建筑基础大体积混凝土裂缝原因及控制对策

古巨达

（广东西南建设工程有限公司 广东茂名 525000）

建筑基础大体积混凝土裂缝原因及控制对策摘要：造成大体积混凝土裂缝问题的因素复杂繁多。重点分析了施工过程和外界环境因素对混凝土裂缝产生的影响，并结合裂缝形成机理和原因阐述了在实际工程中减少裂缝产生的措施。关键词：大体积混凝土；裂缝；控制措施大体积混凝土在实际工程中应用非常广泛,如整跨浇注箱梁、特殊桥梁基础、水利大坝等[1]。目前，随着现代建筑行业的快速兴起，高层建筑的地下室混凝土底板体积多达几千甚至上万 m3，已经已屡见不鲜。大体积混凝土具有一次性浇注混凝土体积大和易产生温度裂缝的特点。混凝土结构裂缝产生的原因非常多，但主要包括结构次应力引起的裂缝、外菏载引起的裂缝、变形应力引起的裂缝[2]。大体积混凝土结构裂缝主要是由主要由湿度（自生收缩、失水干缩、碳化收缩等）、温度（生产热、水化热、气温等）、因素引起的结构变形作用引起的,占结构裂缝的80～85%[3]。结构裂缝对工程结构安全和正常使用具有较大的影响，因此必须分析裂缝形成机理和原因的基础上,采取有效措施来保证施工质量。

1 大体积混凝土裂缝产生的原因分析

影响混凝土结构裂缝的原因很多，甚至有多种因素的交互影响，但主要与施工、设计、材料、环境等有关。据有关资料统计，因设计不当造成的裂缝占5%左右，因混凝土材料方面的原因造成的的裂缝占15%左右，而由施工因素造成的混凝土早期裂缝高达80%。

1.1 施工环节的影响

混凝土结构浇筑、构件制作、运输、拼装等环节，若施工工艺选择不合理、施工质量控制不力等原因，就容易产生各种裂缝，特别是更容易出现细长薄壁结构。根据经验笔者认为裂缝出现的主要施工原因如下：

1）由于混凝土搅拌、运输时间过长，使得混凝土坍损较大以及和易性和流动性较差，而在施工过程中容易造成不同配比混凝土的凝缩裂缝和干缩裂缝。由于种种原因造成现场浇筑停歇时间超过混凝土终凝时间，而又没有按施工缝处理好接头部位等。混凝土初期养护管理不当或没有进行及时的表面处理和保湿，造成早期强度增长时失水，使得混凝土表面出现不规则的收缩裂缝。

2）振捣方式选择不合理会造成混凝土表面浮浆、分层离析，从而使混凝土产生不均匀沉降收缩而在结构厚薄交界处出现裂缝或使混凝土面层开裂。一般商品混凝土初凝时间都高于 10h，而在夏天由于太阳辐射使得浇捣好的混凝土表面水分蒸发很快，而在表面形成一层几毫米厚的“被子”。此时，若不进行二次振捣和多次抹面，混凝土表面不可避免会出现浅表性的、窄细的裂缝，不及时处理可能形成贯穿性的裂缝。

3）据笔者经验知，场养护不当是造成混凝土收缩开裂最主要的原因。目前，有许多施工现场在浇筑混凝土时都不能做到及时覆盖保温养护，结果使得混凝土表面开裂。同时，有些施工现场对于混凝土养护时间不能很好的把握。养护14天的混凝士的收缩比只养护3天的收缩降低约20%，一般不得少于14天，但由于种种原因（如工程工期的制约），绝大多数施工现场无法满足这一要求，所以混凝土常出现干缩裂缝就不足为奇了。

1.2 外界环境因素的影响

大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝，是其内部矛盾发展的结果。一方面是混凝土由于内外温差产生应力和应变，另一方面是混凝土各质点的约束和结构的外约束阻止了这种应变，当混凝土能承受的极限抗拉强度无法约束温度应力时，就会产生各种裂缝。

1）温度由于大体积混凝土截面厚度大，水泥的水化反应所产生的巨大热量聚集在结构内部不易散发，而引起混凝土结构内部急骤升温。一般在水利工程中结构内部温度上升15～25℃，而建筑工程甚至会更高[4]。在升温阶段，不同层次的混凝土散热速度的差异而形成一定的温度梯度，而此时混凝土未充分硬化，弹性模量小，因此拉应力较小，只会引起混凝土表面裂缝。但无论是升温还是降温阶段，当表面拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，混凝土表面都会产生裂缝。

2）钢筋锈蚀因素由于混凝土保护层厚度不足或质量较差，钢筋周围被二氧化碳侵蚀炭化而降低了碱度，或由于氯化物介入等原因，引起钢筋表面氧化膜破坏而发生锈蚀反应，使得周围混凝土体积膨胀，可高达高达 2～4倍，而较大的膨胀应力会导致保护层混凝土开裂、剥离，沿钢筋纵向产生裂缝，并有锈迹渗到混凝土表面。

2 防止大体积混凝土基础施工裂缝综合控制措施

2.1 大体积混凝土的拌制与输送

有效防止水分聚集在水泥砂浆和石子的界面上，可以采用二次投料的砂浆裹石或净浆裹石工艺，这样可以增大硬化后界面过渡层结构致密度和粘结力，不仅可以提高10%的混凝土强度和节约水泥5%，而且还可以减少水化热和裂缝。在已有条件的情况下，尽可能地控制混凝土的出机温度和浇筑温度，这对降低大体积混凝土的总温升，控制结构内外温差，进而减少温度裂缝具有重点意义。

2.2 大体积混凝土的浇筑与捣固

大体积混凝土的浇筑方法可采用推移式连续浇筑或分层浇筑。分层连续浇筑法具有便于振捣，易保证浇筑质量和有利于降温等优点而被广泛采用。然而，对于工程量较大、浇筑面积大、一次连续浇筑层厚度不大(一般不超过3m)，且浇筑能力不足时的混凝土工程，宜采用推移式连续浇筑法。总之，无论哪种浇筑方法其层间的间隔时间应尽量缩短，层间最长的时间间隔应不大于混凝土的初凝时间。在混凝土在振捣时，为消除上下层之间的接缝，使混凝土获得更好的整体性，应将振动棒插入下一层混凝土内5cm左右。对已浇筑的混凝上，在终凝前进行二次振动，提高粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性能。

2.3 大体积混凝土表面处理与养护

（1）混凝土表面处理。用木抹子进行表面提浆找平处理，以闭合水裂缝，初步标高用长刮杆刮平，再用木抹子收压两遍，这样不仅可以有效防止因混凝土沉落而出现的裂缝，减少内部微裂，提高粘结力和抗拉强度；还可以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋的握裹力。值得注意的是，在混凝土二次收面时应立即覆盖一层彩条布，并浇水养护。

（2）混凝土的养护应根据温度应力（包括混凝土收缩产生的应力）加以控制和确定保温养护的持续时间，但一般不得少于 15d，同时应保持混凝土表面的湿润，否则混凝土表面可能出现收缩裂缝。有资料表明，潮湿养护时，混凝土极限拉伸值比干燥养护时提高 20～50%。在控制混凝土浇筑块体的里外温差时，混凝土中心与表面的最大温差不高于 25℃～30℃，总降温差宜小于30℃。