浅谈大体积混凝土施工质量控制

李学斌

(四川蓝天柱建筑工程有限公司, 四川成都 610000)



浅谈大体积混凝土施工质量控制

李学斌

(四川蓝天柱建筑工程有限公司, 四川成都 610000)

在建筑工程建设中，大体积混凝土施工质量常常影响着整个工程的结构使用。文章针对大体积混凝土施工项目产生质量问题的原因进行了分析，并提出了相应的解决措施，这不仅有利于对常见的质量问题事先加以预防；而且有利于对出现的质量事故及时进行分析和处理。

大体积混凝土；施工质量;裂缝防治

在当前建筑领域中，大体积混凝土的质量的质量控制一直至关重要，随着我国基础建设的迅速发展，土建在现代工程建设中已经占据了非常重要的地位。其施工质量的好坏，既对结构物的安全，也对结构物的造价有很大影响，因此控制大体积混凝土施工质量是基本。

1　影响大体积混凝土施工质量因素分析

大体积混凝土施工项目质量问题表现的形式多种多样，诸如收缩、变形、张拉、温度裂缝、结构裂缝、开裂、渗水、漏水、刚度差、强度不足、断面尺寸不准等等，但究其原因，可归纳如下：

(1)违背施工程序；(2)未控制好浇筑温度；(3)建筑材料及制品不合格；(4)自然条件影响。浇筑顺序、露天作业多，受自然条件影响大；(5)雨季施工影响；(6)温度控制，水化热过大；(7)商品混凝土配合比；(8)养护不到位，不按规范施工。不按有关操作规程施工。缺乏基本结构知识。施工管理紊乱，施工方案考虑不周，施工顺序错误。技术组织措施不当，技术交底不清，违章作业。不重视质量检查和验收工作等等，都是导致质量问题的祸根。

2　加强土建工程大体积混凝土施工质量控制的几点措施

2.1混凝土裂缝成因

一般情况下，在由变形引起的裂缝中，超静定结构占多数，裂缝比较严重，例如刚架等。这类结构的承载力具有较大的安全度，有良好的韧性，能适应大的变形而不致出现倒塌破坏。荷载试验表明，普通钢筋混凝土构件在内力不到30 %极限荷载时便出现裂缝，这种裂缝对结构的安全度没有影响，还可承受70 %～80 %的极限荷载。许多工程的梁式结构、桁架结构等，仅在自重荷载作用下即出现受拉区开裂或剪力区主拉应力裂缝，有的因拆模过早，混凝土抗拉强度不足，自重即引起裂缝是经常发生的，因为其自重引起的内力已超过30 %的极限。这种结构的极限承载力是不会降低的，总的安全度不变。对这种无害裂缝，只需用环氧树脂土填缝处理即可。在工业与民用建筑的各种现浇钢筋混凝土结构中，经常发现一种早期的裂缝，即在拆模时发现断断续续的水平裂缝，裂缝的中部较宽，两端较窄，呈梭形，经常出现在结构的变截面处、梁板交接处和板肋交接处的收缩裂缝，其深度通常到钢筋表面。混凝土的流动性不足、硬化前没有沉实或沉实不足就会发生这种裂缝。它是在混凝土浇筑1～3 d产生的塑性裂缝，它与混凝土的沉降量和流动性有直接关系。这种裂缝可以通过以下措施来避免：严格控制水灰比，宁可小些或掺减水剂；振捣要密实，但不能过度振捣，导致水泥砂浆上浮；凝固时间不宜过快，可采取缓凝措施；加强养护，设法饱水养护，避免引起剧烈的水分蒸发，形成上部和下部或截面中部与边缘硬化不均匀和差异收缩。对已发生的沉塑裂缝，一般用环氧树脂填缝处理。

