线路基础工程大体积混凝土裂缝控制

徐文峰 XU Wen-feng；石雨 SHI Yu

（吉林省送变电工程公司，长春 130021）

（Power Transmission and Transformation Engineering Company in Jilin Province，Changchun 130021，China）

0 引言

大体积混凝土国内外有多种不同的定义，我国行业规范《GB 50496-2009大体积混凝土施工规范》对大体积混凝土作了如下定义：混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。混凝土裂缝的出现将会使侵蚀性介质非常容易进入混凝土内部，使钢筋锈蚀，混凝土碳化，使混凝土的强度降低，进而影响混凝土的耐久性，因此大体积混土裂缝的控制具有重要意义。

1 工程概况

皖电东送淮南至上海特高压交流输电示范工程一般线路工程（7标）共有铁塔基础83基，其中灌注桩基础54基，混凝土方量总计33520.6m3；柔性大板式基础29基，混凝土方量总计6949.4m3（含垫层量），所有基础的单基平均方量达200m3以上，依据《GB 50496-2009大体积混凝土施工规范》对大体积混凝土的定义，本标段基础为大体积混凝土基础。

2 大体积混凝土裂缝成因

造成大体积混凝土出现裂缝的因素有很多，比如混凝土自身的因素、环境的因素、人为的因素等。自身的因素包括水泥水化放热后混凝土降温过程中产生的温度裂缝、水泥浆硬化时体积收缩所产生的硬化收缩缝、混凝土干燥时产生的干缩缝等；环境的因素包括外界的约束、外界温度升降使混凝土膨胀或收缩；人为的因素包括设计的不合理、混凝土配合比不当、材料质量不合格、施工质量差等。在这些因素中，比较普遍且影响较大的有：混凝土因水泥水化放热而升温降温、混凝土收缩、外界约束的存在等。

2.1 水泥水化热因素分析 在水化过程中水泥会释放出一定的热量，由于大体积混凝土结构断面较厚，热量会聚集在结构内部，造成内外温差增大。在后期降温阶段，将会出现相应的温度收缩，在这种情况下，很容易造成混凝土表面出现裂缝。

2.2 环境因素分析 环境的因素包括外界的约束、外界温度升降使混凝土膨胀或收缩；大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起温度变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达60-65℃，并且有较长的延续时间。因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。

2.3 混凝土的收缩因素分析 混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后，再处于水饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不利的。影响混凝土收缩的主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺等。

3 大体积混凝土裂缝的危害

大体积混凝土一旦出现裂缝，将会使侵蚀性介质非常容易进入混凝土内部，使钢筋锈蚀，混凝土碳化，使混凝土的强度降低，进而影响混凝土的耐久性。皖电东送淮南至上海特高压交流输电示范工程一般线路工程作为全国第一条双回路特高压交流输电示范工程，其工程各项质量工艺标准都代表着我国电力行业的最高水平，如果基础工程中不能很好地控制大体积混凝土裂缝的产生，将会给皖电东送特高压线路的安全运行埋下巨大陷患。

4 避免大体积混凝土产生裂缝的控制措施

经过上述分析，根据该工程基础特点并结合以往大体积混凝土基础施工经验，为防止该工程大体积混凝土出现裂缝应从以下几个方面加以有效控制。

4.1 减小混凝土内外温差

4.1.1 降低水化热升温 大体积混凝土内部的温度上升是由于水泥水化反应释放热量造成的，由于混凝土的导热性差，使得热量蓄积，因此，应选择低水化热水泥，非早强水泥可以延缓水泥早期的水化放热量，从而可以降低混凝土内部的最高温度。

4.1.2 降低混凝土入模温度 为了降低混凝土内部温度的峰值，在水化热温升一定的情况下，控制混凝土出机温度和入模温度是有必要的，可以采用以下两种方式进行控制：①控制部分原材料的温度。搅拌后混凝土热量与搅拌前原材料所含热量是相等的，要想控制混凝土的出机温度就要从控制原材料的温度入手。因为砂石料降温较困难，因此主要是采取措施降低水温和水泥温度。②控制混凝土运输和入模过程中的升温。在夏季施工时，加强组织协调，缩短混凝土从出机到入模的时间。将泵送管路用湿麻袋覆盖，防止日晒升温，还可以在混凝土罐车的转筒上浇水降温。

4.1.3 加强保温，控制混凝土内外温差 为了防止大体积混凝土表面温度降速率太快，条件允许时应该尽量延长拆模时间。拆模以后也要尽快覆盖保温层，防止风吹。正常施工时间的保温，混凝土表面铺设一层塑料薄膜，然后是一层麻袋。

