古巨達

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建筑基礎大體積混凝土裂縫原因及控制對策摘要：造成大體積混凝土裂縫問題的因素復雜繁多。重點分析了施工過程和外界環(huán)境因素對混凝土裂縫產(chǎn)生的影響，并結合裂縫形成機理和原因闡述了在實際工程中減少裂縫產(chǎn)生的措施。關鍵詞：大體積混凝土；裂縫；控制措施大體積混凝土在實際工程中應用非常廣泛,如整跨澆注箱梁、特殊橋梁基礎、水利大壩等[1]。目前，隨著現(xiàn)代建筑行業(yè)的快速興起，高層建筑的地下室混凝土底板體積多達幾千甚至上萬 m3，已經(jīng)已屢見不鮮。大體積混凝土具有一次性澆注混凝土體積大和易產(chǎn)生溫度裂縫的特點?；炷两Y構裂縫產(chǎn)生的原因非常多，但主要包括結構次應力引起的裂縫、外菏載引起的裂縫、變形應力引起的裂縫[2]。大體積混凝土結構裂縫主要是由主要由濕度（自生收縮、失水干縮、碳化收縮等）、溫度（生產(chǎn)熱、水化熱、氣溫等）、因素引起的結構變形作用引起的,占結構裂縫的80～85%[3]。結構裂縫對工程結構安全和正常使用具有較大的影響，因此必須分析裂縫形成機理和原因的基礎上,采取有效措施來保證施工質量。

1 大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因分析

影響混凝土結構裂縫的原因很多，甚至有多種因素的交互影響，但主要與施工、設計、材料、環(huán)境等有關。據(jù)有關資料統(tǒng)計，因設計不當造成的裂縫占5%左右，因混凝土材料方面的原因造成的的裂縫占15%左右，而由施工因素造成的混凝土早期裂縫高達80%。

1.1 施工環(huán)節(jié)的影響

混凝土結構澆筑、構件制作、運輸、拼裝等環(huán)節(jié)，若施工工藝選擇不合理、施工質量控制不力等原因，就容易產(chǎn)生各種裂縫，特別是更容易出現(xiàn)細長薄壁結構。根據(jù)經(jīng)驗筆者認為裂縫出現(xiàn)的主要施工原因如下：

1）由于混凝土攪拌、運輸時間過長，使得混凝土坍損較大以及和易性和流動性較差，而在施工過程中容易造成不同配比混凝土的凝縮裂縫和干縮裂縫。由于種種原因造成現(xiàn)場澆筑停歇時間超過混凝土終凝時間，而又沒有按施工縫處理好接頭部位等?；炷脸跗陴B(yǎng)護管理不當或沒有進行及時的表面處理和保濕，造成早期強度增長時失水，使得混凝土表面出現(xiàn)不規(guī)則的收縮裂縫。

2）振搗方式選擇不合理會造成混凝土表面浮漿、分層離析，從而使混凝土產(chǎn)生不均勻沉降收縮而在結構厚薄交界處出現(xiàn)裂縫或使混凝土面層開裂。一般商品混凝土初凝時間都高于 10h，而在夏天由于太陽輻射使得澆搗好的混凝土表面水分蒸發(fā)很快，而在表面形成一層幾毫米厚的“被子”。此時，若不進行二次振搗和多次抹面，混凝土表面不可避免會出現(xiàn)淺表性的、窄細的裂縫，不及時處理可能形成貫穿性的裂縫。

3）據(jù)筆者經(jīng)驗知，場養(yǎng)護不當是造成混凝土收縮開裂最主要的原因。目前，有許多施工現(xiàn)場在澆筑混凝土時都不能做到及時覆蓋保溫養(yǎng)護，結果使得混凝土表面開裂。同時，有些施工現(xiàn)場對于混凝土養(yǎng)護時間不能很好的把握。養(yǎng)護14天的混凝士的收縮比只養(yǎng)護3天的收縮降低約20%，一般不得少于14天，但由于種種原因（如工程工期的制約），絕大多數(shù)施工現(xiàn)場無法滿足這一要求，所以混凝土常出現(xiàn)干縮裂縫就不足為奇了。

