姚燕飛

（中鐵十五局集團(tuán)路橋建設(shè)有限公司，江蘇 南京 210031）

混凝土作為建筑工程建設(shè)中的原料之一，混凝土與鋼結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行契合，形成較為完整的建筑架構(gòu)，其中，混凝土質(zhì)量性能也直接影響工程建設(shè)質(zhì)量。但是從工程建設(shè)角度看，部分混凝土工程存在嚴(yán)重的裂縫問題，降低建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)應(yīng)力，如未能及時(shí)解決，將產(chǎn)生嚴(yán)重的建筑病害，削減建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，嚴(yán)重情況需要整體返工，加大成本投入。對(duì)此，工程建設(shè)期間，應(yīng)結(jié)合不同原料組成、建筑施工工序、材料干擾因素等，加強(qiáng)對(duì)混凝土裂縫問題的防治，全面提高工程建設(shè)質(zhì)量。文章針對(duì)建筑工程施工大體積混凝土裂縫防治措施進(jìn)行探討，僅供參考。

1 建筑工程施工大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生動(dòng)因

1.1 混凝土裂縫施工因素的干預(yù)

科學(xué)、合理的施工方法是保證混凝土結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提所在，但是現(xiàn)有大體積混凝土施工中，由施工手段、施工技術(shù)引發(fā)的問題屢見不鮮。究其主要原因，由于工程施工人員并不具備相對(duì)應(yīng)的施工專業(yè)性，導(dǎo)致前期圖紙文件與中期現(xiàn)場(chǎng)施工不契合的問題。例如，混凝土原料配比過程中，水灰比存在誤差，造成混凝土的塌落度失衡，引發(fā)后期凝合過程中的裂縫問題；大體積混凝土澆筑與振搗環(huán)節(jié)，未能將振搗工具下沉到一定位置，造成混凝土內(nèi)部存在縫隙問題；混凝土澆筑以后，未對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，極易在溫度、濕度的影響下產(chǎn)生結(jié)構(gòu)收縮現(xiàn)象。

1.2 混凝土裂縫應(yīng)力因素的干擾

混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力是影響混凝土穩(wěn)定性的直接因素，待混凝土澆筑完畢以后，混凝土結(jié)構(gòu)凝合期間，物理狀態(tài)發(fā)生改變，此時(shí)混凝土內(nèi)部應(yīng)力也擺脫流體力學(xué)屬性，而是在材料分子以及外部環(huán)境的作用下，形成高強(qiáng)度、高硬度的固態(tài)混凝土。此過程中，內(nèi)部荷載效果將產(chǎn)生較為嚴(yán)重的應(yīng)力問題，此類結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力的干擾大多來自化學(xué)收縮、干燥收引發(fā)的抗壓值、抗拉值徐變，當(dāng)混凝土材料之間的粘合力低于混凝土凝合期間產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)內(nèi)應(yīng)力時(shí)，將存在結(jié)構(gòu)裂縫，降低混凝土的承載力。

1.3 混凝土裂縫材料因素的干擾

混凝土主要是指膠凝材料與砂石、水等物質(zhì)按照一定比例摻和攪拌，形成混凝土泥漿，為后期現(xiàn)場(chǎng)澆筑提供基礎(chǔ)材料?；炷敛牧系牡燃?jí)是在硬化以后，按照抗壓強(qiáng)度界定的，大體分為14個(gè)等級(jí)，期間，材料等級(jí)是由材料配比決定的?；炷亮芽p材料因素的干擾點(diǎn)，主要體現(xiàn)在材料核驗(yàn)不精準(zhǔn)，例如，原材料存在以次充好現(xiàn)象，材料配比存在誤差現(xiàn)象等，均可能造成凝合后的混凝土存在嚴(yán)重裂縫問題，達(dá)不到等級(jí)強(qiáng)度。

1.4 混凝土裂縫干燥因素的干擾

大體積混凝土在凝固過程中，內(nèi)部水分在凝合高溫的作用下將被大量蒸發(fā)，無論內(nèi)部，還是外部，水體流失，將造成混凝土結(jié)構(gòu)失水現(xiàn)象。當(dāng)混凝土內(nèi)部水分降到臨界點(diǎn)時(shí)，混凝土材料將產(chǎn)生結(jié)構(gòu)壓縮，令混凝土內(nèi)部呈現(xiàn)開裂問題，降低混凝土結(jié)構(gòu)的荷載力。

