縫防治的兩種新方法[J]施工技術(shù)，2002，31(07)：28.

1007-7596(2014)10-0177-02

2014-03-24

于海洋(1975-)，男，遼寧撫順人，助理工程師，從事水利運(yùn)行管理工作；孫本勝(1971-)，男，遼寧撫順人，助理工程師，從事水利行政管理工作。

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