大体积混凝土裂缝控制及治理技术措施

翟庆堂

（大庆油田房地产开发有限公司威海分公司，黑龙江 大庆 165300）

在实际工作中经常遇到大体积混凝土。例如厚大的混凝土底板，深梁，厚大的桩基承台；巨型柱，高层建筑的转换梁或板，防辐射结构。这些大体积混凝土在浇筑时容易产生混凝土变形开裂。在实际工作中通过典型的案例分析，查阅相关文献资料分析出了大体积混凝土在施工中产生裂缝的主要原因，总结出了裂缝控制及治理的主要技术措施，供从事施工管理的技术人员参考借鉴。

混凝土裂缝裂缝按现象分为塑性收缩裂缝、凝缩裂缝、碳化收缩裂缝、干燥收缩裂缝、温度裂缝、沉降裂缝、张拉裂缝、化学反应裂缝、冻胀裂缝及其它施工裂缝。下面重点谈谈大体积混凝土在施工阶段产生裂缝的原因及治理措施。

1 混凝土裂缝的三类原因

1.1 有外力荷载的直接应力（即常规计算的主要应力）引起的裂缝

1.2 有结构的次应力（计算未考虑到的结构内部应力）引起的裂缝

1.3 由变形变化（温度、收缩、不均匀沉降等）引起的裂缝

大体积混凝土的裂缝多由上述第三种原因引起。大体积混凝土在施工中产生裂缝的主要原因有水泥的水化热使混凝土产生的温度变形：混凝土凝结硬化过程中的收缩。

2 大体积混凝土结构施工阶段产生裂缝的主要原因

2.1 水泥水化热

水化热引起的绝热升温：与混凝土单位体积内的水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期按指数关系增长，一般10天左右达到最终绝热升温。但由于结构自然散热，实际混凝土内部的最高温度，大约 发生在混凝土浇筑后3-5天。

2.2 外界气温变化

混凝凝土的内部=浇注温度+水化热绝热升温-结构散热降温。

外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也愈高；如外界气温下降，会增加混凝土的降温幅度。特别是气温骤降时，会增加混凝土内外的温度梯度，对大体积混凝土极为不利。

2.3 混凝土的收缩变形

大体积混凝土结构裂缝控制，除进行计算做到事先控制外，在施工过程中采取有效的施工措施也极为重要。这些都要求：施工中应进行温度监测。

3 针对裂缝产生的原因在大体积混凝土施工时应采取以下技术措施

3.1 控制混凝土升温

3.1.1 选择中低水化热的水泥品种；如32.5级和42.5级矿渣硅酸盐水泥。

3.1.2 利用混凝土后期强度：指用45天、60天或90天强度替代28天强度作为混凝土设计强度，可减少水泥用量。

3.1.3 掺加木钙减水剂；掺入水泥用量0.25%的木质素磺酸钙，可减少约10%的水泥用量。

3.1.4 掺加粉煤灰外掺料；粉煤灰颗粒呈细微小球型，且有一定活性，可替代部分水泥，改善混凝土的流动性。

3.1.5 粗细骨料选择；石子应选择用粒径大、及配好、针、片状颗粒少的石子；砂宜用中粗砂。可减少水用量和水泥用量。（从而可降低混凝土升温、减少混凝土收缩）

3.1.6 控制混凝土的出机温度和浇注温度。可降低混凝土升温，减少混凝土内外温差。对混凝土的出机的温度影响最大的是石子和水的温度；浇注温度是混凝土浇注完成后的温度（40度以下为宜）。

2延缓混凝土降温速率可以减小混凝土内外温差，防止混凝土表面裂缝。采用的方法有保湿养护、蓄水养护、拆模后及时回填土等。

3 减少混凝土收缩、提高混凝土的极限拉伸值

3.1 改变混凝土材料和配合比质量；主要是水泥用量、骨料品种和机配、水灰比、骨料含量等。

3.2 改善混凝土施工工艺和施工质量：

混凝土浇注后的“二次振捣”。以增加混凝土、混凝土与钢筋混凝土的密实性，抗压强度可提高约10～20%，从而提高混凝土抗裂性；混凝土搅拌的“二次投料砂浆裹石或净浆裹石工艺”。防止水分集中在石子表面形成水膜，抗压强度提高约10%，从而也提高了混凝土的极限拉伸值。大体积混凝土在施工中容易产生裂缝，除了采用以上技术措施外，还应该改善构件边界条件和构造设计。特别应该注意的是大体积混凝土施工过程中应随时掌握混凝土内部温度、应力变化，现场施工与环境情况的变化等。应制定《现场控制方案》对大体积混凝土施工进行监测。根据监测信息，随时调整施工方案，做到信息化施工。这样就能够控制大体积混凝土在施工过程中的裂缝。