4.2 减小约束应力的措施 缩短混凝土的浇筑间歇期：混凝土的弹性约束应力是降温过程中由其自身收缩产生的。降温速度越快，约束应力越大，施工中通过测温和采取保温措施调整降温速率，充分利用混凝土徐变特性产生的松弛效应，避免裂缝的产生。

4.3 合理选择混凝土材料及混凝土配合比 混凝土材料和混凝土配合比的合理选用可以使混凝土具有较大的抗裂能力。也就要求混凝土的绝热温升较小、抗拉强度较大、极限拉伸变形能力较大，线胀系数自生体积变形最好是微膨胀、低收缩。

4.3.1 合理选用水泥 混凝土主要考虑抗裂性能好，兼顾低热和高强两个方面的要求。水泥水化放热是混凝土升温的内热源，选用水化热低的水泥，也就是降低了水化放热，从而达到了降低混凝土的绝热升温的目的。优先选用矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等。

4.3.2 选择优质的混凝土外加剂 针对大体积混凝土结构，为有效降低混凝土的收缩和温度裂缝，在配合设计上采用优质的缓凝高效减水剂（聚羧酸系外加剂），可大幅降低用水量，降低水泥用量，使水泥的水化热释放速度减慢，有利于热量消散，能使混凝土内部的温升有所降低，并且能提高混凝土的强度，改善混凝土的工作性能。

4.3.3 选用优质的砂石料 其含泥量和石粉含量均满足标准规范的要求。在生产混凝土时，要求采用二级搭配，确保在生产过程混凝土拌合物达到良好的工作性能。适当增大骨料粒径，可减少水泥用量，降低混凝土的收缩和泌水，选用20-40mm的碎石。选择级配较好、含泥量符合要求的中砂。

4.3.4 优化混凝土配合比 优化混凝土配合比，减小坍落度，使用减水剂、缓凝剂、掺混合材料，采用先进的搅拌工艺等。同时，严格控制砂石的含泥量，尽量节省水泥，降低混凝土绝热升温。

4.4 合理选择施工方案、提高施工质量

4.4.1 编制详细的施工方案 在大体积混凝土工程施工之前，应编制详细的施工方案，通过对施工阶段大体积混凝土浇筑块体的温度估算，对是否可能出现温度裂缝进行验算，确定施工阶段大体积混凝土浇筑块体的升温值、内外温差及降温速度的控制指标，并制定出相应的措施办法。

4.4.2 要重视施工前的准备工程 在施工以前，首先要对作业人员进行必要的技术交底，使之掌握大体积混凝土的施工工艺及技术要点；其次，确保各种设备、工器具能立即投入使用，使混凝土温度控制能够满足设计要求。

4.4.3 改进搅拌工艺 即在搅拌混凝土时，采取先把水、水泥和砂拌和后，再投放石子进行搅拌的新方法。这种搅拌工艺的主要优点是无泌水现象，不仅混凝土上下层强度差会减少，还能够使硬化后的界面过渡层的结构致密、粘结加强。

4.4.4 振捣工艺 浇筑后的混凝土，在振捣界限以前，给予二次振捣，能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部生成的水分和孔隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，增加混凝土密实度和强度。

4.5 加强对大体积混凝土温度检测 温度控制是大体积混凝土施工中的一个重要环节，也是防止温度裂缝的关键。要实时对混凝土温度进行系统地实测，测温时发现混凝土内部最高温度与最低温度之差达到25度或温度异常，应及时通知技术部门和项目技术负责人，以便及时采取措施，若温度超过25度时，要增加养护次数，且砼还要防止太阳暴晒。

4.6 加强对大体积混凝土的保温和养护 保温的目的是减小混凝土表面与内部温差及表面混凝土温度梯度，防止表面裂缝的发生。无论在常温还是在负温下施工，混凝土表面都需要覆盖保温层。

4.7 大体积混凝土的养护 大体积混凝土的养护应符合下列要求：①保温养护措施。应使混凝土浇筑块的里外温差以及降温的速度，满足温控指标的要求。②保温养护的时间。应根据温度应力加以控制确定，合理的保温时间应从混凝土降温时开始。③保温养护的其他要求。

在大体积混凝土保温养护过程中，应对混凝土浇筑块体的里外温差和降温速度进行检测，根据现场实测结果可随时掌握与温控施工控制数据有关的数据，可根据这些实测结果调整保温养护措施以满足温控指标的要求。不得采用强制、不均匀的降温措施。

5 结束语

本文只叙述了输电线路工程大体积混凝土裂缝产生的原因及控制办法，有关大体积凝土的裂缝产生原因及控制方法不仅限于此。总之，完全防止大体积混凝土裂缝，确实有一定的难度。但通过在实践中不断摸索、总结，逐步提高，严格按规范要求控制施工过程中的各个环节，大体积混凝土施工中的裂缝是可以控制的。

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