2.2混凝土裂缝的控制

2.2.1收缩(干缩)裂缝的控制

收缩(干缩)裂缝的控制主要在于控制湿度的变化，使结构、构件具有相对稳定的湿度。

(1)加强混凝土的早期养护，混凝土浇筑完后，裸露表面应及时用草垫、草袋或塑料薄膜覆盖，并洒水湿润养护。在气温高湿度低、风速大的天气及早覆盖、喷水雾养护，并适当延长养护时间。

(2)加强混凝土表面的抹压，但应注意避免过分抹压。

(3)采用密封保水方法，如在混凝土表面喷养护剂或覆盖塑料薄膜，使水分不易蒸发，或采用其他减少空气流动(如设挡风墙、罩)，延缓表面水分蒸发的办法。

(4)预应力构件应及时张拉，避免长期堆放。

(5)适当选择配合比，避免水灰比、水泥用量、砂率过大，严格控制砂石的含泥量，避免使用粉砂，以提高混凝土抗拉强度。

(6) 构件长期露天堆放时，应继续适当洒水或覆盖养护，以便有较长的保湿养护时间，特别是薄壁构件，应放在阴凉地方覆盖堆放。

2.2.2温度裂缝的控制

温度裂缝的控制防水混凝土内部约束引起的表面温度裂缝，一般采用控制混凝土表面与外界或内部的温差的方法，使其小于25 ℃。常用的控制措施是：对加热养护的构件，采用缓慢升降慢，使升降温速度不大于10 ℃/h，并注意缓慢揭盖、脱模，避免表面急剧冷却引起表面温度应力过大；对大荷载结构，当混凝土与外界温差较大时，采用保温养护，适当延长拆模时间，使温差控制在25 ℃以内。

预防结构受外部约束引起的混凝土温度裂缝，一般可采取以下技术措施：选用低热或中热水泥(如矿渣水泥、抗硫酸盐水泥、粉煤灰水泥)配制混凝土；在混凝土中返回粉煤灰或减水剂；利用后期(90 d、180 d)强度以降低水泥用量和温升；在基础内预埋冷却水管，通入循环冷水，将水化热导出；在厚大少筋大体积混凝土中，掺入20 %以下块石吸热，并可节省混凝土。

(1)避开炎热天及夜间浇筑混凝土；采用低温水拌制混凝土；对砂石进行冷水雾降温，或设置简易遮阳装置，以降低混凝土拌合物温度同时采取薄层浇筑混凝土，每层厚度不大于30 cm，加快热量散发，并使热量分布均匀。

(2)做好混凝土的保温、保湿养护，缓慢降温，充分发挥徐变特性，削减温度应力；夏季避免暴晒，冬季采取保温覆盖，以免出现急剧的温度梯度；采取长时间养护，规定合理的拆模时间，充分控制混凝土内外温差不大于25 ℃；混凝土拆模后，及时回填土，避免结构侧面长期暴露。

(3)大体积基础采取分层分块浇筑，合理设置水平或垂直施工缝，在适当位置设置后浇缝，以加快散热，减少约束程度；在岩石地基或厚混凝土垫层上浇筑大体积混凝土，应在垫层上设置滑动层(平面浇沥青玛谛脂，铺砂或铺设卷材)，应在垂直面设置缓冲层(贴聚惭烯泡沫塑料)，以消除嵌固作用，释放约束应力。

(4)选择良好级配的粗骨料，严格控制其含泥量；加强混凝土振捣，提高混凝土密实性和抗拉强度；在基础先设置必要的温度配筋；在接缝部位，适当增大配筋率，设暗梁，以减轻边缘效应，提高抗拉强度；同时加强混凝土的早期养护，提高早期抗拉强度和弹性模量。

(5)避免降温与干缩共同作用，导致应力叠加；在混凝土中掺加水泥用量5 %～10 %的UEA混凝土微膨胀剂，配制膨胀补偿收缩混凝土，以抵消由于干缩和降温引起的混凝土收缩，控制混凝土开裂。

