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摘要：本文主要论述了大体积混凝土基础产生裂缝的控制方法。对混凝土结构施工思路与施工方法提出了相应的处理措施。
关键词：大体积；混凝土；裂缝；养护；温度
中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：
据近几年的观察，随着建筑施工技术飞速发展混凝土结构裂缝时有发生。混凝土体积由几百立方米逐渐增大到几万立方米，现代建筑中时常涉及到的大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等，它主要的特点是体积大，一般实体最小尺寸大于或等于lm。由于大体积混凝土的截面尺寸较大，表面小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快，在混凝土硬化期间水泥水化过程中所释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩，以及外界约束条件的共同作用，而产生的温度应力和收缩应力，是导致大体积混凝土结构出现裂缝的主要因素。大量的工程实践表明，大体积混凝土在施工阶段如不采取合理的技术措施，就极易出现因裂缝所引发的工程事故。
1 大体积混凝土可能产生裂缝的原因
1.1大体积混凝土水化热引起的裂缝
（1）贯穿性裂缝：大体积混凝土浇筑初期混凝土处于温度上升阶段，一段时间表以后，混凝土逐渐降温，由于温差及混凝土水份蒸发必将引起其体积收缩变形，这个变形到地基和结构边界条件的约束时又引起拉应力，当这个应力超过相应龄期混凝土抗拉强度时，混凝土截面就会产生贯穿性裂缝。
（2）表面裂缝：大体积混凝土浇筑后，由于水泥水化作用产生大量水化热，而混凝土的导热性能很差，致使混凝土内外温差较大，特别是早龄期，混凝土温度升高较快，其内部温度不断上升，从而形成中心温度高、表面温度低这样一个温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。当这个拉应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土表面就产生裂缝。
1.2混凝土初期裂缝
（1）混凝土塌落引起的裂缝：由于基础厚度较大，混凝土浇筑尚未凝固期间，主要沿钢筋向在混凝土表面产生裂缝，这主要是由于混凝土浇筑后在钢筋正上面与其周围发生了收缩下沉不同而产生。另外，模板移动和固定不牢时也可能造成这种裂缝。这种裂缝的特点是裂缝较宽，在它出现后立即抹平可以得到修补，但如果不及时修补，混凝土凝固后将形成表面裂缝，而且在混凝土降温过程中，可能发展为贯穿性裂缝。
(2) 塑性收缩性裂缝：由于基础平面尺寸很大，当混凝土尚未凝固时，其表面干燥过快，容易引起塑性收缩裂缝。
1.3混凝土后期裂缝
普通混凝土在硬化过程中，要产生因干缩而引起的体积变化，特别是本工程整板基础完成后，为满足上部结构的施工要求，不可能很快回填土，地这期间突然遇短期内大幅度的升降温，很容易产生后期干缩裂缝。
2控制混凝土裂缝的主要措施
（1）对于大体积混凝土基础，为了防止产生温差裂缝，一般都优先采用水化热较低的矿渣水泥或普通硅酸盐水泥，这是因为：①基础设计要求一般为抗渗，对有抗渗要求的混凝土应优先选用普通水泥；②按施工总进度计划要求，浇筑混凝土时正处在冬季，环境气温较低，故应优先考虑选用抗冻性较好的普通水泥；③混凝土中渗入减水剂，对改善混凝土和易性，提高混凝土密实性，降低用水量，延缓混凝土凝结时间，减小水泥水化热释放速度等有一定作用。有关资料表明：在普通水泥中掺入减水剂，能节约水泥高达15%，超过矿渣水泥的节约量，因此相同强度等级的混凝土选用普通水泥要比矿渣水泥用量小，这样普通水泥比矿渣水泥水化热高的弱点抗掺入减水剂后得到了一定程度改善。
（2）选择合适的砂石级配，严格控制砂石含泥量。仅从降低大体积混凝土水化热角度来考虑，应选用粒径较大的石子，这样可以减少用水量，降低水泥用量，减少混凝土水化热，同时还有减少混凝土凝结收缩，泌水干缩等效果。但粗骨料过大，易引起混凝土拌合物离析，同时泵送混凝土对石子最大料径也有一定限制，因此必须合理选择石子粒径。结合以上因素并参照有关资料，经过试配以后我们选用0.5～4cm和2～4cm两种级配石子。