1.5 混凝土裂縫溫度因素的干擾

我國(guó)《大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小幾何尺寸應(yīng)大于1 m。當(dāng)下，建筑工程結(jié)構(gòu)中通常會(huì)使用大體積混凝土施工方法。但是混凝土大體積特性，間接削減混凝土的表面系數(shù)，混凝土內(nèi)部材料水化期間產(chǎn)生的熱量具有集中性，短時(shí)間內(nèi)將因?yàn)閮?nèi)外溫差問題，引發(fā)裂縫。特別是在溫度相對(duì)較低的環(huán)境中施工時(shí)，溫差現(xiàn)象加大，可能令混凝土體積存在較多的裂縫點(diǎn)，增加修復(fù)難度。

2 建筑工程施工大體積混凝土裂縫防治措施

大體積混凝土一般是指混凝土事物尺寸不低于1 m，此類結(jié)構(gòu)屬性，令混凝土澆筑施工期間，產(chǎn)生諸多干擾因素，整體把控難度相對(duì)較大。對(duì)此，工程施工防治期間，應(yīng)從不同方面，分析裂縫成因，并采取相對(duì)應(yīng)的控制舉措，規(guī)避混凝土裂縫問題。

2.1 科學(xué)性配比材料

材料作為混凝土的基礎(chǔ)組成，不同材料的配比度決定在內(nèi)外界干擾因素下產(chǎn)生的干擾問題。一方面，應(yīng)對(duì)材料選取方面進(jìn)行控制?？紤]到混凝土在凝合期間產(chǎn)生的集中水化熱問題，加大外部降溫難度。但是從結(jié)構(gòu)機(jī)理角度看，可通過材料屬性的界定，增加建筑混凝土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提高結(jié)構(gòu)抗性，這樣可增加混凝土結(jié)構(gòu)的抗熱與抗壓性，降低結(jié)構(gòu)損毀度。此過程中，技術(shù)人員可按照工程施工基準(zhǔn)，精確測(cè)量混凝土材料的基礎(chǔ)屬性，通過實(shí)驗(yàn)比對(duì)，分析不同材料在施工期間呈現(xiàn)的變化值。同時(shí)，材料核驗(yàn)期間，應(yīng)嚴(yán)格控制入場(chǎng)材料質(zhì)量，如果發(fā)現(xiàn)材料不達(dá)標(biāo)，應(yīng)立即更換處理，降低混凝土裂縫問題。

另一方面，應(yīng)對(duì)材料配比方面進(jìn)行控制。首先，骨料選擇方面。粗骨料粒徑在5~30 mm之間的碎石，卵石則可選取5~40 mm的碎石，盡可能降低混凝土體積的收縮度。細(xì)骨料粒徑的粗細(xì)比值應(yīng)高于2.5，內(nèi)部需要摻雜粉煤灰。此外，應(yīng)對(duì)骨質(zhì)內(nèi)部的泥和相關(guān)雜質(zhì)進(jìn)行控制，增強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能。其次，水泥種類選擇方面。水泥種類應(yīng)當(dāng)以水化學(xué)含量較低、凝合時(shí)限長(zhǎng)的材料為主，例如硅酸鹽、礦渣水泥等，其具備較強(qiáng)的抗高低溫性，降低混凝土凝合期間的熱量聚集問題。最后，外摻合料選擇方面。由于大體積混凝土施工的特殊性，結(jié)構(gòu)凝合時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，外摻合料也應(yīng)盡量選取具有減水性能與緩凝性能的添加劑，縮短水泥凝合時(shí)間，增加混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

2.2 澆筑環(huán)節(jié)的控制

明確混凝土澆筑工序：準(zhǔn)備工作→安裝固定模板→綁扎鋼筋→布置測(cè)溫管→原材料計(jì)量→混凝土拌合→運(yùn)輸泵送→分層澆筑→振搗→表面壓抹→保濕覆蓋→保溫養(yǎng)護(hù)→測(cè)溫→觀察記錄→高溫臨界→降低溫差→養(yǎng)護(hù)正?！狡诓鹉！鷻z查→缺陷處理→交工檢驗(yàn)。

