吳九紅　（安徽省第一建筑工程公司，安徽　合肥　230031）

大體積混凝土施工裂縫成因分析及控制

吳九紅（安徽省第一建筑工程公司，安徽合肥230031）

大體積混凝土由于厚度大、體量大，致使內(nèi)部熱量不能及時散出，導致混凝土內(nèi)外溫差過大，從而產(chǎn)生溫度應力，這種應力與溫差呈正比，大體積混凝土施工的關(guān)鍵，就是采用恰當?shù)拇胧┫芽p。

大體積混凝土；內(nèi)外溫差；水化熱；斜面分層；溫度控制

1　裂縫成因分析

大體積混凝土由于厚實體大，在施工階段如果措施不當或操作工人不能嚴格按照技術(shù)人員的交底或?qū)ｍ椃桨甘┕?，隨意操作，在混凝土的硬化、強度增長的過程中就有可能導致混凝土變形，產(chǎn)生有害裂縫，其裂縫成因大致如下。

1.1水泥水化熱引起的溫度應力和溫度變形

大體積混凝土結(jié)構(gòu)斷面較厚，在澆筑過程中，水泥在水中進行一系列的復雜化學反應時積聚了大量的熱量，同時這種熱量也在不斷向外發(fā)散，然而由于大體積混凝土過于厚實，使得這種熱量發(fā)散的路徑變得很長，進而使其內(nèi)部熱量的發(fā)散變得遲緩，使內(nèi)外溫差增大，導致產(chǎn)生溫度應力和變形，一旦這種溫度應力和變形力超過混凝土的內(nèi)外約束力，裂縫就隨之產(chǎn)生了。

1.2外界氣溫變化的影響

大體積混凝土在施工時，內(nèi)外溫差愈大，溫度應力與之呼應就呈正比例提高，如果在混凝土的澆筑過程中，天氣突然變化，氣溫猛烈下降，就會導致內(nèi)外溫差急劇增大，與此同時溫度應力也隨之大幅度提高，當這種應力超過初期澆筑的混凝土強度時，就會產(chǎn)生裂縫。

1.3早期混凝土的干縮變形

在混凝土澆筑過程中，水泥在水中進行一系列的化學反應時所需要的化合用水量不大，在早期硬化過程中大約有70%～80%水分要蒸發(fā)，在這種水分蒸發(fā)的過程中，混凝土內(nèi)部就留下了大量細小且不規(guī)則的氣泡，這種氣泡不一定相互連通，但在混凝土的早期硬化干縮時所產(chǎn)生的收縮力可能使這些分散的氣泡相互貫通，產(chǎn)生裂縫。

1.4混凝土內(nèi)外約束力的影響

混凝土在澆筑早期，水化熱積累，溫度上升，其內(nèi)部發(fā)生膨脹，這種膨脹力會受到諸如模板、鋼筋、骨料間的粘結(jié)力、骨料與混凝土間的粘結(jié)力等復雜約束力的約束而形成壓應力，然而在混凝土的澆筑后期，由于溫度的回落，其表面的收縮又產(chǎn)生拉應力，一旦這種內(nèi)部的壓應力或表面的拉應力大于混凝土所能承受的抵抗強度，就會產(chǎn)生裂縫。

2　工程概況及施工部署

2.1工程概況

某工程總建筑面積為97110m2（其中地上約54588m2，地下約42522m2），由2幢20層建筑物及3層裙房組成，地下3層，整個地下室為不規(guī)則形狀，大致為218m×（68～98）m，底板面積約16300m2，基礎總混凝土用量約17000m3。地下室底板厚度為1m～1.1m，電梯井局部厚度為2m～4.2m。

2.2施工部署

該工程由于電梯井部位混凝土體積超大，底板混凝土超長，所以在底板中部設置了800mm寬后澆帶，將整個基礎底板分為2塊，混凝土全部采用商品混凝土，整個基礎按照所設置的后澆帶劃分為兩段進行混凝土斜面分層澆筑。

每區(qū)塊混凝土方量估算表

3　裂縫控制措施

由于本工程施工時剛好在7月份，天氣炎熱，不利于混凝土內(nèi)部水化熱的散發(fā)。為避免混凝土在施工過程中產(chǎn)生有害裂縫，主要采取的防治措施如下。

