摘要：在建筑行业内，混凝土是最为关键的结构材料，被广泛应用于工业及民用建筑。伴随建筑高度的不断增加，在高层、超高层建筑中筏板基础大体积混凝土结构应用越来越多，同时裂缝问题也得到了人们的普遍关注。为此，在充分了解大体积混凝土裂缝成因的基础上，结合具体案例，对大体积混凝土裂缝控制措施进行了探究。
关键词：大体积混凝土；裂缝成因；工程概况
引言
近年来，在高层建筑工程中大体积混凝土筏板基础应用较为广泛。相比普通混凝土构件，在施工过程中大体积混凝土具有更大水化热现象，且混凝土导热性较差，如施工控制不当，极易产生裂缝问题。此类裂缝主要包括两类，即表面裂缝与贯穿裂缝，此类裂缝产生的原因可能是设计不当、材料质量不佳、施工工艺差等。除此之外，由于筏板基础大部分位于地下水位下方或潮湿环境，当产生裂缝后，顺着裂缝将有水等渗入，进而腐蚀结构内的钢筋，导致混凝土渗漏现象出现，进而降低整个结构的强度，对建筑物使用性能、耐久性造成严重影响。为此，在施工中必须重视裂缝控制问题。
1 大体积混凝土裂缝的成因
产生大体积混凝土结构裂缝的原因具有综合性及复杂性，有可能是一种类型的裂缝，也有可能是多种类型的结合物。与混凝土极限抗拉强度，大体积混凝土收缩产生的拉应力大于该值时，则会有裂缝产生于混凝土表面。除此之外，因收缩、膨胀和约束间的作用力呈反比关系，则会出现应力，从而产生裂缝。在众多原因中，最主要的还是由于水泥水化热产生的温度变化。
水泥水化反应是混凝土强度增长的主要因素，而该反应属于放热反应，其特点为早期快、后期慢，这种情况下混凝土内部温度增长也会呈现为由快至慢的过程。通过研究表明，升温、降温、稳定是大体积混凝土温度的三个变化阶段。因大体积混凝土结构及水泥用量大，在完成浇筑混凝土之后，将有大量水化热在水泥水化过程中被释放，此时将会增加混凝土内部温度。同时，因混凝土导热性能不佳，且体积较大，散热能力不足等原因，致使混凝土水化热不断聚集，且无法快速散发，这样会不断增加其温度。当外界温度低于该温度过多的情况下，混凝土内部热量会持续传递给周围土壤及大气。在温度上升过程中，相比内部温度，混凝土表面温度较低，根据热胀冷缩的理论，混凝土膨胀速度方面，高温部位速度将快于低温部位，这种情况下两者间可互相约束。如该部位拉应力在混凝土极限抗拉强度以上，则会有裂缝出现于混凝土表面。在水泥水化热不断释放过程中，如混凝土硬化，则会降低其弹性模量与徐变量，此时将无法释放这部分应力，就会有裂纹产生于其内部。为达到施工和易性需求，必须增加水量，相比水泥水化所需水量，所加水量在其 5 倍左右。待完成水化过程，多余的水分将被蒸发掉，此时混凝土体积会产生收缩现象，且属于干缩类型。当干缩和混凝土温降过程出现冷缩相互结合，混凝土内的拉应力会大幅度增加，这种情况下将促使裂缝发展，导致结构裂缝问题严重化。
2 工程概况
某建筑工程建筑面积为 4.6万m²，以桩基础结合筏板作为基础形式，地上共19层，地下1层。本工程通过后浇带分隔主楼和裙楼，2380m²为筏板占地面积，2 m为主楼筏板基础厚度，部分电梯井下卧位置具有 2.6 m厚，5100m³为其一次性混凝土浇筑方量，由此可见，该工程为大体积混凝土施工。选取 C15 混凝土作为筏板混凝土底模垫层，砖模为侧模。在施工中应根据实际情况，采取行之有效的措施合理控制裂缝。
3 大体积混凝土裂缝控制措施
3.1结构设计方面
3.1.1 设置隔离层
按照由下至上的顺序原设计筏板混凝土依次为保护层、防水层与垫层。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在基础施工过程中，当新浇筑混凝土结合保护层混凝土之后，经混凝土降温收缩，三层间的摩擦力较大，将对筏板混凝土产生强大约束力，这于筏板自身及防水层施工影响较大。作为变形变化裂缝产生的主要因素，约束力的减弱及消除，都将降低变形产生的应力。为避免裂缝产生，决定将一层塑料薄膜隔离层设置到垫层之上，厚度为 0． 4 mm，降低底板受到的约束作用，在变形变化影响下，给予底板更大伸缩自由度，防止底板变形破坏防水层。
