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摘要：大体积混凝土的施工技术要求高，容易出现开裂现象，为此要特别重视施工过程中混凝土因水泥水化热引起的内外温度差而产生的温度应力裂缝。本论文首先介绍大体积混凝土施工中常见病害、原因及质量控制措施；从材料选择、技术措施等相关环节描述大体积混凝土的施工过程控制。
关键词：大体积混凝土承台 水化热 裂缝
引言：现代建筑中时常涉及到大体积混凝土施工，如高层楼房基础、大型桥梁墩台、大型设备基础、水利大坝等。它主要的特点就是体积大，一般实体最小尺寸厚度大于或等于1m。它的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。
一、大体积混凝土常见病害、原因与预防处理措施
一）常见病害：
大体积混凝土浇筑中主要的质量问题是裂缝，根据其深度的不同可以分为贯穿式裂缝、深层裂缝及表面裂缝三种。表面裂缝主要是温度裂缝，一般危害较小，但影响外观质量；深层裂缝部分地切断了结构断面，对结构耐久性产生一定危害；贯穿裂缝是由混凝土表面裂缝发展为深层裂缝，最终形成贯穿裂缝，它切断了结构的截面，可能破坏结构的整体性和稳定性，其危害是最严重的。
二）裂缝产生的主要原因有：
1.水泥水化热影响
水泥在水化过程中产生了大量的热量，因而使混凝土内部温度升高，当混凝土内部与表面温差过大时，就会产生温度应力与温度变形。温度应力与温差成正比，温差越大，温度应力越大，当温度应力超过混凝土内外力的约束力时，就会产生裂缝。混凝土内部的温度与混凝土的厚度及水泥用量有关，混凝土越厚，水泥用量越大，内部温度就越高。
2.内外约束条件的影响
混凝土在早期温度上升时，产生的膨胀受到约束而形成压应力。当温度下降，则产生较大的拉应力。另外，混凝土内部由于水化热而形成的中心温度高，热膨胀大，因而在中心区域产生压应力，表面产生拉应力。若拉应力超过混凝土的抗拉强度，则混凝土将会产生裂缝。
3.外界气温变化的影响
大体积混凝土在施工阶段，常受外界气温的影响。混凝土内部温度是由水泥水化热引起的绝热温度、浇筑温度和散热温度三者的叠加。当气温下降，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝土与混凝土内部的温度梯度，产生温差和温度应力，使混凝土产生裂缝。
4.混凝土的收缩变形
混凝土中的80%水分要蒸发，约20%的水分是水泥硬化所必需的。而最初失去的30%自由水分几乎不引起收缩，随着混凝土的陆续干燥而使20%的吸附水逸出，就会出现干燥收缩，而表面速度快于中心。由于表面的干缩受到中心部位混凝土的约束，因而在表面产生拉应力而出现裂缝。所以设计中往往在表面布设抗裂钢筋网片，来防止混凝土收缩产生的干裂。
5.混凝土的沉陷裂缝
支架、支撑等变形下沉会引发结构裂缝，过早拆除模板支架易使未达到强度的混凝土结构发生裂缝和破损。
三）预防和处理措施：
当在施工中出现以上裂缝的征兆时，需立即采取如下预防措施：
1.降低混凝土的浇筑温度。如采用降低骨料的温度，或加冰水，或采取有效措施减少混凝土的温度回升，或用液态氮降低混凝土的温度等。
2.降低混凝土的浇筑厚度，使混凝土的水化热充分散失。
3.加强浇筑混凝土的表面保护。如浇筑后，表面应及时用麻袋等覆盖，并洒水养护，在炎热夏天应适当延长这一状态养护。
二、大体积混凝土的质量控制要点
2.1材料要求和配合比设计要科学合理：
1.充分利用水泥中后期的强度，减少水泥的用量，以控制水化热。
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2.使用水化热较低的大坝水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥或低强度水泥等。
3.严格控制集料的级配及其含泥量。如果含泥量过大，则不仅会增加混凝土的收缩，而且还会引起混凝土抗拉强度的降低，影响其抗裂性能。
4.选用合适的缓凝、减水剂，改善混凝土性能。
5.控制好混凝土的塌落度。
2.2 混凝土的搅拌、运输与浇筑方案、分层分块浇筑
