摘要：簡要介紹地下室大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因；提出預(yù)防和減少混凝土裂縫的一般方法。
關(guān)鍵詞：大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因 ；預(yù)防 ；控制 ；施工措施
一 前言
隨著現(xiàn)代社會不斷發(fā)展，高層建筑越來越多，體形越來越復(fù)雜，由于混凝土抗拉強(qiáng)度低、韌性差，以及在結(jié)硬過程中會產(chǎn)生收縮，因此混凝土結(jié)構(gòu)很容易產(chǎn)生各種裂縫。大量的大體積混凝土的出現(xiàn)，對施工提出了更高的要求。如果由于設(shè)計(jì)，施工不當(dāng)，會使大體積混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致滲漏，影響結(jié)構(gòu)的耐久性,結(jié)構(gòu)安全度降低，使建筑物不能正常使用。所以大體積混凝土的裂縫控制成為施工的主要問題，必須從根本上進(jìn)行分析，來保證施工的質(zhì)量。
二 大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的主要原因
1 水泥水化熱引起的裂縫
高層建筑的基礎(chǔ)，通常體積比較大，一般實(shí)體最小尺寸大于或等于1m。由于混凝土體積大，表面系數(shù)相對較小，所以水泥發(fā)生的熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失。以至于越積越高，使內(nèi)外溫差增大。單位時(shí)間混凝土釋放的水泥水化熱，與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關(guān)，并隨混凝土的齡期而增長。由于混凝土結(jié)構(gòu)表面可以自然散熱，實(shí)際上內(nèi)部的最高溫度，多數(shù)發(fā)生在澆筑后的最初3~5天。水泥水化反應(yīng)后，反應(yīng)產(chǎn)物的體積與剩余自由水體積之和小于反應(yīng)前水泥礦物體積與水體積之和，就會形成水化反應(yīng)收縮。
2 混凝土收縮引起的裂縫
混凝土在空氣中硬結(jié)時(shí)體積減小的現(xiàn)象稱為混凝土收縮。混凝土在不受外力的情況下的這種自發(fā)變形，受到外部約束時(shí)（支承條件、鋼筋等），將在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，使得混凝土開裂。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固結(jié)硬過程中產(chǎn)生的體積變化，后期主要是混凝土內(nèi)部自由水分蒸發(fā)而引起的干縮變形。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態(tài)，還可以恢復(fù)膨脹并幾乎達(dá)到原有的體積。干濕交替會引起混凝土體積的交替變化，這對混凝土是很不利的。
3 外界氣溫濕度變化引起的裂縫
大體積混凝土結(jié)構(gòu)在施工期間，外界氣溫的變化對大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生起著很大的影響。混凝土內(nèi)部的溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫升和結(jié)構(gòu)的散熱溫度等各種溫度疊加之和組成。澆筑溫度與外界氣溫有著直接關(guān)系，外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也就會愈高；如果外界溫度降低則又會增加大體積混凝土的內(nèi)外溫度梯度。如果外界溫度的下降過快，會造成很大的溫度應(yīng)力，極其容易引發(fā)混凝土的開裂。另外外界的濕度對混凝土的裂縫也有很大的影響，外界的濕度降低會加速混凝土的干縮，也會導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。
三 預(yù)防和控制大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的措施
針對混凝土裂縫產(chǎn)生的幾個(gè)主要原因，在設(shè)計(jì)、施工中采取適當(dāng)措施，就可以有效地預(yù)防和減少裂縫的發(fā)生。
1 優(yōu)選混凝土各種原材料，精心設(shè)計(jì)混凝土配合比，減少水泥水化熱。
1）施工中盡量使用低熱或者中熱的礦渣硅酸鹽水泥、火山灰水泥等，并盡量降低混凝土中的水泥用量，以降低混凝土的溫升，提高混凝土硬化后的體積穩(wěn)定性。為保證減少水泥用量后混凝土的強(qiáng)度和坍落度不受損失，可適度增加活性細(xì)摻料替代水泥。
2）在選擇粗骨料時(shí)，可根據(jù)施工條件，盡量選用粒徑較大、質(zhì)量優(yōu)良、級配良好的石子。既可以減少用水量，也可以相應(yīng)減少水泥用量，還可以減小混凝土的收縮和泌水現(xiàn)象。在選擇細(xì)骨料時(shí)，采用平均粒徑較大的中粗砂，從而降低混凝土的干縮，減少水化熱量，對混凝土的裂縫控制有重要作用。