3.1配合比確定

3.1.1水泥

選用低熱礦渣水泥，減少水化熱。

3.1.2砂、石

混凝土所用的砂、石技術(shù)指標應符合現(xiàn)行國家規(guī)范的規(guī)定，粗骨料在可泵送情況下，選擇粒徑5.0～31.5mm連續(xù)級配碎石以減少混凝土收縮變形，骨料的含泥率、含水率應滿足現(xiàn)行國家規(guī)范要求，砂宜采用Ⅱ區(qū)中砂，因為使用中砂比細砂細，可減少水及水泥的用量，起到減少裂縫的效果。

3.1.3水

為降低混凝土的入模溫度，如有需要可在飲用水中加碎冰，以保證混凝土入模溫度不超過30℃。

3.2外加劑的選用

3.2.1膨脹劑

選用ZY低堿高效膨脹劑，摻量為膠凝總量的7%，產(chǎn)品性能符合《混凝土膨脹劑》（JC476-2001）要求。預先跟設計溝通，底板混凝土另摻入聚丙烯纖維（0.9kg/m3）以增強抗裂性，聚丙烯纖維應選擇原料純度高、親水性強、分散性好的產(chǎn)品，其質(zhì)量應符合《水泥混凝土和砂漿用合成纖維》（GB/T21120-2007）的要求。

3.2.2泵送劑

本工程選用JM-10高性能緩凝泵送劑，泵送劑的化學成分里含有引氣組分，減水等多樣組分，可以提高混凝土的保水性、泌水性、流動性等和易性能，增加混凝土的可泵性。在不改變每立方米混凝土比重的情況下，摻入泵送劑，就意味著水泥用量的減少，由此便可以減小水灰比，提高混凝土的密實度，減少裂縫產(chǎn)生的概率。

3.2.3外加劑

在混凝土中按設計及現(xiàn)行國家規(guī)范的要求摻入高效減水引氣劑，這種外加劑的加入能在混凝土中產(chǎn)生大量分散且不規(guī)則的氣泡，彼此獨立，不勾連成串，這樣就使得滲水路徑變得曲折而漫長，大大提高了混凝土的抗?jié)B效果。

3.3坍落度

雖然大體積混凝土的流動性較大，但本工程地下底板標高較低，為減小混凝土的水灰比，我們將混凝土的坍落度控制在14cm左右，在確?；炷量杀眯缘那疤嵯拢黾踊炷恋拿軐嵍?，提高混凝土的抗裂性能。

3.4泌水處理

大體積混凝土一般坍落度及流動性較大，因而在振搗過程中會出現(xiàn)大量泌水，應及時排除混凝土在振搗過程中產(chǎn)生的泌水，及時排除泌水，能有效減少混凝土表面干縮時產(chǎn)生的龜裂。

3.5澆筑時間

由于本工程地下室底板混凝土施工處在7月份，高考已經(jīng)結(jié)束，并且工程周邊住宅不多，可聯(lián)系有關(guān)單位將混凝土的施工選擇在清晨或夜間等氣溫較低的時間段，這樣有利于大體積混凝土水化熱的及時釋放，減少開裂的可能性。

3.6后澆帶

該工程由于電梯井部位混凝土體積超大，底板混凝土超長，所以按設計要求在底板中部設置了800mm寬后澆帶，并在此處設置沉渣槽，其深度視能容納兩側(cè)混凝土底板鋼筋下部吹掃入的垃圾多少為度，后澆帶的設置能減少超長混凝土底板的變形開裂，同時又有利于控制混凝土水化熱的釋放。

3.7表面處理

在地下室底板斜面分層澆筑完成一定面積后，在其頂面加用平板振動器拖振一遍，拖振時離開新澆筑的斜面分層混凝土一定距離，防止振動時混凝土沿斜面分層處向下坍塌，待后續(xù)斜面分層混凝土又完成了一定面積后，再用同樣的方法拖振一遍，如此往復，直到混凝土全部施工完畢。同時在混凝土初凝前用木抹子在頂面抹壓一次，即將終凝前再用鐵抹子進行收光抹壓，由此減少表面的塑性裂縫。

