大体积混凝土裂缝控制要点及建议分析

于海洋，孙本胜

(辽宁润中供水有限责任公司，沈阳 110166)

大体积混凝土裂缝控制要点及建议分析

于海洋，孙本胜

(辽宁润中供水有限责任公司，沈阳 110166)

大型现浇工程时，由于工程结构复杂、所处环境多变、几何尺寸长范围连续现浇，出现裂缝不可避免，采取相应的技术控制措施，可以使结构物的裂缝得到有效控制，使工程建设更加趋于完美。文章通过对当前裂缝修补技术发展现状及裂缝部位的分析,提出了大体积混凝土有害裂缝控制要点，对裂缝控制提出建议。

大体积混凝土；裂缝控制；要点；建议

1 裂缝部位及成因

结构物出现裂缝的原因分为由变形(温度、收缩、不均匀沉陷)引起的裂缝和由荷载引起的裂缝两大类，前者约占裂缝的80%～85%[1]。

1.1 温度裂缝

1.1.1 表面裂缝

混凝土浇筑后，其内部由于水化热温升，体积膨胀，如遇寒潮，气温骤降，表层降温收缩。内胀外缩，在混凝土内部产生压应力，表层产生拉应力，且混凝土的抗拉强度远小于抗压强度。当表层温度拉应力超过混凝土的允许抗拉强度时，将产生裂缝，形成表面裂缝[2]。

1.1.2 贯穿裂缝和深层裂缝

基础约束在混凝土升温膨胀期引起压应力，在降温收缩时引起拉应力，当此拉应力超过混凝土的允许抗拉强度时，就会产生裂缝，成为基础约束裂缝[3]。

由于这种裂缝自基础面向上开展，严重时可能贯穿整个坝段，故又称为贯穿裂缝。此种裂缝切割的深度可达3～5m以上，故又称为深层裂缝。

1.2 收缩裂缝

混凝土中含有大量孔隙、粗孔及毛细孔等。空隙中存在水分，水分的活动影响到混凝土的一系列性质。

在工程上，最常遇到的问题是与湿度变换有关的毛细收缩及吸附收缩。由于混凝土水分蒸发及含湿量的不均匀分布，形成湿度变化梯度，引起收缩应力，导致表面开裂。

混凝土所处大气环境温度、湿度、风速等都对收缩有影响，特别是风速的影响，对于风速风压都很大的露天建筑物，容易产生干缩裂缝。

1)水库工程围堤护坡混凝土浇筑后并没有严格按要求进行养护。一般来说膨胀混凝土淋水养护须7～14d，最少为7d，在混凝土终凝后2d即可开始浇水养护，而混凝土的膨胀值一般要14d才基本稳定。同时，掺膨胀剂的混凝土，水化时需水量大，比普通混凝土更要加强养护，覆盖淋水，使其表面始终处于潮湿条件。

2)工程采用的是商品混凝土，商品混凝土塌落度大，稍加振捣即出现石子下沉，浆体上浮，时常有较多泌水，随着水分的蒸发，表面会出现塑性收缩裂缝。

3)在混凝土拌合物中有多余水量，混凝土硬结后，比较容易出现干燥收缩裂缝。

1.3 沉缩裂缝

由于结构物所处的条件不良和支撑体不稳定或结构变形而发生裂缝，发生此种裂缝的场合是由于结构物的移动，也就是基础不稳定，或不均匀沉降，地基变形而发生的裂缝。

常见的有2种情况：

1)工程在施工过程中，地基夯实不到位，地基出现了不均匀沉降，使混凝土板由原来设计的均匀受力的弹性板变为简支板，形成混凝土板局部受拉状态，造成变形缝漏水，在冬季温度较低的情况下护坡混凝土经冻胀出现裂缝。

2)由于工程地质条件较差，坝体地下水位较高，土体含水量大，坝体填筑完成后，坝基沉降尚未全部完成的情况下即转入混凝土坡面护砌，两工序间隔时间较短，坝体固结收缩，坝基沉降不均匀(中部沉降量较大，坝脚处沉降较小)，现浇混凝土为刚性结构，变形很小，混凝土坝坡与坝体间形成间隙，也是造成冰压破坏的原因之一。