(6)采取“双控计算”措施，即在浇筑混凝土前按施工条件和拟采取的防裂控制措施，计算可能产生的最大降温收缩拉应力，当发现超过计算龄期的混凝土抗拉强度时，调整所采取的措施使应力控制在允许范围内；混凝土的浇筑后，根据实测温度和温度升降曲线，计算每阶段降温时混凝土的累计拉应力，当其大于该龄期的混凝土抗拉极限强度时，应采取保温养护措施，控制内外温差在25 ℃范围内，使各阶段降温时混凝土的累计抗应力小于该龄期混凝土允许的抗拉强度，以控制裂缝出现。

由于混凝土裂缝产生的原因是复杂的，根据具体情况和条件，可采取其中一种或数种措施同时使用。

2.2.3徐变裂缝的控制

(1)适当加大端头截面高度，配置承受水平力钢筋、放射式配筋或弯起角度，减少非预压区。

(2)支撑节点采用微动连接，如采用螺栓连接，预留孔内设橡胶垫圈、柔性连接等，以削减约束应力。

(3)构件吊装前应有一个较长的堆放时间，吊车梁的最后固定尽可能晚些(徐变前3个月可达60 %，4个月基本稳定，半年徐变可完成70 %～80 %)，使徐变变形在吊装前或固定前完成大部分，此时混凝土具有较长龄期，强度也较高。

(4)预应力混凝土构件不要过早放张，以减少收缩徐变变形，提高抗裂能力。

(5)加大端头支承垫板，改进压力分布层，减少应力集中。

2.2.4应力裂缝的控制

(1)加强施工中钢筋、模板、混凝土配料、振捣的质量控制检查，确保结构构件钢筋位置、安装支撑系统、支撑位置正确。

(2)混凝土强度达到要求。

(3)正确掌握拆模时间，避免过早拆模，敲击过重；严格控制施工临时堆载；构件堆放、运输、吊装时保持支承和吊点位置正确、稳定，避免振动、碰撞。

(1)避免直接在松软土或松填土上支模或制作预制构件，场地周围做好排水并注意养护，避免水管漏水浸泡地基。

(2)预应力构件张位或放张，混凝土必须达到规定的强度；控制应力应准确，不应超张，应缓慢放松预应力筋；胎模端部加弹性垫层(木或橡胶)，减缓胎模角度，使构件回缩不被卡住。