采取分层浇筑混凝土，利用浇筑面散热，以大大减少施工中出现裂缝的可能性。采用全面分层、分段分层及斜面分层的措施。
2.3 温度及养护控制
大体积混凝土养护的关键是保持适宜的温度，以便控制混凝土内外温差，促进混凝土强度的正常发展的同时防止混凝土裂缝的产生和发展。大体积混凝土的养护，不仅仅要满足强度的增长需要，还应通过温度控制，防止温度变形而引起的混凝土开裂。主要措施有：
1.降低混凝土入仓温度，冷却骨料，或加入冰块等。
2.控制结构物混凝土体的内外温度差。按规定在部分混凝土中适量埋入石块或在混凝土中埋设冷却水管，通水冷却。
3.混凝土浇筑安排在一天中气温较低时进行。
4.区别不同的环境、条件，对已浇筑的混凝土分别采取浇水、覆盖、积水等相应的养护方法。
三、大体积混凝土承台的施工措施
3.1大体积混凝土施工质量控制
1.钢板桩围堰施工
2.基坑开挖、排水
3.多余桩头破除
4.混凝土垫层
桩头破除后，进行封底。封底前人工清除松散土，处理基础软弱部分，洒布5－－10cm的石子后，用C20混凝土进行封底，混凝土封底厚度在20cm左右，如果持力层较差，混凝土封底厚度在50cm左右。混凝土封底要注意标高的控制，保证承台下15cm的素混凝土保护层
5. 施工放样
在混凝土垫层上，对承台进行二次施工放样，并在混凝土垫层上弹出墨线标记，用全站仪复核。
6.钢筋与冷却管施工
桩基质量检测合格后，放出承台的纵横向中心线及边线，承台轮廓线放出后，首先将桩基钢筋予以喇叭型成型，再按照设计图纸及有关规范要求进行绑扎钢筋。钢筋施工顺序：承台底层钢筋→承台架立钢筋→冷却管→承台侧面钢筋→墩身预埋钢筋→承台顶层钢筋→施工预埋件。
承台体积较大，防止混凝土浇筑前水化热过大引起温度破裂，因此在钢筋安装好后布设冷却管，冷却管用40mm的铁皮波纹管做成，在垂直位置布置两层，第一层距上口100cm，第二层距下口100cm，每层平面布置时，间距小于1.0m，靠近承台边缘的冷却管，距承台边50cm。在浇筑承台前，预留好进水口和出水口。进水水管从承台顶面进入，在承台顶面出水。输送冷却水时，注意进水速度不要过快，使用一寸泵即可。排出的冷却水集于承台基坑中，用于继续循环冷却养护承台，同时在冷却管边20cm左右预埋一根一端封闭的波纹管，便于检测通水冷却后温度变化。
7.模板支立
侧板采用大块钢模板，模板表面刷脱模剂，以12#槽钢为竖楞，间距50cm，在承台上、中、下位置以φ16螺丝对拉，间距60cm。在模板上口用花篮螺丝连在地锚上，每 1m设一道，以防浇注期间，混凝土不均匀侧压力造成的承台上口偏移。接缝为平缝，采用橡胶止浆条止浆，且做好模板底口的止浆措施。钢筋、模板施工经自检、监理工程师检查符合要求后才能进行承台混凝土施工。
8.混凝土浇筑
立模结束后，对纵横向中心线进行检查，模板安装就位后，经自检合格后再由监理工程师复查合格后浇筑承台混凝土。
（1）混凝土在搅拌站集中拌制，运输考虑由机动混凝土运输车运到现场，通过滑槽入模，以及混凝土输送泵输送两种方案，项目部采用混凝土输送泵输送方式进行。
（2）浇筑采用分层浇筑法，每层厚40cm，由一方向向另一方向推进。混凝土振捣采用插入式振动器振捣，作用半径按40cm考虑。准确撑握振捣时间以混凝土振出砂浆时为好，做到既不欠振，又不过振，更不可漏振，振动棒向上提升缓慢，以免振动棒上提过快形成空洞，确保混凝土振捣密实。混凝土浇好后，顶面用木挫板“走”两遍，并用铁板收光。
结语：大体积混凝土的施工技术要求高，容易开裂，为此要特别重视施工过程中的质量、方案和工序控制。本论文简要介绍其常见的病害，原因与质量控制措施。对大体积混凝土施工，特别是大体积混凝土桥梁墩台施工具有一定的指导意义。
参考文献
[1]田晓朋.大体积混凝土裂缝产生原因及其预防控制措施[J].科学之友,2008.7.
[2]周玉选,周燕.浅谈大体积混凝土施工的质量控制[J].甘肃科技,2008.13
论文作者:葛恒超
论文发表刊物:《防护工程》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/27
标签：混凝土论文; 裂缝论文; 温度论文; 体积论文; 水化论文; 应力论文; 钢筋论文; 《防护工程》2017年第22期论文;