超长砼墙体施工期裂缝防治的研究

■黄 征 ■武汉市水务集团有限公司，湖北 武汉

随着经济建设的发展，超长、大体积、大面积且约束条件复杂的混凝土构件大量出现，而现代预拌混凝土原材料(如水泥)性能改变、掺加外加剂、掺合料等组份;以及混凝土泵送施工等使混凝土性能改变，尤其是早期体积稳定性劣化，致使超长砼墙体在施工期间经常产生裂缝。此时，结构通常尚未承受正常使用情况下的全部荷载，这种裂缝多因间接作用如，非荷载变形(收缩、温度等)引起。

混凝土施工期裂缝多发生在混凝土浇筑后的数天或十几天的时间内，也有在浇筑完毕的几个月后仍主要因间接作用产生裂缝的。混凝土施工期裂缝可能会对建筑的使用功能、耐久性及观感造成影响;某些情况下还可能影响到结构的承载能力。施工期混凝土结构产生裂缝后，长期找不到确切原因，没有办法有效处理的工程事例也非常多。特别是某些较为复杂的裂缝问题或由诸多因素复合诱发的裂缝问题，不容易发现其主要矛盾所在，原因不能确定，也很难有好的处理效果。

通过多年的工作经验和分析，预拌混凝土超长墙体施工期裂缝的防治不能基于某一方面，需要进行全过程控制。

1 原因分析及控制重点

现浇混凝土结构在施工期间开裂，有些是由单一因素引起的，如环境温度、湿度变化等;原材料及配合比:混凝土配合比不合理，各种原因导致的混凝土过大收缩变形等;施工过程:养护方案不合理等。但更多的裂缝不是由单一因素引起，而是上述多种原因的综合作用形成。

施工中必须全过程控制，从原材料优选、配合比优化、结构设计及构造措施优化、施工过程控制、管理等方面提出综合有效措施防治预拌混凝土施工期裂缝。防治的控制重点:1、在优选原材料和常规配合比设计的基础上，进行抗裂配合比优化设计;2、进行结构设计及构造措施的优化;3、加强混凝土浇筑、养护等施工过程的有效控制。

2 施工工艺流程及操作要点

2.1 工艺流程

进行预拌混凝土超长墙体施工期裂缝控制，要在传统混凝土工程工艺流程的基础上，针对施工期裂缝防治进行完善。其工艺流程:基于裂缝防治的结构及构造措施优化—混凝土原材料优选—配合比体积稳定性优化设计—混凝土拌制及运输—混凝土浇筑—混凝土养护及拆模

2.2 操作要点

(1)基于裂缝防治的结构及构造措施优化:①要求混凝土具有足够的强度，较小的早期收缩变形及良好的抗裂能力;②较长的现浇钢筋混凝土墙体是收缩裂缝的高发区，墙体中的钢筋除应满足强度要求外，应充分考虑混凝土收缩而加强，应有足够的配筋率，钢筋布置宜细而密分布。水平构造钢筋宜置于受力钢筋外侧，当置于内侧时，宜在混凝土保护层内加设防裂钢筋网片;③配筋率及间距应考虑混凝土收缩变形规律，结合结构计算和工程经验确定。建议:钢筋混凝土剪力墙的水平和竖向分布钢筋的配筋率不应小于0.2%，结构中重要部位的剪力墙，其水平和竖向分布钢筋的配筋率宜适当提高;④剪力墙中温度、收缩应力较大的部位，水平分布钢筋的配筋率宜适当提高;⑤墙中的预埋管线宜置于受力钢筋内侧，当置于保护层内时，宜在其外侧加置防裂钢筋网片。预留孔、预留洞周边应配有足够的加强钢筋并保证有足够的锚固长度。

