大體積混凝土施工方法及裂縫處理控制措施

1、大體積混凝土施工方法及裂縫處理控制措施隨著社會的不斷進(jìn)步及我國各城市的基礎(chǔ)建設(shè)的迅速發(fā)展，混凝土在工程建設(shè)中占有重要地位，現(xiàn)代建筑中經(jīng)常涉及到大體積混凝土施工，如房屋建筑工程、公路工程、橋梁工程、市政工程、水利工程等。盡管我們在施工中采取各種措施，小心謹(jǐn)慎，但裂縫幾乎無所不在，仍然時(shí)有出現(xiàn)，并困擾著大批工程技術(shù)人員和管理人員，是一個(gè)迫切需要解決的技術(shù)難題。 所以必須從根本上加以分析、 處理、控制，來保證施工的質(zhì)量。下面重點(diǎn)闡述大體積混凝土的施工工藝和技術(shù)要求以及施工裂縫的處理控制措施。一、大體積混凝土的澆筑方法目前，大體積混凝土澆筑的混凝土，絕大部分是采用泵送混凝土，避免了現(xiàn)場攪拌速度慢，跟不

2、上的缺點(diǎn)。混凝土在運(yùn)輸?shù)倪^程中不得產(chǎn)生分層、離析現(xiàn)象，如有離析現(xiàn)象，必須在澆筑前進(jìn)行第二次攪拌。在大體積的混凝土在澆筑時(shí)，為了保證混凝土結(jié)構(gòu)的整體性和施工的連續(xù)性，采用分層澆筑時(shí)，應(yīng)保證在下層混凝土初凝前將上層的混凝土澆筑完畢。分層澆筑主要有以下三種形式：1全面分層：在整個(gè)模板內(nèi)，將結(jié)構(gòu)分成若干個(gè)厚度相等的澆筑層，澆筑區(qū)的面積即為基礎(chǔ)平面面積。澆筑混凝土?xí)r從短邊開始，沿長邊的方向進(jìn)行澆筑，要求在逐層澆筑過程中，第二層混凝土必須要在第一層混凝土初凝前澆筑完畢。由于全面分層澆筑，不需要進(jìn)行分段，不需要支模分隔，而且一般情況下攪拌站的混凝土都能及時(shí)的跟上現(xiàn)成的澆筑，所以全面分層是目前大體積混凝土澆筑

3、采用的最多的形式。2分段分層：當(dāng)采用全面分層方案時(shí)澆筑強(qiáng)度很大，現(xiàn)場混凝土攪拌機(jī)、運(yùn)輸和振搗設(shè)備均不能滿足施工要求時(shí)，可采用分段分層澆筑的方案。澆筑混凝土?xí)r結(jié)構(gòu)沿長邊方向分成若干段，澆筑工作從底層開始，當(dāng)?shù)谝粚踊炷翝仓欢伍L度后，便回頭澆筑第二層，當(dāng)?shù)诙訚仓欢伍L度后，回頭澆筑第三層，如此向前呈階梯形推進(jìn)。分段分層方案適用于結(jié)構(gòu)厚度不大，但面積或長度較大時(shí)采用。3斜面分層：采用斜面分層方案時(shí)，混凝土一次澆筑到頂，由于混凝土自然流淌而形成斜面。混凝土振搗工作從澆筑層下端開始逐漸上移。斜面分層方案多用于長度較大的結(jié)構(gòu)。由于斜面分層的方案在施工過程中不易控制，因此在我們平時(shí)的施工中極少采用這種方

4、案進(jìn)行混凝土。二、大體積混凝土的振搗1混凝土應(yīng)采取振動(dòng)棒振搗。對于一次性混凝土澆筑體量較大的，可以同時(shí)采用多個(gè)振動(dòng)棒，從不同的方位同時(shí)振搗。堅(jiān)決避免漏振、過振的現(xiàn)象發(fā)生。2在振動(dòng)界限以前對混凝土進(jìn)行二次振搗，排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋的下部生成的水分和空隙，提高混凝土與鋼筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出現(xiàn)的裂縫，減少內(nèi)部微裂，增加混凝土的密實(shí)度，使混凝土的抗壓強(qiáng)度提高，從而提高抗裂性。三、大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)1養(yǎng)護(hù)方法分為保濕法和保溫法兩種。保濕法是常見的養(yǎng)護(hù)方法，澆水次數(shù)應(yīng)能保持混凝土具有足夠的濕潤狀態(tài)為準(zhǔn)，養(yǎng)護(hù)初期，水泥水化作用進(jìn)行較快。2養(yǎng)護(hù)時(shí)間。為了確保新澆筑的混凝土有適宜的硬化