(3)预应力吊车梁、桁架等构件端部节点处劈裂应力区全高增配箍筋或钢筋网片，并保证预应力钢筋外围混凝土有一定的厚度。

(4)板面采用二次或三次压光，改善板面质量。

2.2.5施工裂缝的控制

(1)木模板浇水湿透，防止胀模将混凝土拉裂。采用翻转脱模时应平稳，防止剧烈冲击和振动，并应在平整坚实的铺砂地面上进行。

(2)预应力构件预留孔时管芯要平直，混凝土浇筑后定时(15min左右)转动钢筋，抽管时间以手压混凝土表面不湿印痕为宜，抽管时应平稳缓慢。

(3)胎模应选用有效的隔离剂，起模前先用千斤顶均匀松动，再平缓起吊。

(4)构件堆放按支承受力状态设置垫木；重叠堆放时，支点保持在一条直线上，同时做好标记，避免板、梁、柱构件反放。

(5)运输中，构件之间设置垫木并互相绑牢，防止晃动、碰撞。

(6)屋架、柱等大型构件吊装，应按规定设置设点；吊装屋架等侧向刚度差的构件时，应用脚手杆横向加固，并设牵引绳，防止吊装过程中晃动、碰撞。

(7)混凝土冬期施工掺氯盐早强剂，同时掺加亚硝酸钠阻锈剂(为水泥重量的1 %～2 %)。

(8)滑动模板应确保安装尺寸和质量要求，施工中若因某种原因停滑时间过长，应松开模板后再滑升，以防止拉裂混凝土。

3　裂缝的处理

3.1温度、收缩、徐变裂缝的处理

温度、收缩、徐变等因结构变形变化引起的裂缝，对钢筋产生的附加应力一般很低，对结构的承载力影响较小，但会引起钢筋锈蚀，影响长期强度和耐久性。对于表面裂缝的处理，可在裂缝稳定后采用涂刷2遍环氧胶泥、加贴玻璃纤维布、抹(喷)水泥砂浆等方法，进行表面封闭处理。对有整体性、防水、防渗要求的结构，缝宽大于0.1 mm深进的或贯穿的裂缝，应根据裂缝可灌程度，用水泥灌浆或化学注浆等方法进行补缝处理。也可采取灌浆与表面封闭相结合，恢复原有性能。对于宽度小于0.1 mm的裂缝，由于后期水泥生成氢氧化钙、硫铝酸钙等物质，使裂缝自行愈合，一般可不进行处理。

3.2应力裂缝的处理

应力裂缝产生的应力较高(缝宽0.2 mm时应力可达180～250 MPa)，影响结构强度和刚度。对梁、板类结构、构件主筋处最大竖向裂缝宽度在0.3 mm 内的，可作表面封闭处理；缝宽大于0.4 mm或斜裂缝超过3/4梁高者，应作加固处理；对不稳定和发展的裂缝应做卸荷或加固处理；沉降裂缝多为深进或贯穿性的，对结构的承载力和整体性有较大影响，应根据裂缝的严重程度进行适当加固处理；轻微的张拉裂缝，在结构受荷后会逐渐闭合，基本上不影响承载力，可按温度收缩裂缝的处理方法进行表面封闭处理；缝宽大于0.2 mm较严重的裂缝，将明显降低结构的刚度，应根据具体情况，采取预应力加固或用钢筋混凝土围套、钢套箍加固以及用结构胶粘剂粘薄钢板加固等方法处理；预应力板(梁)横向裂缝深度至大肋(梁)高1/3的，则不能使用。

3.3施工裂缝的处理

纵向施工裂缝一般对结构承载力的影响远比裂缝小，一般采用环氧胶泥或水泥浆进行修补；当裂缝较宽时，应先沿裂缝凿成倒八字形凹槽，再用水泥砂浆或一半氧胶泥嵌补；对于构件边角纵向裂缝，可将裂缝处松散混凝土剔除，然后用水泥砂浆或细石混凝土修补。由于运输、堆放、吊装等原因引起的表面较细的横向裂缝，可先将裂缝处冲洗干净，待干燥后用环氧胶泥进行表面涂刷或巾环氧玻璃时，可根据受力情况，采用灌环氧或甲凝浆液、包钢丝网水泥或钢板套箍等方法处理；裂缝贯穿整个截面的构件，则不能使用。滑模出现的水平或斜向裂缝，可将松散部分清除干净，用细石混凝土压补插捣密实，接缝用水泥砂浆修补。还可以在施工中设置测温孔，定专人、定时、定仪器，每天测试三次，即早、中、晚各一次，随时了解混凝土中心温度与混凝土结构物表面温度之差，用测试的温度来指导养护保温，控制混凝土表面温度，防止混凝土结构物表面温度散失快而引起内外温差裂缝，内外温差控制在25 ℃以内。另外在混凝土易裂缝部位埋设应力应变传感片，直接测试拉应力，以便更直接控制混凝土温度梯度，确保混凝土不产生裂缝。还可以在基础面筋上加设铁丝网或小直径钢筋网，使混凝土提高表面抗裂性而中间温度筋可去掉。由于钢筋是热的良导体，易产生大的温度梯度，这是裂缝产生的一个主要环节，施工时加强插筋位置的振捣，加强初凝前的抹压，以消除初期裂缝，并加强早期养护，提高混凝土抗拉强度。

[1]DB23 T1403-2010 住宅工程质量通病防控规范[S].

[2]GB 50300-2001 建筑工程施工质量验收统一标准[S].

[3]GB 50204-2002 混凝土结构工程施工质量验收规范[S].

[4]GB 50496-2009 大体积混凝土施工规范[S].

TU755.6+7

B

[定稿日期]2016-07-10