4 混凝土构件产生裂缝治理

4.1 裂缝治理原则

必须充分了解设计者的意图和技术要求，严格遵循设计和施工规范的有关规定；应认真分析裂缝产生的原因和性质，根据不同受力情况和使用要求，分别采取不同的治理方法；裂缝治理应消除造成裂缝的因素，处理后应能保证结构原有的承载能力、整体性、耐久性以及防水、抗渗、保温、隔热等建筑功能。处理时要考虑温度、收缩应力较长时间的影响，以避免处理后再出现新的裂缝；防止进一步损伤结构和构件，尽量避免大动大补，并尽可能保持原来建筑物的外观；处理方法应从实际出发，在安全可靠的基础上。考虑技术和施工条件的可能性，力求施工简单易行，安全可靠，经济合理。

4.2 裂缝治理的方法

混凝土结构出现裂缝，有的能破坏建筑结构的整体性，从而降低了构件的刚度，影响结构承载力：有的虽然对承载力没有多大影响，但会引起钢筋的锈蚀，降低耐久性，或发生渗漏，影响使用。因此，应根据裂缝发生的原因、性质、大小、部位、结构受力情况和使用要求，区别情况，及时认真进行治理。一般常用的治理方法有以下几种：

4.2.1 表面修补法

适用于对结构承载力无影响的表面及深进的裂缝以及大面积细裂缝防渗漏水的处理。表面修补法又分为表面涂抹砂浆法；表面涂抹环氧胶泥（或粘贴环氧玻璃布）法；表面凿槽嵌补法；表面贴条法；扒钉铆合法

4.2.2 内部修补法

适用对结构整体性有影响，或有防水、防渗要求的裂缝修补。一般大体积混凝土构筑物较宽较长裂缝的修补通常采用水泥灌浆法。水泥灌浆法的主要施工工序包括：（1）钻孔；采用风钻或打眼机钻孔，孔距1-1.5米，除浅孔采用骑缝孔外，一般钻孔轴线与裂缝呈30-45度斜角。孔深应穿过裂缝面0.5米以上，当有两排及两排以上的孔时，宜交错或呈梅花布置，但应注意防止沿裂缝钻孔。（2）冲洗；每条裂缝钻孔完毕后，应进行冲洗，其顺序按竖向排列自上而下逐孔进行。（3）止浆及堵漏；缝面清洗干净后，在裂缝表面用1:1-1:2水泥砂浆，或用环氧胶泥涂抹。（4）埋管；一般用直径19-38mm、长1.5m的钢管作灌浆管（钢管上部加工丝扣）。安装前应在外壁裹上旧棉絮并用麻丝缠紧，然后旋入孔中。孔口管壁周围的空隙可用旧棉絮或其它材料塞紧，并用水泥浆或硫磺砂浆封堵，以防冒浆或灌浆管从孔中脱出。（5）试水；用0.1-0.2MPa压力水作渗水试验。采取灌浆孔压水、排气孔排水的方法，检查裂缝和管路畅通情况。然后关闭排气孔，检查止浆堵漏效果，并湿润缝面，以利于粘结。（6）灌浆：应采用425#以上普通水泥，细度要求6400孔/平方厘米筛孔，筛余量在2%以下。可使用2：1、1:1或0.5:1等几种水灰比的水泥净浆或1:0.54:0.3（水泥：粉煤灰：水）水泥粉煤灰浆。灌注压力一般为0.3-0.5MPa压完浆孔内应充满灰浆，并填入湿净砂用棒岛实。每条裂缝应按压浆顺序依次进行。当出现大量渗漏情况时，应立即停泵堵漏，然后再继续压浆。

4.2.3 结构加固法

适用于对整体性、承载能力有较大影响的表面损坏严重的，表面、深进及贯穿性裂缝的加固处理。一般方法有围套加固法；钢箍加固法；预应力加固法；粘贴加固法；喷浆加固法。

钢筋混凝土构件除了在施工阶段产生裂缝外，因荷载变化、持久强度也能使混凝土构件产生裂缝，构件的裂缝宽度在规范容允许裂缝宽度内不需要治理。混凝土裂缝的控制贯穿于设计、施工的过程中。特别在施工过程中控制由于温度引起的混凝土的变形开裂尤为重要。

[1]全国一级建造师执业资格考试用书编写委员会编写的《建筑工程管理与实务》

[2]建筑工业出版社出版的《建筑施工手册》.

[3]建筑工业出版社出版的《建筑材料应用技术规范》