5、條件，防止在早期由于干縮而產(chǎn)生裂縫，大體積混凝土澆筑完畢后，應(yīng)在 12h 內(nèi)加以覆蓋和澆水。普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于 14d ；礦渣水泥、火山灰水泥等拌制的混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于 21d 。對于有抗?jié)B要求的大體積混凝土，其養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)提高一個(gè)檔次，普通硅酸鹽水泥拌制的混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于 21d ；礦渣水泥、火山灰水泥等拌制的混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于 28d 。四、大體積混凝土裂縫的原因近年來大量裂縫的出現(xiàn)，并非與荷載作用有直接關(guān)系，通過大量的調(diào)查與實(shí)測研究證明這種裂縫是由于變形作用引起，包括溫度變形（水泥的水化熱、氣溫變化、環(huán)境生產(chǎn)熱），收縮變形（塑性收縮、干燥收縮、碳化收縮

6、）及地基不均勻沉降（膨脹）變形。由于這些變形受到約束引起的應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度導(dǎo)致裂縫，統(tǒng)稱“變形作用引起的裂縫”。大體積混凝土施工階段所產(chǎn)生的溫度裂縫，一方面是混凝土內(nèi)部因素：由內(nèi)外溫差而產(chǎn)生的；另一方面是混凝土的外部因素：結(jié)構(gòu)的外部約束和混凝土各質(zhì)點(diǎn)間的約束，阻止混凝土收縮變形，混凝土抗壓強(qiáng)度較大，但抗拉能力卻很小，所以溫度應(yīng)力一旦超過混凝土能承受的抗拉強(qiáng)度時(shí)，即會出現(xiàn)裂縫。這種裂縫的寬度在允許限值內(nèi)，一般不會影響結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，但卻對結(jié)構(gòu)的耐久性有所影響，因此必須予以重視和加以控制。而產(chǎn)生裂縫的主要原因有以下幾點(diǎn)造成： （ 1）材料不良引起的裂縫；（ 2）施工不當(dāng)引起的裂縫；（ 3）溫差

7、引起的裂縫；（ 4）混凝土收縮引起的裂縫；（ 5）荷載引起的裂縫；（ 6）非荷載原因（如溫度、收縮、不均勻沉降、凍脹等因素）引起的裂縫。五、大體積混凝土裂縫分析混凝土是一種脆性材料，抗拉強(qiáng)度是抗壓強(qiáng)度的 1/10 左右，短期加荷時(shí)的極限拉伸變形只有（ 0.6 1.0 ）104 ，長期加荷時(shí)的極限位伸變形也只有（ 1.2 2.0 ） 104 。裂縫深度 h與結(jié)構(gòu)厚度 H的關(guān)系如下： h0.1H 表面裂縫； 0.1Hh0.5H 淺層裂縫； 0.5H h1.0H 縱深裂縫； h=H 貫穿裂縫。應(yīng)當(dāng)盡量避免貫穿性及縱深裂縫，如出現(xiàn)該種裂縫應(yīng)采取化學(xué)灌漿處理來保證強(qiáng)度，即貫縫抗拉強(qiáng)度必須超過混凝土抗拉強(qiáng)

8、度。早期裂縫一般出現(xiàn)在一個(gè)月之內(nèi)，中期裂縫約在 6個(gè)月之內(nèi)，其后 12年或更長時(shí)間屬于后期裂縫?；炷恋牧芽p有害程度的標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)使用條件決定的。目前世界各國的規(guī)定不完全一致，但大致相同。如從結(jié)構(gòu)耐久性要求、承載力要求及正常使用要求，最嚴(yán)格的允許裂縫寬度為 0.1mm 。近年來，許多國家已根據(jù)大量試驗(yàn)與泵送混凝土的經(jīng)驗(yàn)將其放寬到 0.2mm 。當(dāng)結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境正常，保護(hù)層厚度滿足設(shè)計(jì)要求，無侵蝕介質(zhì)，鋼筋混凝土裂縫寬度可放寬至 0.4mm ；在濕氣及土中為 0.3mm ；在海水及干濕交替中為 0.15mm 。沿鋼筋的順筋裂縫有害程度高，必須處理。由于結(jié)構(gòu)在外荷載作用下的破壞和倒塌是從裂縫擴(kuò)展開始

