浅析混凝土裂缝控制与技术探究

吴标

【摘要】大体积混凝土表面易出现纵横裂缝，影响混凝土质量，分析大体积混凝土裂缝产生的原因，对大体积混凝土施工中裂缝的控制进行了研究，并提出了分块施工、采用中低水化热的矿渣水泥及“双掺”技术、严格控制混凝土入模温度及养护温度等有利于控制大体积混凝土施工过程中各项裂缝开展的措施，有效地解决了控制大体积混凝土裂缝的问题。

【关键词】大体积混凝土 裂缝控制 施工 技术

1、引言

随着社会的发展，大体积砼使用越来越多，譬如：超高层建筑地下室、高层建筑大型整板基础、地铁、大坝等等。而大体积砼在成型过程中，较易产生纵横裂缝，不管是何种原因产生何种裂缝，轻则影响到结构的耐久性，重则影响到结构的安全性，可以说混砼裂缝是建筑质量的较为常见的通病。

由于混凝土属于脆性材料，混凝土结构产生不同程度、不同形式的裂缝相当普遍，在某些情况下，裂缝会导致非常严重的后果。裂缝使混凝土结构形成隐患，混凝土开裂后，轻则会影响建筑物的外观，使人们的精神上产生一种负面影响；严重时裂缝会使混凝土结构的承载力降低，直接影响结构的安全。据统计，近年来因混凝土开裂而使地下工程渗漏率达60%，有些城市达70%，渗漏给人们的生产、生活带来了严重的影响。

2、大体积混凝土裂缝控制的意义

研究大体积混凝土结构的裂缝控制具有重要的社会和经济意义，在大体积混凝土结构施工中，混凝土裂缝的控制是一个很重要的课题。由于大体积混凝土结构的截面尺寸较大，由外荷载引起裂缝的可能性很小，但由于水泥在水化反应中释放的水化热所产生的温度变化混凝土收缩的共同作用，会产生较大的温度应力和收缩应力，这将成为大体积混凝土结构出现裂缝的主要因素。根据国内外的调查资料，工程实践中的结构物的裂缝，属于变形变化（温度、湿度、地基变形）引起的占80%以上，属于荷载引起的约占20%

因此，大体积混凝土经常出现的问题，不是力学上的结构强度不足，而是以控制混凝土内外温差、温度变形（应力）引起的裂缝，从而提高混凝土抗渗、抗裂、抗侵蚀性能，以提高建筑结构的耐久年限为主要目标。

3、工程项目分析

某公共设施游泳跳水馆建筑面积25112m2。基础底板厚1m，埋深1.8～3.7m。混凝土设计强度C35，抗渗等级S8。底板上有集水坑11个，板下布置钻孔灌注桩389根，板内配Φ25@150双层双向钢筋，钢筋采用套筒挤压连接。

基础底板施工特点如下：

本工程底板厚度仅1m，但平面形状极不规则，高差变化大、基坑多、配筋密；整个结构不设变形缝。设计要求底板混凝土一次浇筑，不得在底板上留施工缝。墙体水平施工缝处设450mm×3mm钢板止水带。

地质情况复杂，上部土层为高流塑状淤泥土，下部残积土层分布大量孤石，给桩基施工带来很大困难。跳水馆部位底板钢筋混凝土施工时，游泳馆部位尚有部分桩基混凝土未达到龄期，基坑尚未开挖完。受工期影响，底板混凝土无法按原设计要求一次浇筑完成，必须将整个底板分块浇筑。

4、裂缝控制技术与措施

4.1底板分块及施工缝留设

受施工条件限制及工期影响，底板混凝土无法按原设计要求一次浇筑完成，经设计、监理和施工单位三方论证，决定将整个底板划分为三块浇筑。另原设计要求墙板水平施工缝处設钢板上面水带，但实际施工时钢板止水带将切断墙体暗柱箍筋，焊接质量难以保证，对结构不利。经与设计单位协商，墙板水平施工缝改为“凸”型缝。施工缝严格按施工规范中的技术要求做，以保证结合面的强度。