3）摻加適量粉煤灰，可減少水泥用量，從而達(dá)到降低水化熱的目的。摻加適量的減水劑，它可有效地增加混凝土的流動性，且能提高水泥水化率，增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度，從而可降低水化熱，同時(shí)可明顯延緩水化熱釋放速度。
4）設(shè)計(jì)合理混凝土配合比。在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應(yīng)盡可能地降低混凝土的單位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水膠比）二摻（摻高效減水劑和高性能引氣劑）一高（高粉煤灰摻量）”的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，使用高強(qiáng)、高韌性、中彈、低熱和高抗拉值的抗裂混凝土。
2 嚴(yán)格控制混凝土入模溫度
1）夏季施工時(shí)，在輸送泵送時(shí)采取降溫措施，以防入?；炷翜囟壬?。冬季施工時(shí)，對結(jié)構(gòu)厚度在1.0米以上的大體積混凝土一般宜在正溫?cái)嚢韬驼郎貪沧ⅲ⒖孔陨硭療徇M(jìn)行蓄熱保溫。
2）選擇較低溫度季節(jié)澆筑混凝土，避開炎熱天澆筑混凝土，對澆筑量不大的塊體安排在下午3：00以后或夜間澆筑。
3）摻加緩凝型減水劑，采取薄層澆筑，每層厚200～300mm，減緩澆筑強(qiáng)度，利用澆筑面散熱。
3 改善約束條件，削減溫度收縮應(yīng)力
在底板外約束較大的部位可以考慮設(shè)置滑動層。以消除嵌固作用，釋放約束應(yīng)力。對于超長的建筑，合理分縫分塊澆筑，在適當(dāng)位置設(shè)置后澆帶和伸縮縫或者跳倉交叉施工，采用微膨脹混凝土等措施來克服變形。
4 從設(shè)計(jì)的角度加強(qiáng)混凝土自身的抗拉強(qiáng)度
在結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中的部位，適當(dāng)配置溫度、構(gòu)造鋼筋，提高抗裂性能。在必須分段施工的水平施工縫部位，適當(dāng)增大配筋率，設(shè)置暗梁，以減輕邊緣效應(yīng)，提高抗拉伸強(qiáng)度，控制裂縫開展。
5 施工過程中的溫度控制
1）嚴(yán)格控制混凝土的澆筑速度，一次澆注的混凝土不可過高、過厚，以保證混凝土溫度均勻上升。保證振搗密實(shí)，嚴(yán)格控制振搗時(shí)間，移動距離和插入深度，嚴(yán)防漏振及過振。
2）合理安排混凝土澆注的順序，保證混凝土澆筑質(zhì)量。以薄層連續(xù)澆注以利散熱，不出現(xiàn)冷鋒為原則。
3）砼養(yǎng)護(hù)是大體積砼施工中一項(xiàng)十分關(guān)鍵的工作。養(yǎng)護(hù)主要是保持適宜的溫度和濕度，以便控制混凝土內(nèi)表溫差，促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的正常發(fā)展及防止混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。根據(jù)工程的具體情況，應(yīng)盡可能多養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間，拆模后應(yīng)立即回土或在覆蓋保護(hù)，同時(shí)預(yù)防近期驟冷氣候影響，以控制內(nèi)表溫差，防止混凝土早期和中期裂縫。大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)，不僅要滿足強(qiáng)度增長的需要，還應(yīng)通過人工的溫度控制，防止因溫度變形引起混凝土的開裂。
四 結(jié)束語
從以上分析可看出:大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的影響因素比較復(fù)雜,也比較多。所以在設(shè)計(jì)方面，要積極采用先進(jìn)技術(shù)，配合成熟的技術(shù)條件，在理論上提出可行的控制措施。在施工組織方面，要優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)，改善施工工藝，提高施工質(zhì)量，采取各種有效技術(shù)措施，最終在實(shí)踐中減少結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生，以提高建筑物的安全性。
參考文獻(xiàn)：
[1] 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2002
[2] 《大體積混凝土工程施工技術(shù)規(guī)范》，DB33/T1024-2005,J10655-2005
[3] 《建筑地基與基礎(chǔ)施工手冊》(第二版)，江正榮主編
[4] 《高層建筑施工》（第二版）趙志縉，趙 帆，2005.1