2 裂缝控制要点与建议

2.1 要点

要点主要有以下2项：

1)对于大体积混凝土薄壁结构，控制裂缝的主要因素是收缩，所以应分层散热浇灌，其后保湿养护是很重要的，无须专门的保温。

预防激烈的温度变化与湿度变化对控制裂缝是有利的，薄壁结构中要设法保证混凝土浇灌振捣的密实性。

2)合理设置变形缝是设计工作中急待解决的问题，它和引起漏水的裂缝问题密切相关，所以为了避免有害裂缝，要深入研究变形裂缝的合理间距。

2.2 建议

建议有以下5点：

2.2.1 预防

控制裂缝应该防患于未然，首先预防裂缝，防不住的就堵，堵不住再排，重点在预防，而不是后期修补。

2.2.2 处理裂缝原则

1)对于不影响承载力的裂缝，只进行封闭。

2)对于有强度要求的裂缝，采用化学灌浆补强。

3)对于有防水要求的裂缝，采用防渗堵漏。

2.2.3 大体积混凝土中裂缝控制

主要从降低温度应力和提高混凝土的极限拉伸强度两方面着手：

1)做好冷却和保温，浇注前避免材料过热，浇筑后保温，降低温度应力和提高极限拉伸。降温冷却方面，采取保温及缓慢降温方法减少混凝土表面的急剧热扩散，延长混凝土散热时间，防止形成过大的温差而引起表面或贯穿裂缝。

2)提高混凝土的极限拉伸，严格控制砂、石质量，限制含泥量，正确选用混凝土级配，适当掺用外加剂，减少用水量，改进混凝土浇灌工艺，可提高混凝土强度。适宜的温湿度养护能减少收缩，充分发挥水泥水化作用使混凝土强度潜在能力得到充分发挥。

2.2.4 混凝土硬化过程中的早期沉缩裂缝处理

在设计和施工充分注意的情况下是可以避免的。可以采取下列措施避免沉缩裂缝：

1)严格控制水灰比，宁可小一些。

2)振捣要密实，振捣时5～15s/次为宜。

3)凝固时间不宜过快。

4)混凝土下料不过快。

5)注意高低温季节给硬化带来的影响，采取适当措施缓凝。

6)施工中避免遭遇大风袭击，引起剧烈水份蒸发，形成上部和下部硬化不均和差异收缩。

7)加入减水剂和适量的粉煤灰，可减少沉缩量，促进工作性和流动性。

8)在混凝土浇灌1～2h后，对混凝土进行二次振捣，表面拍打振密。

9)避免过长时间的混凝土搅拌。

2.2.5 建筑材料的走向

现代建筑材料的发展趋势是“高强度”，创造高标号混凝土，发展的目的是节约材料和减轻自重。从结构的裂缝控制观点来看，高强的建筑材料优越性得不到充分发挥，在设计强度的30%以内，材料已经开裂，而且高强材料往往伴随着脆性。有些工程，其结构强度远远未发挥出来的时候，因为开裂就进行了加固补强。提高混凝土的抗压标号对抗拉作用不大，所以建筑材料如能向提高“任性”的方向发展，将会有更大的国民经济意义。

[1]袁光裕.水利工程施工[M].北京：中国水利水电出版社，2005：41-42.

[2]鞠丽艳，混凝土裂缝抑制措施的研究进展[J].混凝土，2002(05)：11-14.

[3]鞠丽艳，张雄.混凝土裂缝防治的两种新方法[J]施工技术，2002，31(07)：28.

1007-7596(2014)10-0177-02

2014-03-24

于海洋(1975-)，男，辽宁抚顺人，助理工程师，从事水利运行管理工作；孙本胜(1971-)，男，辽宁抚顺人，助理工程师，从事水利行政管理工作。

TU755

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