4.2 混凝土配合比设计

（1）材料选择：采用中低热水泥品种，降低水泥用量。本工程采用某牌525号矿渣硅酸盐水泥，考虑混凝土的泵送要求，碎石粒径为5.0～31.5mm，含泥量≤0.3%；选用细度模数2.8的中砂，含泥量≤0.8%；外加剂为华能汕头电厂产Ⅱ级粉煤灰及FDN-440缓凝减水剂，其减水率在14%左右，初凝时间6.5h以上。

（2）混凝土配合比值

根据施工条件及设计要求，经反复试配，施工前确定的混凝土配合比如下：

地下室底板混凝土设计参数：强度等级为C35，抗渗等级为A8.0，坍落度为10～14cm；混凝土配合比设计参数：标准差5.0MPa，配制强度43.2MPa，坍落度为13cm，质量密度为2380kg/m3，7d抗压强度34.2MPa，28d抗压强度52.6MPa。

施工配合比：水灰比为0.48，配合比（水泥∶粉煤灰∶砂∶石∶水）为1∶0.110∶2.09∶3.41∶0.48，含砂率为38%；施工的材料用量为：水泥333kg/m3，粉煤灰37kg/m3，砂696kg/m3，石子1136kg/m3，FDN-440为1.332kg/m3。

4.3底板混凝土施工技术

搅拌设施：现场设混凝土搅拌站2座，每座搅拌站配750L混凝土搅拌机及PL800型砂石自动配料机各3台、HBT-60C地泵1台。

——混凝土入模温度控制：采取以下措施降低混凝土入模温度：搅拌机出料口加装换气扇，地泵入料口设遮阳装置；用麻袋片包裹泵管并浇水湿润；砂、石堆场用彩条布覆盖，石子堆场提前浇水降温；现场周围及基坑壁洒水降温。

——混凝土浇筑：根据施工缝的留设位置，整个底板混凝土分3块浇筑，浇筑时采用“分块、分区、斜面分层、循序退打、一次到位”的方法，每台混凝土泵浇筑宽度39.5m，流淌坡度按1：5计算，其流淌距离为5m，混凝土分层厚度控制在50cm，则每层的混凝土量为99m3，每小时泵送25m3实际泵送34～57m3/h），4h可完成一层，避免了每层混凝土之间出现冷缝。

——混凝土振捣：在每台泵出料口配备6根插入式振捣器，在混凝土出料口及斜面的中下游各布置2根，快插慢拔。墙柱插筋根部、水平施工缝及钢筋等，大体积混凝土裂缝控制与施工技术的工程应用筋密集部位采取二次振捣，确保混凝土密实，以防上述部位产生蜂窝、麻面、露筋。

4.4混凝土试块的制作和坍落度测定

底板混凝土每200m3制作试块一组。每隔1h对每台泵压送的混凝土坍落度进行测定，坍落度控制在12～14cm。

4.5温度监控与混凝土养护

测温点按12m×12m设1个，测环境温度、混凝土表面温度与中心温度，每4h测1次，共持续7天。混凝土终凝后覆盖双层麻袋片进行保温，浇水养护14天。

5、效果展示

底板混凝土施工中共留设强度试块173组，抗渗试块140组，平均强度43.7MPa，抗渗等级S8以上，均满足设计要求。本次底板混凝土施工，由于措施得当、组织严密，有效地控制了温度裂缝的产生，保证了混凝土施工质量。施工至今2年多，经过两个雨季考验，混凝土底板及施工缝处未出现任何渗漏；经各方严格检查，混凝土表面除极个别地方出现少许干缩裂缝外，未出现其它裂缝。

6、结语

大体积砼裂缝形成的原因和预防、控制措施作了初步探讨，个人认为只要采取以防为主，采用温控施工技术，在大体积砼材料的选择、配合比优化、浇筑过程控制、保温养护及施工过程中砼浇筑内部温度和温度应力的监测等环节，采取了一系列的技术措施，并施工中多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，砼的裂缝是完全可以控制和避免的。

参考文献：

[1] 田桂茹 等主编.混凝土外加剂应用技术规范.北京：中国建筑工业出版社.

[2]王寿华等主编.建筑施工手册（第四版）.北京：中国建筑工业出版社.