砂以中砂为宜，粗砂保水性差，细砂干缩性大，容易产生微裂纹。由试验资料可知，中砂可减少用水量及水泥用量，因此降低了混凝土温升，减少了混凝土收缩。由于采用泵送混凝土，还应行当提高砂率。
砂石中尘屑、淤泥和粘土的含量往往较高。它们附于砂石表面，阻碍水泥与砂石的粘结，这不仅增加混凝土收缩，同时也降低了混凝土抗拉强度及抗冻性，对混凝土抗裂十分不利，因此必须严格控制砂石含泥量。参照有关资料，对砂石含泥量分别控制在2%～1%范围内。最后经过计算和试配确定混凝土配比。
（3）注重混凝土浇筑方法，加强混凝土振捣。大体积防水混凝土浇筑方法应根据整体连续浇筑的原则要求，结合结构物大小、混凝土初凝时间及混凝土供应条件等具体情况，选择浇筑方法。一般有三种方法：①全面分层法。②分段分层法。③斜面分层法。由于本基础浇筑平面大，连续浇筑长度分别56m和50m,超过了我国现行《混凝土结构设计规范》中关于中钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距为30cm的规定，针对上述情况，我们在混凝土材料的配制、泵送混凝土工艺、混凝土温度应力计算与温控措施等多方面做了多方案比较，在浇筑混凝土过程中采取以下做法。
分段分两层浇筑混凝土，由下到上成斜坡开逐层浇筑向后推进，分层浇筑，分层振实，并保证分层段混凝土在初凝前结合好，不致形成施工缝。
混凝土中掺入PTT缓凝减水剂后，所配制的混凝土初凝时间为5h30min。采用一台混凝土泵输送混凝土，在避免产生冷缝的条件下尽量放慢浇筑速度，每一段混凝土浇筑宽度约1.5m，基本保持5h完成一段，使混凝土成型段始终在较小间距内，避免或减少由于一次混凝土平面很大所产生塑性收缩裂缝。同时由于浇筑速度很慢，利用普通水泥水化作用较快，水化热出现较早的现象，可使各阶段混凝土能充分放热，从而能降低混凝土内部最高温升，防止产生温度裂缝。
选用插入式振动器，严格控制振捣时间。实际施工时振捣手分为两组，一组振捣浇筑点处混凝土，另一组振捣斜坡处混凝土，保证插点均匀，以免造成混乱而发生漏振，每次移动距离不大于振动棒作用的1.5倍，在振捣上层混凝土时插入下层混凝土5cm以上，消除两层间的接缝，且重点加强在混凝土自然斜坡的头尾部位进行振捣，确保上下两层钢筋网处的混凝土得以密实，并在振动界线以前给予二次振捣，提高混凝土与钢筋的握裹力，增强混凝土基础的抗裂性能。
混凝土振捣完成后，其表面用铁鍬拍实。用括尺进一步括平，用木楔槎毛，待混凝土收水后再第二次用木楔将混凝土表面槎平整，并使表面成为毛面，避免混凝土产生初期裂缝。
3 结合测温情况，做好混凝土养护工作
3.1混凝土浇筑后温度应力计算
混凝土浇筑后随着龄期的增长，内部温度由上升而逐渐下降，从而引起混凝土应力变化，根据实测温度数据，可计算出相应龄期的温度应力。我们通过计算得知降温和收缩产生的应力不会引起整板基础的贯穿性裂缝。
3.2混凝土养护
大体积混凝土养护时的温度控制通常有两种方法，即降温法和保温法，降温法是采取一定措施降低混凝土内部温度；而保温法则是通过保温材料，以提高混凝土表面及四周散热面的温度。两种方法目的都是要把混凝土内外温度差控制在一定的范围内。在各种常规简易方法都不能控制混凝土的温升梯度和混凝土内外温差时，采用导热法来降低混凝土内部温度，即在结构内部埋设蛇行循环冷却水管，用冷水循环直接有效地来降低混凝土结构内部的温度，从而保证工程质量。通过计算及实测可知，混凝土内部温度不高，中心温度和表面温度差最大值为24℃，符合有关规定关于控制混凝土中心和混凝土表面温差值不得大于25℃的规定。
因此我们采取在混凝土凝结且表面覆盖草袋，充分浇水湿润，并按照《地下工程防水技术规范》的要求进行养护。混凝土早期养护非常重要，但后期养护工作也不可忽视，为了保证混凝土后期不产生裂缝，我们也采取了相应措施，即对于地下室墙板外围整板基础在有关部门验收后尽快回填土，对于基础起到一定保湿作用，防止大气温差产生后期干缩裂缝。对于地下室内的整板基础，我们将根据环境气候情况，采取延长覆盖草袋与浇水养护时间的办法，来保证后期不出现裂缝。
4 结束语