1.2 外界環(huán)境因素的影響

大體積混凝土施工階段產(chǎn)生的溫度裂縫，是其內(nèi)部矛盾發(fā)展的結果。一方面是混凝土由于內(nèi)外溫差產(chǎn)生應力和應變，另一方面是混凝土各質點的約束和結構的外約束阻止了這種應變，當混凝土能承受的極限抗拉強度無法約束溫度應力時，就會產(chǎn)生各種裂縫。

1）溫度由于大體積混凝土截面厚度大，水泥的水化反應所產(chǎn)生的巨大熱量聚集在結構內(nèi)部不易散發(fā)，而引起混凝土結構內(nèi)部急驟升溫。一般在水利工程中結構內(nèi)部溫度上升15～25℃，而建筑工程甚至會更高[4]。在升溫階段，不同層次的混凝土散熱速度的差異而形成一定的溫度梯度，而此時混凝土未充分硬化，彈性模量小，因此拉應力較小，只會引起混凝土表面裂縫。但無論是升溫還是降溫階段，當表面拉應力超過混凝土的極限抗拉強度時，混凝土表面都會產(chǎn)生裂縫。

2）鋼筋銹蝕因素由于混凝土保護層厚度不足或質量較差，鋼筋周圍被二氧化碳侵蝕炭化而降低了堿度，或由于氯化物介入等原因，引起鋼筋表面氧化膜破壞而發(fā)生銹蝕反應，使得周圍混凝土體積膨脹，可高達高達 2～4倍，而較大的膨脹應力會導致保護層混凝土開裂、剝離，沿鋼筋縱向產(chǎn)生裂縫，并有銹跡滲到混凝土表面。

2 防止大體積混凝土基礎施工裂縫綜合控制措施

2.1 大體積混凝土的拌制與輸送

有效防止水分聚集在水泥砂漿和石子的界面上，可以采用二次投料的砂漿裹石或凈漿裹石工藝，這樣可以增大硬化后界面過渡層結構致密度和粘結力，不僅可以提高10%的混凝土強度和節(jié)約水泥5%，而且還可以減少水化熱和裂縫。在已有條件的情況下，盡可能地控制混凝土的出機溫度和澆筑溫度，這對降低大體積混凝土的總溫升，控制結構內(nèi)外溫差，進而減少溫度裂縫具有重點意義。

2.2 大體積混凝土的澆筑與搗固

大體積混凝土的澆筑方法可采用推移式連續(xù)澆筑或分層澆筑。分層連續(xù)澆筑法具有便于振搗，易保證澆筑質量和有利于降溫等優(yōu)點而被廣泛采用。然而，對于工程量較大、澆筑面積大、一次連續(xù)澆筑層厚度不大(一般不超過3m)，且澆筑能力不足時的混凝土工程，宜采用推移式連續(xù)澆筑法。總之，無論哪種澆筑方法其層間的間隔時間應盡量縮短，層間最長的時間間隔應不大于混凝土的初凝時間。在混凝土在振搗時，為消除上下層之間的接縫，使混凝土獲得更好的整體性，應將振動棒插入下一層混凝土內(nèi)5cm左右。對已澆筑的混凝上，在終凝前進行二次振動，提高粘結力和抗拉強度，并減少內(nèi)部裂縫與氣孔，提高抗裂性能。

2.3 大體積混凝土表面處理與養(yǎng)護

（1）混凝土表面處理。用木抹子進行表面提漿找平處理，以閉合水裂縫，初步標高用長刮桿刮平，再用木抹子收壓兩遍，這樣不僅可以有效防止因混凝土沉落而出現(xiàn)的裂縫，減少內(nèi)部微裂，提高粘結力和抗拉強度；還可以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土與鋼筋的握裹力。值得注意的是，在混凝土二次收面時應立即覆蓋一層彩條布，并澆水養(yǎng)護。

（2）混凝土的養(yǎng)護應根據(jù)溫度應力（包括混凝土收縮產(chǎn)生的應力）加以控制和確定保溫養(yǎng)護的持續(xù)時間，但一般不得少于 15d，同時應保持混凝土表面的濕潤，否則混凝土表面可能出現(xiàn)收縮裂縫。有資料表明，潮濕養(yǎng)護時，混凝土極限拉伸值比干燥養(yǎng)護時提高 20～50%。在控制混凝土澆筑塊體的里外溫差時，混凝土中心與表面的最大溫差不高于 25℃～30℃，總降溫差宜小于30℃。