乌鲁木齐金辉大厦大体积混凝土变形裂缝的原因及解决办法

李振起

摘要本文介绍了在施工中通过控制配合比、浇筑、养护等一系列举措，避免基础和地下室内墙等大容积混凝土出现变型开裂的经验。

关键词大容积混凝土湿度挠度预防

一、工程概况

兰州金辉大楼工程坐落友好北路，坐落繁华的友好商业圈，周边原有建筑密集，场地局促。大楼地上30层，主楼地上5层，大楼地下室3层，主楼地下室2层。建筑面积２，框架弯矩墙结构。

1、大容积混凝土简支梁基础施工

工程采用上翻式桥台、地梁的女儿墙基础，底板厚，桥台地梁高。平面形状为圆形，长52m×宽42m，大楼与裙屋子设一条宽800mm女儿墙。基础地下室混凝土硬度等级C40，早强等级S8，基础混凝土约3530m３。

本工程基础混凝土工程量大，边坡较深，为确保基础结构的整体性和安全性，考虑施工搭接和县城施工的困难，基础底板以女儿墙为界分成A、B两段施工：A段为女儿墙以西的塔楼部份，混凝土量1350m３；B段为女儿墙以东的大楼部份，混凝土量2180m３。每段水平向不留施工缝，一次性浇筑；竖向在基础上翻梁以上500mm处设施工缝。

混凝土下料振捣时按“分层、分段、连续不断地薄层浇筑”的原则进行，底板部份先浇筑并注意振捣密实，上翻梁部份在底板部份浇捣后2h再行浇筑，使底板混凝土有一定的隐没时间，混凝土浇筑至设计高程后，用长刮尺灰饼，消除残余浮浆后用木耙铁板打光，混凝土收水后用铁板反复压光，压闭混凝土表面毛细孔，增强混凝土防水性能和表面观感。

二、混凝土开裂形成的诱因剖析

1、混凝土中形成裂纹有多种缘由，主要是气温和温度的变化，以及结构不合理，原材料不合格（如碱级配反应），模板变型，基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部体温不断上升，在表面造成拉挠度。后期在降温过程中，因为遭到基础约束，又会在混凝土内部出现拉挠度。温度的增加也会在混凝土表面造成很大的拉挠度。当这种拉挠度超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂纹。混凝土的内部温度变化很小或变化较慢，但表面温度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变遭到内部混凝土的约束，也常常造成裂纹。本文重点讨论由气温挠度形成的裂纹。

2、基础大容积混凝土开裂形成的诱因

混凝土升温阶段，因为混凝土内部与表面散热速度不一样，在其表面产生较大的气温梯度，进而造成较大的表面拉挠度。同时，此时混凝土的龄期较短，伸长率硬度很低，温差形成的表面拉挠度，超过此时的混凝土极限伸长率硬度，都会在混凝土表面形成表面开裂。此种裂纹通常形成在混凝土浇筑后的第3天。

混凝土降温阶段，因为渐渐降温而形成收缩，再加上混凝土硬化过程中，因为混凝土内部拌和水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用，使得混凝土硬化时收缩。

这两种收缩因为遭到基底或结构本身的约束，也会形成很大的拉挠度，直到出现收缩裂纹。

三、混凝土开裂预防

1、正确选取混凝土配合比

（1）按照上述对大容积混凝土和地下室内墙混凝土形成开裂的缘由，混凝土配合比的设计及选取十分重要。经过反复试配，选取的配合比中水泥∶水洗砂∶石子∶水为1∶3.52∶4.86∶0.44，另MNC-TH外加剂1.8%，UEA微膨胀剂0.2%，矿渣0.5%。

（2）本配合比的特性和作用

本工程通过减少水泥药量以避免大容积混凝土开裂的形成，在保证混凝土硬度的前提下，通过掺加高性能磨碎煤泥，代替部分水泥以降低水泥药量。磨碎煤泥的掺量为胶凝材料药量的18%。