[5] 《大體積混凝土施工》葉琳昌，沈 義，1987
[6] 《現(xiàn)澆大體積混凝土裂縫的成因與防治》段 崢，2003
[7] 《大體積混凝土開裂的起因及防裂措施》遲陪云，2001
關(guān)鍵詞：大體積混凝土裂縫產(chǎn)生原因 ；預(yù)防 ；控制 ；施工措施
一 前言
隨著現(xiàn)代社會不斷發(fā)展，高層建筑越來越多，體形越來越復(fù)雜，由于混凝土抗拉強(qiáng)度低、韌性差，以及在結(jié)硬過程中會產(chǎn)生收縮，因此混凝土結(jié)構(gòu)很容易產(chǎn)生各種裂縫。大量的大體積混凝土的出現(xiàn)，對施工提出了更高的要求。如果由于設(shè)計(jì)，施工不當(dāng)，會使大體積混凝土結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫，導(dǎo)致滲漏，影響結(jié)構(gòu)的耐久性,結(jié)構(gòu)安全度降低，使建筑物不能正常使用。所以大體積混凝土的裂縫控制成為施工的主要問題，必須從根本上進(jìn)行分析，來保證施工的質(zhì)量。
二 大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的主要原因
1 水泥水化熱引起的裂縫
高層建筑的基礎(chǔ)，通常體積比較大，一般實(shí)體最小尺寸大于或等于1m。由于混凝土體積大，表面系數(shù)相對較小，所以水泥發(fā)生的熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失。以至于越積越高，使內(nèi)外溫差增大。單位時(shí)間混凝土釋放的水泥水化熱，與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關(guān)，并隨混凝土的齡期而增長。由于混凝土結(jié)構(gòu)表面可以自然散熱，實(shí)際上內(nèi)部的最高溫度，多數(shù)發(fā)生在澆筑后的最初3~5天。水泥水化反應(yīng)后，反應(yīng)產(chǎn)物的體積與剩余自由水體積之和小于反應(yīng)前水泥礦物體積與水體積之和，就會形成水化反應(yīng)收縮。
2 混凝土收縮引起的裂縫
混凝土在空氣中硬結(jié)時(shí)體積減小的現(xiàn)象稱為混凝土收縮。混凝土在不受外力的情況下的這種自發(fā)變形，受到外部約束時(shí)（支承條件、鋼筋等），將在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，使得混凝土開裂。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固結(jié)硬過程中產(chǎn)生的體積變化，后期主要是混凝土內(nèi)部自由水分蒸發(fā)而引起的干縮變形。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態(tài)，還可以恢復(fù)膨脹并幾乎達(dá)到原有的體積。干濕交替會引起混凝土體積的交替變化，這對混凝土是很不利的。
3 外界氣溫濕度變化引起的裂縫
大體積混凝土結(jié)構(gòu)在施工期間，外界氣溫的變化對大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生起著很大的影響。混凝土內(nèi)部的溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫升和結(jié)構(gòu)的散熱溫度等各種溫度疊加之和組成。澆筑溫度與外界氣溫有著直接關(guān)系，外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也就會愈高；如果外界溫度降低則又會增加大體積混凝土的內(nèi)外溫度梯度。如果外界溫度的下降過快，會造成很大的溫度應(yīng)力，極其容易引發(fā)混凝土的開裂。另外外界的濕度對混凝土的裂縫也有很大的影響，外界的濕度降低會加速混凝土的干縮，也會導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。
三 預(yù)防和控制大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的措施
針對混凝土裂縫產(chǎn)生的幾個(gè)主要原因，在設(shè)計(jì)、施工中采取適當(dāng)措施，就可以有效地預(yù)防和減少裂縫的發(fā)生。
1 優(yōu)選混凝土各種原材料，精心設(shè)計(jì)混凝土配合比，減少水泥水化熱。
1）施工中盡量使用低熱或者中熱的礦渣硅酸鹽水泥、火山灰水泥等，并盡量降低混凝土中的水泥用量，以降低混凝土的溫升，提高混凝土硬化后的體積穩(wěn)定性。為保證減少水泥用量后混凝土的強(qiáng)度和坍落度不受損失，可適度增加活性細(xì)摻料替代水泥。
2）在選擇粗骨料時(shí)，可根據(jù)施工條件，盡量選用粒徑較大、質(zhì)量優(yōu)良、級配良好的石子。既可以減少用水量，也可以相應(yīng)減少水泥用量，還可以減小混凝土的收縮和泌水現(xiàn)象。在選擇細(xì)骨料時(shí)，采用平均粒徑較大的中粗砂，從而降低混凝土的干縮，減少水化熱量，對混凝土的裂縫控制有重要作用。