有关因出现冷缝裂缝而影响工程的质量甚至导致结构垮塌的事故也时有发生，各种形式的裂缝，破坏其整体性，危及建筑物以及人生的安全；关系到千家万户的生命财产安全，因此大体积的混凝土防裂问题受到重视
关键词：大体积；混凝土；裂缝；养护；温度
中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：
据近几年的观察，随着建筑施工技术飞速发展混凝土结构裂缝时有发生。混凝土体积由几百立方米逐渐增大到几万立方米，现代建筑中时常涉及到的大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型设备基础、水利大坝等，它主要的特点是体积大，一般实体最小尺寸大于或等于lm。由于大体积混凝土的截面尺寸较大，表面小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快，在混凝土硬化期间水泥水化过程中所释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩，以及外界约束条件的共同作用，而产生的温度应力和收缩应力，是导致大体积混凝土结构出现裂缝的主要因素。大量的工程实践表明，大体积混凝土在施工阶段如不采取合理的技术措施，就极易出现因裂缝所引发的工程事故。
1 大体积混凝土可能产生裂缝的原因
1.1大体积混凝土水化热引起的裂缝
（1）贯穿性裂缝：大体积混凝土浇筑初期混凝土处于温度上升阶段，一段时间表以后，混凝土逐渐降温，由于温差及混凝土水份蒸发必将引起其体积收缩变形，这个变形到地基和结构边界条件的约束时又引起拉应力，当这个应力超过相应龄期混凝土抗拉强度时，混凝土截面就会产生贯穿性裂缝。
（2）表面裂缝：大体积混凝土浇筑后，由于水泥水化作用产生大量水化热，而混凝土的导热性能很差，致使混凝土内外温差较大，特别是早龄期，混凝土温度升高较快，其内部温度不断上升，从而形成中心温度高、表面温度低这样一个温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。当这个拉应力超过混凝土抗拉强度时，混凝土表面就产生裂缝。
1.2混凝土初期裂缝
（1）混凝土塌落引起的裂缝：由于基础厚度较大，混凝土浇筑尚未凝固期间，主要沿钢筋向在混凝土表面产生裂缝，这主要是由于混凝土浇筑后在钢筋正上面与其周围发生了收缩下沉不同而产生。另外，模板移动和固定不牢时也可能造成这种裂缝。这种裂缝的特点是裂缝较宽，在它出现后立即抹平可以得到修补，但如果不及时修补，混凝土凝固后将形成表面裂缝，而且在混凝土降温过程中，可能发展为贯穿性裂缝。
(2) 塑性收缩性裂缝：由于基础平面尺寸很大，当混凝土尚未凝固时，其表面干燥过快，容易引起塑性收缩裂缝。
1.3混凝土后期裂缝
普通混凝土在硬化过程中，要产生因干缩而引起的体积变化，特别是本工程整板基础完成后，为满足上部结构的施工要求，不可能很快回填土，地这期间突然遇短期内大幅度的升降温，很容易产生后期干缩裂缝。
2控制混凝土裂缝的主要措施
（1）对于大体积混凝土基础，为了防止产生温差裂缝，一般都优先采用水化热较低的矿渣水泥或普通硅酸盐水泥，这是因为：①基础设计要求一般为抗渗，对有抗渗要求的混凝土应优先选用普通水泥；②按施工总进度计划要求，浇筑混凝土时正处在冬季，环境气温较低，故应优先考虑选用抗冻性较好的普通水泥；③混凝土中渗入减水剂，对改善混凝土和易性，提高混凝土密实性，降低用水量，延缓混凝土凝结时间，减小水泥水化热释放速度等有一定作用。有关资料表明：在普通水泥中掺入减水剂，能节约水泥高达15%，超过矿渣水泥的节约量，因此相同强度等级的混凝土选用普通水泥要比矿渣水泥用量小，这样普通水泥比矿渣水泥水化热高的弱点抗掺入减水剂后得到了一定程度改善。
（2）选择合适的砂石级配，严格控制砂石含泥量。仅从降低大体积混凝土水化热角度来考虑，应选用粒径较大的石子，这样可以减少用水量，降低水泥用量，减少混凝土水化热，同时还有减少混凝土凝结收缩，泌水干缩等效果。但粗骨料过大，易引起混凝土拌合物离析，同时泵送混凝土对石子最大料径也有一定限制，因此必须合理选择石子粒径。结合以上因素并参照有关资料，经过试配以后我们选用0.5～4cm和2～4cm两种级配石子。