选择降低水泥药量不是选用初凝时间长、水化热低的煤灰水泥，由于煤灰水泥的析水性比普通硅酸盐水泥强，在浇筑层表面有大量水析出。析出的水集聚在上下两浇筑层的表面，容易导致混凝土的水灰比改变，产生了一层含水量多的夹层，阻碍两层混凝土黏合，破坏混凝土的整体性，这些混凝土的泌水性与用水量成反比。

目前用作混凝土掺合料的除磨碎煤泥外，还有粉炉渣和沸沙石等。因为粉矿渣的耐久性不如磨碎煤泥，沸沙石则需水量甚大，掺入后降低混凝土泌水性，故选用柳钢煤泥作为本工程混凝土的掺合料。

3、混凝土的湿度控制和养护

（1）混凝土基础的湿度控制和养护

为预避免混凝土内外温差超过限值而形成气温开裂，在混凝土内布置测温点，把握基础内部实际气温变化情况，监视温差波动，以指导养护工作。

基础浇捣时温度较底，在混凝土表面用木夯紧压整平后，覆盖一

层塑胶薄膜，两层草袋，并追肥湿润，随后按照控温数据确定覆盖材料的增减。混凝土基础的测控点共布置30点，另有薄膜下气温测点

6个，大气湿度和室内气温各2个测点。

施工仪器安装敷设容许误差

序号仪器名称检测位置容许偏差（mm）

水平向垂直向

1测温计几何图形中心±50±50

2测缝计（裂纹计）仪器中心点±50±50

3测试计仪器中心点±50±50

依据经验，大容积混凝土的温差变化在1～72小时内波动最大，因而在这段时间现场值勤不间断检测，测试频度为每2小时一次，测试时要求记录以下数据：①混凝土入模气温；②每次测温时间，各测点气温值；③各部位保温材料的覆盖和消除时间；④浇水养护或恢复保温时间；⑤异常情况如雨、风等发生的时间。

测温前确定混凝土内中心气温与表面薄膜下温差达到27℃时，必须采取应急举措，实测气温显示大多数测试点温差值在25℃以下，仅有1点一度温差值超过29℃，现场采取停止施肥养护和覆盖单层草袋后在1h内即以增强表面水温来增加内外温差。

四、几点感受

地下室工程完成后，基础大容积混凝土表面和墙面混凝土表面均无显著裂纹出现，达到了预期目的。

1、泵送商品混凝土施工的地下室内墙易出现收缩裂纹，但只要举措得当，还是可以防止或得以控制的。关键在于：

(1)在保证混凝土硬度的前提下，尽可能减少每立方混凝土的水泥药量。

(2)尽可能将墙板的水平钢筋放在混凝土两侧，控制混凝土保护层宽度不得超厚，水平钢筋的宽度尽可能大于150mm。

(3)严格控制混凝土持力层，绝不容许现场加盐。

(4)并尽可能延长拆模时间，施肥养护时间应小于30d。

2、基础大容积混凝土施工控制表面水温裂纹的形成，首先应从选取混凝土配合比入手。只要对掺合料、缓凝减水剂等选择合适，通过试配完全可以大大减少每立方混凝土的水泥药量，增加混凝土的温升外因，从根本上降低升温阶段的裂纹形成。

3、掺加高性能磨碎煤泥能有效地减少每立方混凝土的水泥药量，其性能优于粉矿渣。

4、对基础混凝土而言，养护举措极为重要，应按照施工时的温度、

测温情况，采取相应的养护方式。布置合理的测温手段是必不可少的，可以为养护提供调整根据。

五、结束语

以上对混凝土的开裂缘由及控温举措进行了理论和实践上的初步阐述，尽管建筑业对于混凝土开裂的动因和估算方式有不同的理论，但对于具体的防治和改善举措意见比较统一，同时在实践中的应用疗效也是比较好的，具体施工中要观察、多比较，出现问题后多剖析、多总结，结合多种预防处理举措，混凝土的开裂是完全可以防止的。通过了解裂纹的缘由，采取系统防裂举措，可以控制裂纹的形成。在施工中所采取的各类防裂举措应配合使用，缺一不可。

参考文献：

1、王铁梦，《建筑物的裂纹控制》［M］。北京：科技出版社，1987

2、钟作明，《大容积混凝土开裂动因与施工控制举措》《管理观察》，2008