9、的，因此人們對裂縫往往產(chǎn)生一種建筑破壞的恐懼感是可以理解的。在采用泵送條件下，其收縮與水化熱大大增加，約束應(yīng)力裂縫很難避免，張拉前開裂，張拉后又不閉合，裂縫控制的難度更加困難。六、大體積混凝土裂縫的控制1在選擇水泥原料的時(shí)候，應(yīng)盡量優(yōu)先選用水化熱低、凝結(jié)時(shí)間長的水泥，優(yōu)先采用中熱硅酸鹽水泥、低熱礦渣硅酸鹽水泥、大壩水泥、礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥或低強(qiáng)度水泥拌制混凝土。2采用改善骨料級配，砂選用中粗砂，含泥量小于3%，清除泥土和石粉，級配要好，從而可能提高混凝土自身的強(qiáng)度，相對可以減少水泥用量，對克服溫度裂縫有好處。3采用冰水配制混凝土或混凝土攪拌站廠址配置有深水井，

10、采用冰涼的井水配制，粗細(xì)骨料均搭設(shè)遮陽棚，避免日光曝曬，用水將碎石冷卻以降低混凝土的澆筑溫度。4在保證混凝土強(qiáng)度及坍落度要求的前提下，使用適當(dāng)?shù)木從郎p水劑，減少水泥用量、降低水灰比，以減小水化熱。5摻加外加劑可使混凝土密實(shí)性、和易性好，表面易抹平，形成微膜?？捎行У馗纳扑酀{與骨料的粘結(jié)力，提高混凝土抗裂性能、抗碳化性，減少混凝土泌水、水分蒸發(fā)、干燥收縮、碳化收縮、沉縮變形。6減小混凝土澆注的分層厚度，在條件允許時(shí)減緩混凝土澆注速度，以不出現(xiàn)冷縫為原則。熱天澆筑混凝土?xí)r減少澆筑厚度，利用澆筑層面散熱。7在混凝土增加預(yù)留孔降溫，澆注完畢養(yǎng)護(hù)時(shí)期，預(yù)留孔內(nèi)通入冷卻水，養(yǎng)護(hù)水由于水泥水化熱而造成溫度

11、升高，每隔2 3小時(shí)孔內(nèi)換一次水，孔內(nèi)熱水沿管內(nèi)流下，即可以降低混凝土內(nèi)部的溫度，減少混凝土內(nèi)約束作用。8混凝土初凝后，上表面立即覆蓋保溫材料（如泡沫海棉、養(yǎng)護(hù)液、草袋、鋸木、濕砂等）并澆水養(yǎng)護(hù)，不宜澆水過多，保持混凝土的濕潤即可。厚板側(cè)面及底面采用保留模板的方法養(yǎng)護(hù)，在寒冷季節(jié)采取外包塑料薄膜和干草袋的方法保溫措施。規(guī)定合理的拆模時(shí)間，在緩慢的散熱過程中，以控制混凝土的內(nèi)外溫差小于20 ，以免混凝土表面發(fā)生急劇的溫度梯度，使混凝土獲得必要的強(qiáng)度。七、大體積混凝土裂縫的處理1表面處理法：包括表面涂抹和表面貼補(bǔ)法。涂抹適用范圍是漿材難以灌入的細(xì)而淺的裂縫，深度未達(dá)到鋼筋表面的發(fā)絲裂縫，不漏水的縫，不伸縮的裂縫以及不再活動(dòng)的裂縫。表面貼補(bǔ)（土工膜或其它防水片）法適用于大面積漏水（蜂窩麻面等或不易確定具體漏水位置、變形縫）的防滲堵漏2填充法：用修補(bǔ)材料直接填充裂縫，一般用來修補(bǔ)較寬的裂縫，作業(yè)簡單，費(fèi)用低。寬度小于 0.3mm ，深度較淺的裂縫或是裂縫中有充填物，用灌漿法很難達(dá)到效果的裂縫、以及小規(guī)模裂縫的簡易處理可采取開型槽，然后作填充處理。3注漿法：此法應(yīng)用范圍廣，從細(xì)微裂縫到大裂縫均可適用，處理效果好。4化學(xué)灌漿法：其方法為采取環(huán)氧類的化學(xué)漿液或水泥漿液對裂縫進(jìn)行灌注填充，既提高了結(jié)構(gòu)的整體性，又能有效阻止鋼筋的