3.1.2混凝土掺外加剂 UEA
相比常水位，该工程底板筏板底标高较低，基于抗渗规定，原设计选取 C35P6 作为混凝土标号，且将 4% UEA 掺加至混凝土内，这种组合模式即可满足 P6 抗渗等级要求。因本工程为大体积混凝土，抗裂要求高，为此，决定掺加 8% UEA － W，以此在满足抗渗要求时，混凝土还富余 2% 膨胀率，以此有效预防裂缝出现。
3.1.3后浇带设置
该工程地上主楼共 19 层，C35 混凝土筏板为相应的主楼基础，厚度为 2 m；裙楼地上 2 ～ 3 层，选取 C30 防水混凝土底板结合下反梁，厚度为 300 mm。因荷载作用，极易在完成主体工程后出现结合部裂缝问题，或在施工阶段产生裂缝。为此，原设计将后浇带（宽度 800 mm）布设于主楼结合裙楼附近。为避免裂缝产生，应在浇筑完两侧混凝土及主楼沉降基本稳定后，再进行后浇带施工，这样可有效防止不均匀沉降，也能够在降温过程中减少对主楼侧大体积混凝土的约束，减小应力。因工期短，任务重，后期决定选用后浇式加强带替代后浇带。相比后浇带，加强带混凝土标号更高，可选取 C40P6，并选取 12% 外加剂 UEA － W 掺量。
3.2材料选择方面
1）选取 P． O42． 5 水泥。本工程可选取 C35 标号混凝土，水泥标号高，可起到减小水泥用量的目的。相比 P． O32． 5 水泥，可大幅度减小单位体积混凝土内产生的水化热。因当地更低水化热矿渣水泥销售较少，为此选择有限。2）掺入粉煤灰及高效减水剂。水泥可通过少量粉煤灰替代，这样可通过减少水泥用量的方式，达到减小水化热的作用，同时还能对混凝土的和易性加以改善。除此之外，还能适量增加胶凝材料，以此降低水分蒸发后产生的孔隙量，且能起到降低成本的目的。高效减水剂的掺加，可降低混凝土单位用水量，与设计稠度要求相符。同时混凝土和易性的有效提升，不仅符合泵送需求，还能增加凝结时间，减少水化热，避免裂缝产生。
3.3施工工艺控制
1）较低气温下浇筑，可对混凝土入模温度有效控制。该工程在 11 底实施浇筑，平均气温在 12℃左右。通过一系列施工，混凝土自然散热理想，与大体积混凝土施工相适宜。2）分层浇筑混凝土，在完成浇筑作业后，可进行 2 次抹面施工，预防产生表面裂缝。在对混凝土初凝时间充分考虑的前提下，要求完成振捣混凝土 4 h 后，选取长刮尺根据标高进行刮平，且在初凝前，选取抹面机进行磨平、压实，从而闭合收水裂纹。3）养护选用保温隔热法，保温可选取草袋，保湿可选用塑料薄膜。通过上述措施对水化热的温度上升及降低速度加以有效控制，将其控制在温度指标允许范围内。同时，为防止混凝土表面水分蒸发过快，还应根据实际情况及时浇水，做好养护工作。
4 结语
本文从大体积混凝土裂缝成因展开叙述，证明了对混凝土温度裂缝加以控制极为必要，并结合具体案例，从设计、材料及施工三方面采取措施，有效控制大体积混凝土施工裂缝。通过该控制措施，可有效预防裂缝产生，提高结构抗裂能力，保证工程建设质量。
参考文献：
[1]张云山.大体积混凝土裂缝成因及施工技术控制要点[J].河南科技，2017（19）：117-118.
[2]孙静.大体积混凝土裂缝产生的原因与防治措施浅析[J].科技风，2018（1）：239-240.
论文作者:吴德重
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/30
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