大體積混凝土澆筑施工控制：從基礎(chǔ)施工角度看，為保證工程建設(shè)質(zhì)量及進(jìn)度，需進(jìn)行連續(xù)化施工處理。對(duì)此，應(yīng)與信譽(yù)度較高的供應(yīng)商進(jìn)行合作，混凝土的含砂率維系在40%上下，初凝時(shí)間應(yīng)在8 h之內(nèi)?；炷翝仓陂g，可利用泵車停留時(shí)長(zhǎng)減少內(nèi)外部的溫差值，混凝土大面積澆筑的落體高度應(yīng)低于2 m，如果受限于施工限制超出2 m，則需要接入套筒，防止混凝土澆筑分離問題。在澆筑過程中，應(yīng)采取逐層推進(jìn)的模式，當(dāng)?shù)撞渴┕ね戤?，?yīng)進(jìn)行振搗處理，待上部澆筑之后，需進(jìn)行混合振搗處理，避免出現(xiàn)混凝土裂縫的問題。如果存在連續(xù)性的施工需求時(shí)，則應(yīng)進(jìn)行分塊施工處理，期間，保證各施工塊之間的平行性，當(dāng)需要斷開施工時(shí)，標(biāo)定處理應(yīng)在合理范疇內(nèi)。

2.3 混凝土散熱處理

大體積混凝土結(jié)構(gòu)散熱處理中，主要采用保溫、外蓄、機(jī)理分散予以控制。第一，待混凝土施工中，可在管道內(nèi)部進(jìn)行水冷處理，此過程中應(yīng)針對(duì)水體流量進(jìn)行限制，例如入口溫度、出口溫度等，通過流體水吸收混凝土的熱量。期間，為保證持續(xù)性施工的穩(wěn)定性，應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)處理，連續(xù)通水10天，檢測(cè)入水口、出水口的溫度是否一致，如果不一致，需進(jìn)行水流速度的調(diào)整，直到兩者溫度一致，才表明試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。通水期間，應(yīng)保證水體溫度值的均衡性。第二，利用外蓄水降低混凝土溫度值。此類養(yǎng)護(hù)工序大多是采用自來水進(jìn)行澆灌，但是市政供水溫度值與混凝土發(fā)熱時(shí)候的溫度值相差約為20 ℃，為延緩溫度溫差問題，需對(duì)水體流量進(jìn)行檢測(cè)處理，在不同水體流通接口安裝調(diào)節(jié)閥門，且在通水前期進(jìn)行預(yù)測(cè)，避免水體連接處存在漏水現(xiàn)象。第三，在內(nèi)部預(yù)埋冷卻管，利用水循環(huán)帶走混凝土內(nèi)部熱量，同時(shí)，可在混凝土表面敷設(shè)草席、塑料薄膜等，防止出現(xiàn)水體過度蒸發(fā)的現(xiàn)象。混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外表面溫差應(yīng)在25 ℃以內(nèi)，確保實(shí)現(xiàn)均勻降溫的效果。

2.4 大體積混凝土溫控處理

溫度控制主要是針對(duì)混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)起到溫度抑制，確保在不同施工場(chǎng)景下，混凝土內(nèi)部溫度值不會(huì)因?yàn)闇夭钸^大產(chǎn)生裂縫問題。第一，保溫處理中，工作人員應(yīng)定期監(jiān)測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)的溫度值，期間，需在內(nèi)部環(huán)境與外部環(huán)境同時(shí)布設(shè)監(jiān)控點(diǎn)，確保各類信息可真實(shí)映射混凝土的溫差值，查找混凝土硬化期間存在的異?，F(xiàn)象。第二，預(yù)埋管體選用較粗的PVC管。實(shí)際使用中，將PVC管的下端進(jìn)行封堵處理，且管體與測(cè)溫管體應(yīng)維系垂直狀態(tài)，確保溫度監(jiān)測(cè)的持續(xù)性。第三，溫度值變化的精細(xì)分析。溫度值測(cè)量期間，一天監(jiān)測(cè)晝夜溫度，如果內(nèi)部溫度值與外部溫度值之間的差值大于25 ℃時(shí)，則應(yīng)加大保溫力度，避免因溫度差過大引發(fā)的混凝土裂縫問題。

3 建筑工程施工大體積混凝土裂縫防治實(shí)例

3.1 工程概況

本項(xiàng)目為長(zhǎng)興縣新建地下隧道工程，結(jié)構(gòu)總長(zhǎng)度為672 m，采用礦山法暗挖施工，結(jié)構(gòu)主體為拱墻結(jié)構(gòu)，采用貼壁式襯砌。該隧道工程施工周期較長(zhǎng)，隧道襯砌工藝相對(duì)繁瑣，工程施工中需要結(jié)合不同施工限制點(diǎn)予以控制，確保工程建設(shè)的持續(xù)性。隧道工程中部分混凝土施工工藝采用的是大體積混凝土施工方法，受到內(nèi)外部環(huán)境因素的影響，極易產(chǎn)生混凝土裂縫問題，降低混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)力。對(duì)此，應(yīng)選取相對(duì)應(yīng)的施工技術(shù)工藝、施工材料等，降低混凝土結(jié)構(gòu)裂縫問題的產(chǎn)生概率。