3.8內(nèi)外溫差監(jiān)測

采用專業(yè)公司的專業(yè)測溫設備，并由專人隨著施工進度、混凝土強度的增長，動態(tài)監(jiān)測其內(nèi)外部溫度，若內(nèi)外溫差達到預警值，立刻將信息反饋到項目部，及時采取加強或補救措施。

3.9加強養(yǎng)護

本工程在混凝土表面分兩種情況進行養(yǎng)護：①電梯井超厚部位，在地下室頂板施工完成后12h內(nèi)，用薄膜將混凝土包裹嚴實并在其上覆蓋麻袋片，并淋水保持麻袋片，薄膜內(nèi)濕潤，確保混凝土強度的增長；②1m～1.1m厚底板部位采用常規(guī)養(yǎng)護布澆水保濕養(yǎng)護，時間為14d。

4　大體積混凝土的澆筑

由于本工程底板混凝土長度遠遠超過厚度的3倍，適用斜面分層的澆筑方法：采用一定坡度、薄層澆筑、一次到頂、循序推進、斜面分層澆筑。

斜面分層

①斜面分層混凝土采用約1∶9的坡度澆灌，每層厚度約40cm，斜面分層混凝土既不能太厚，太厚不利于散熱，又不能太薄，太薄則不利于施工，影響進度。從澆筑層下端開始逐漸上移，徐徐上升，一次澆灌到底板設計頂面，后續(xù)混凝土采用同樣的方法，往復循環(huán)，直到底板混凝土全部施工完畢。

②在每個斜面分層混凝土處，安排3個操作人員采用插入式振搗器振搗，分別布置在坡頂、坡中、坡底處，3人協(xié)同作業(yè)，根據(jù)插入式振搗器的產(chǎn)品說明書控制好各自的振動半徑，以防止漏振、過振、少振。

③在澆筑過程中，在地下室底板四周，振搗棒應與模周控制一定的距離，以防止觸碰振脫模板，造成模板位移，振搗上層混凝土時應下插到下層混凝土一定距離，確保兩層混凝土的結(jié)合面間有良好的粘結(jié)。在地下底板的梁柱核心區(qū)，由于此處鋼筋密集，振搗時應避免振搗棒強行插入而打彎受力鋼筋，振松箍筋，影響主筋受力，應找到適合的切入點，徐徐插入，精心振搗。在每處振搗時應待混凝土面泛出融漿，不再冒氣泡為止，每段斜面分層混凝土澆灌完畢后，及時用工具拍平，趕實。

5　結(jié)語

本工程采用天津某公司生產(chǎn)的JDC-2建筑電子測溫儀進行測溫，共設46個測溫點，138個傳感器，測溫工作由專業(yè)公司按照方案和國家現(xiàn)行規(guī)范要求開展，并及時記錄測溫數(shù)據(jù)。通過測溫數(shù)據(jù)表明，混凝土內(nèi)外溫差控制良好，其值小于25℃，在控制范圍內(nèi)，滿足要求。

大體積混凝土的施工有投毛石法、內(nèi)部設冷凝管導熱法等諸多方法，我們結(jié)合本工程的特點，經(jīng)方案比選，采用常規(guī)的斜面分層法也起到良好的效果，還大大節(jié)約了成本和工時。地下室底板施工完畢后，由底板混凝土外觀質(zhì)量所示，通過大體積混凝土的斜面分層法澆筑施工、養(yǎng)護和裂縫控制等措施，表明以上措施對控制夏季澆筑大體積混凝土可能會產(chǎn)生裂縫是有效得當?shù)摹?/p>

［1］周真云.大體積高強混凝土施工裂縫及控制措施［J］.西部探礦工程，2004（6）.

［2］曾偉星.大體積混凝土裂縫控制［J］.建材與裝飾（下旬刊），2007（12）.

［3］王頂堂.大體積混凝土裂縫控制技術(shù)應用研究［J］.安徽建筑工業(yè)學院學報（自然科學版），2008（6）.

TU755.7

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1007-7359（2016）04-0094-03

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.036

吳九紅（1973-），男，安徽青陽人，國家注冊一級建造師（房建與市政），國家注冊安全工程師。