(2)混凝土原材料优选:①从控制裂缝的角度考虑，水泥品种优先选择的次序宜为:低碱水泥、硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥;大体积混凝土宜选用低热水泥。无特殊要求时，不宜选用早强水泥、含碱量较大的水泥、较细的水泥;②在混凝土中宜加入一定量的粉煤灰或磨细矿渣(部分替代水泥)，掺量通过配合比设计、试验确定，以改善混凝土的抗裂性能。当混凝土中掺入矿粉时，矿粉细度宜与水泥的细度接近。掺加硅灰时，应有可靠的技术措施;③掺加合适的外加剂有利于裂缝的防治，选择外加剂时，应注意外加剂之间的相容以及与水泥的相容性。对于抗裂性要求高的混凝土，合适条件下宜选用具有减缩抗裂性能的外加剂;④在混凝土中掺入一定量的纤维、有机聚合物，可提高混凝土的抗裂性能。有机纤维如聚丙烯、尼龙类纤维，能提高混凝土塑性抗裂性能;钢纤维能提高塑性抗裂性能和硬化后混凝土抗裂性能。在纤维分散度良好的情况下，混凝土抗裂性能随着纤维掺量的提高而提高。

(3)配合比体积稳定性优化设计:①对要求施工期间不出现早期裂缝的结构(构件)，预拌混凝土供应方应在优选原材料和常规配合比设计的基础上，进行抗裂配合比优化设计，使混凝土除具有符合设计和施工所要求的性能外，还具有抵抗收缩开裂所需要的性能;②进行抗裂配合比优化设计时应遵循的原则:a.最小单位用水量或最小胶凝材料用量原则;b.最大骨料堆积密度原则;c.适当水灰比原则。③为提供有良好抗裂性能的混凝土，预拌混凝土供应方应在优选原材料、优化配合比的基础上进行收缩、体积稳定性试验及评价。

(4)混凝土拌制及运输:①为有效进行预拌混凝土施工期裂缝控制，混凝土拌制应有详细的技术要求，应严格记录每车混凝土的搅拌时间、出站时刻、进场时刻、开始浇筑时刻、浇筑完成时刻，并分批汇总分析。②在风雨或暴热天气输送混凝土，容器上应加盖，以防进水或水份蒸发。冬期施工应加以保温。

(5)混凝土浇筑:①混凝土的入模坍落度不宜过大，严禁在搅拌机外二次加水搅拌。②混凝土浇筑时，应保证振捣的时间和位置，防止漏振、欠振和过振。对已经初凝的混凝土不应再次进行振捣，避免破坏已形成的混凝土结构强度，应待其充分凝固、硬化后按施工缝进行处理。③对于墙与板等截面相差较大的构件或结构，应先浇筑较深的部分，根据气候条件静停0.5～1.5 小时后再与较薄部分一起浇筑，以防止沉降裂缝的产生。④施工缝的留置应严格按设计要求和施工技术方案确定。超长的墙体宜采用无缝跳仓施工技术，以有效控制其收缩、温度裂缝，可以更好地保证建筑功能使用要求，在质量、工期、造价技术经济效能等方面具有先进性和新颖性。

(6)混凝土养护及拆模:①混凝土初凝后应及时养护。墙体采用保温保湿效果较好的木模板时，可适当延缓拆模时间，或采用模板上口开小缝隙的方法，小水慢淋进行墙体养护。②模板拆除除应符合强度及外观的限定要求外，还应考虑混凝土水化温升、温降变化规律及混凝土收缩变化规律、自然环境温度、湿度、风速、日照等情况，合理确定拆模时间。不宜在混凝土温度峰值时拆除模板及淋冷水养护。③混凝土施工应根据天气情况，尽量避免雨中混凝土浇筑施工，防止刚浇筑完的混凝土被雨水浇淋。④在干燥、高温、暴晒或风力较大的环境条件下浇筑的预拌混凝土或泵送混凝土，应加强覆盖或保湿养护。

3 结语

防治超长砼墙施工期的裂缝，会产生一定的社会和经济效益，社会效益:改善建筑物的使用功能，提高了结构耐久性。裂缝综合防治中，为改善混凝土的抗裂性能，要求在混凝土中加入一定量的粉煤灰或磨细矿渣(部分替代水泥)，可以节约能源、资源，减少粉尘、CO2的产生，更有利于环境，符合可持续发展战略。经济效益:采用基于全过程控制的裂缝综合防治技术，在混凝土中加入一定量的粉煤灰或磨细矿渣，采用整体跳仓浇筑，达到了节约工期，降低成本的目的。