3）摻加適量粉煤灰，可減少水泥用量，從而達(dá)到降低水化熱的目的。摻加適量的減水劑，它可有效地增加混凝土的流動性，且能提高水泥水化率，增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度，從而可降低水化熱，同時(shí)可明顯延緩水化熱釋放速度。
4）設(shè)計(jì)合理混凝土配合比。在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應(yīng)盡可能地降低混凝土的單位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水膠比）二摻（摻高效減水劑和高性能引氣劑）一高（高粉煤灰摻量）”的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，使用高強(qiáng)、高韌性、中彈、低熱和高抗拉值的抗裂混凝土。
2 嚴(yán)格控制混凝土入模溫度
1）夏季施工時(shí)，在輸送泵送時(shí)采取降溫措施，以防入?；炷翜囟壬?。冬季施工時(shí)，對結(jié)構(gòu)厚度在1.0米以上的大體積混凝土一般宜在正溫?cái)嚢韬驼郎貪沧ⅲ⒖孔陨硭療徇M(jìn)行蓄熱保溫。
2）選擇較低溫度季節(jié)澆筑混凝土，避開炎熱天澆筑混凝土，對澆筑量不大的塊體安排在下午3：00以后或夜間澆筑。
3）摻加緩凝型減水劑，采取薄層澆筑，每層厚200～300mm，減緩澆筑強(qiáng)度，利用澆筑面散熱。
3 改善約束條件，削減溫度收縮應(yīng)力
在底板外約束較大的部位可以考慮設(shè)置滑動層。以消除嵌固作用，釋放約束應(yīng)力。對于超長的建筑，合理分縫分塊澆筑，在適當(dāng)位置設(shè)置后澆帶和伸縮縫或者跳倉交叉施工，采用微膨脹混凝土等措施來克服變形。
4 從設(shè)計(jì)的角度加強(qiáng)混凝土自身的抗拉強(qiáng)度
在結(jié)構(gòu)應(yīng)力集中的部位，適當(dāng)配置溫度、構(gòu)造鋼筋，提高抗裂性能。在必須分段施工的水平施工縫部位，適當(dāng)增大配筋率，設(shè)置暗梁，以減輕邊緣效應(yīng)，提高抗拉伸強(qiáng)度，控制裂縫開展。
5 施工過程中的溫度控制
1）嚴(yán)格控制混凝土的澆筑速度，一次澆注的混凝土不可過高、過厚，以保證混凝土溫度均勻上升。保證振搗密實(shí)，嚴(yán)格控制振搗時(shí)間，移動距離和插入深度，嚴(yán)防漏振及過振。
2）合理安排混凝土澆注的順序，保證混凝土澆筑質(zhì)量。以薄層連續(xù)澆注以利散熱，不出現(xiàn)冷鋒為原則。
3）砼養(yǎng)護(hù)是大體積砼施工中一項(xiàng)十分關(guān)鍵的工作。養(yǎng)護(hù)主要是保持適宜的溫度和濕度，以便控制混凝土內(nèi)表溫差，促進(jìn)混凝土強(qiáng)度的正常發(fā)展及防止混凝土裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展。根據(jù)工程的具體情況，應(yīng)盡可能多養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間，拆模后應(yīng)立即回土或在覆蓋保護(hù)，同時(shí)預(yù)防近期驟冷氣候影響，以控制內(nèi)表溫差，防止混凝土早期和中期裂縫。大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)，不僅要滿足強(qiáng)度增長的需要，還應(yīng)通過人工的溫度控制，防止因溫度變形引起混凝土的開裂。
四 結(jié)束語
從以上分析可看出:大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的影響因素比較復(fù)雜,也比較多。所以在設(shè)計(jì)方面，要積極采用先進(jìn)技術(shù)，配合成熟的技術(shù)條件，在理論上提出可行的控制措施。在施工組織方面，要優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)，改善施工工藝，提高施工質(zhì)量，采取各種有效技術(shù)措施，最終在實(shí)踐中減少結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生，以提高建筑物的安全性。
參考文獻(xiàn)：
[1] 《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50010-2002
[2] 《大體積混凝土工程施工技術(shù)規(guī)范》，DB33/T1024-2005,J10655-2005
[3] 《建筑地基與基礎(chǔ)施工手冊》(第二版)，江正榮主編
[4] 《高層建筑施工》（第二版）趙志縉，趙 帆，2005.1
[5] 《大體積混凝土施工》葉琳昌，沈 義，1987
[6] 《現(xiàn)澆大體積混凝土裂縫的成因與防治》段 崢，2003
[7] 《大體積混凝土開裂的起因及防裂措施》遲陪云，2001