3.2 原材料選用方面

利用混凝土澆筑道路底板時(shí)，選取K425型礦渣硅酸鹽水泥，此種類水泥具有地水化熱優(yōu)勢(shì)，在后期硬化凝合期間，降低熱量聚集度，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。第一，低水化熱的礦渣硅酸鹽水泥在后期可對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫差起到協(xié)調(diào)作用，特別是在低溫條件下，可加快混凝土結(jié)構(gòu)的凝結(jié)速率。待水泥入場(chǎng)以后，需進(jìn)行專業(yè)標(biāo)識(shí)，并做好相應(yīng)的存儲(chǔ)工作，如果存在受潮失效問題時(shí)，應(yīng)立即更換材料。第二，砂石符合《普通混凝土用砂質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法 JGJ56 一 97》標(biāo)準(zhǔn)。第三，碎石粒徑控制在5~28.5 mm，碎石泥及雜質(zhì)含量應(yīng)小于總量的1%。第四，混凝土施工過程中的工程水應(yīng)控制水質(zhì)，選取市政供水，防止水中雜質(zhì)過多，引發(fā)材料的化學(xué)或物理反應(yīng)。第五，添加劑選取時(shí)，可添加適量混凝土催凝劑，加速混凝土結(jié)構(gòu)的凝合效率。

3.3 混凝土配比

考慮到工程施工中的環(huán)境影響因素，為規(guī)避混凝土凝合或使用過程中的裂縫產(chǎn)生概率，應(yīng)按照混凝土等級(jí)強(qiáng)度及使用環(huán)境，嚴(yán)格控制配比，做到材料平衡配比，提高混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。期間，應(yīng)對(duì)混凝土材料的配比進(jìn)行試驗(yàn)，如表1所示，為C40混凝土配比。

表1 C40混凝土配比數(shù)據(jù)

3.4 混凝土施工控制

第一，混凝土攪拌與運(yùn)輸中，應(yīng)保證原材料塌落度符合工程建設(shè)基準(zhǔn)，且拌和期間不得存在混凝土離析現(xiàn)象，做到均勻拌和處理。此外，考慮到拌和地點(diǎn)與施工地點(diǎn)之間消耗的時(shí)間問題，則應(yīng)適當(dāng)調(diào)整工程水用量，防止運(yùn)輸時(shí)間過長(zhǎng)引發(fā)的混凝土過干現(xiàn)象。第二，混凝土澆筑。澆筑前期應(yīng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行清潔處理，部分具有一定要求的環(huán)節(jié)，必須做到一次成型，避免出現(xiàn)中斷，如果施工期間遇到降雨問題，則應(yīng)隨澆隨蓋。第三，混凝土振搗環(huán)節(jié)。應(yīng)按照施工面積合理布設(shè)振搗裝置的施工點(diǎn)，且應(yīng)合理控制振搗裝置的插入深度，避免對(duì)內(nèi)部鋼筋產(chǎn)生碰撞。第四，混凝土養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)。澆筑完成之后需等混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 70%方可拆模，如要在上面進(jìn)行作業(yè)，則必須待混凝土強(qiáng)度達(dá)到一定強(qiáng)度才可以。拆除模板和撤除保溫層時(shí)，需確認(rèn)外界溫度高于5 ℃時(shí)才可進(jìn)行。否則混凝土容易受凍影響混凝土的強(qiáng)度。同時(shí)，在完成拆模工序后，應(yīng)進(jìn)行表面檢測(cè)處理，確保外表面無裂縫。

4 結(jié)語

綜上所述，建筑工程大體積混凝土施工期間極易產(chǎn)生裂縫問題，影響工程建設(shè)質(zhì)量。對(duì)此，應(yīng)加強(qiáng)分析混凝土裂縫的產(chǎn)生動(dòng)因，結(jié)合施工技術(shù)工藝、施工材料等，建立健全施工規(guī)劃體系，做到全過程管控、全方位防治的效果，提高工程建設(shè)質(zhì)量。