砂以中砂为宜，粗砂保水性差，细砂干缩性大，容易产生微裂纹。由试验资料可知，中砂可减少用水量及水泥用量，因此降低了混凝土温升，减少了混凝土收缩。由于采用泵送混凝土，还应行当提高砂率。
砂石中尘屑、淤泥和粘土的含量往往较高。它们附于砂石表面，阻碍水泥与砂石的粘结，这不仅增加混凝土收缩，同时也降低了混凝土抗拉强度及抗冻性，对混凝土抗裂十分不利，因此必须严格控制砂石含泥量。参照有关资料，对砂石含泥量分别控制在2%～1%范围内。最后经过计算和试配确定混凝土配比。
（3）注重混凝土浇筑方法，加强混凝土振捣。大体积防水混凝土浇筑方法应根据整体连续浇筑的原则要求，结合结构物大小、混凝土初凝时间及混凝土供应条件等具体情况，选择浇筑方法。一般有三种方法：①全面分层法。②分段分层法。③斜面分层法。由于本基础浇筑平面大，连续浇筑长度分别56m和50m,超过了我国现行《混凝土结构设计规范》中关于中钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距为30cm的规定，针对上述情况，我们在混凝土材料的配制、泵送混凝土工艺、混凝土温度应力计算与温控措施等多方面做了多方案比较，在浇筑混凝土过程中采取以下做法。
分段分两层浇筑混凝土，由下到上成斜坡开逐层浇筑向后推进，分层浇筑，分层振实，并保证分层段混凝土在初凝前结合好，不致形成施工缝。
混凝土中掺入PTT缓凝减水剂后，所配制的混凝土初凝时间为5h30min。采用一台混凝土泵输送混凝土，在避免产生冷缝的条件下尽量放慢浇筑速度，每一段混凝土浇筑宽度约1.5m，基本保持5h完成一段，使混凝土成型段始终在较小间距内，避免或减少由于一次混凝土平面很大所产生塑性收缩裂缝。同时由于浇筑速度很慢，利用普通水泥水化作用较快，水化热出现较早的现象，可使各阶段混凝土能充分放热，从而能降低混凝土内部最高温升，防止产生温度裂缝。
选用插入式振动器，严格控制振捣时间。实际施工时振捣手分为两组，一组振捣浇筑点处混凝土，另一组振捣斜坡处混凝土，保证插点均匀，以免造成混乱而发生漏振，每次移动距离不大于振动棒作用的1.5倍，在振捣上层混凝土时插入下层混凝土5cm以上，消除两层间的接缝，且重点加强在混凝土自然斜坡的头尾部位进行振捣，确保上下两层钢筋网处的混凝土得以密实，并在振动界线以前给予二次振捣，提高混凝土与钢筋的握裹力，增强混凝土基础的抗裂性能。
混凝土振捣完成后，其表面用铁鍬拍实。用括尺进一步括平，用木楔槎毛，待混凝土收水后再第二次用木楔将混凝土表面槎平整，并使表面成为毛面，避免混凝土产生初期裂缝。
3 结合测温情况，做好混凝土养护工作
3.1混凝土浇筑后温度应力计算
混凝土浇筑后随着龄期的增长，内部温度由上升而逐渐下降，从而引起混凝土应力变化，根据实测温度数据，可计算出相应龄期的温度应力。我们通过计算得知降温和收缩产生的应力不会引起整板基础的贯穿性裂缝。
3.2混凝土养护
大体积混凝土养护时的温度控制通常有两种方法，即降温法和保温法，降温法是采取一定措施降低混凝土内部温度；而保温法则是通过保温材料，以提高混凝土表面及四周散热面的温度。两种方法目的都是要把混凝土内外温度差控制在一定的范围内。在各种常规简易方法都不能控制混凝土的温升梯度和混凝土内外温差时，采用导热法来降低混凝土内部温度，即在结构内部埋设蛇行循环冷却水管，用冷水循环直接有效地来降低混凝土结构内部的温度，从而保证工程质量。通过计算及实测可知，混凝土内部温度不高，中心温度和表面温度差最大值为24℃，符合有关规定关于控制混凝土中心和混凝土表面温差值不得大于25℃的规定。
因此我们采取在混凝土凝结且表面覆盖草袋，充分浇水湿润，并按照《地下工程防水技术规范》的要求进行养护。混凝土早期养护非常重要，但后期养护工作也不可忽视，为了保证混凝土后期不产生裂缝，我们也采取了相应措施，即对于地下室墙板外围整板基础在有关部门验收后尽快回填土，对于基础起到一定保湿作用，防止大气温差产生后期干缩裂缝。对于地下室内的整板基础，我们将根据环境气候情况，采取延长覆盖草袋与浇水养护时间的办法，来保证后期不出现裂缝。
4 结束语
有关因出现冷缝裂缝而影响工程的质量甚至导致结构垮塌的事故也时有发生，各种形式的裂缝，破坏其整体性，危及建筑物以及人生的安全；关系到千家万户的生命财产安全，因此大体积的混凝土防裂问题受到重视