浅谈高层建筑结构大体积混凝土施工质量的预防及控制

刘 余

河南四建股份有限公司（475000）

浅谈高层建筑结构大体积混凝土施工质量的预防及控制

刘 余

河南四建股份有限公司（475000）

为了给人类提供更好的生活环境和工作条件，适应当今的社会发展状况，逐步走向多功能、综合用途的发展方向。房屋建筑作为人类生产、生活的基础设施，其质量的重要性受到社会的广泛关注。大体积混凝土的施工质量的控制和预防是很有必要的。下面我们对房屋建筑混凝土的质量易出现的问题进行深入的剖析，采取科学的管理手段及有效的质量控制措施，从而降低混凝土质量隐患而带来的危险程度。

1 混凝土裂缝产生的原因

图1 混凝土裂缝成因

1）混凝土自身的原因造成的影响:混凝土的原材料在配比过程中,砂石骨料、水泥及其他材料的配合比都有严格的比例。各种材料的比例不精确，拌合时间过短或过长，拌合后到浇筑时间间隔过长等都会影响混凝土的质量。过长的运输时间、运输路程会导致混凝土漏浆、失水、过多温升、含气量减少、坍落度损失等，从而使混凝土的温度、含气量、坍落度不能满足设计的要求。拌合物的流动性差以及离析现象，会引起混凝土的密度、强度的降低，在密度小、强度低的薄弱处容易产生裂缝。如果水泥的用量过大，用水量大，水胶比大，砂率大等也会降低混凝土的耐受力。受潮水泥或温度过高会造成非正常凝结;游离的CaO、游离的MgO、含碱量过高等都可能造成水泥非正常膨胀;使用的水泥、外加剂掺合料不当或匹配不当，外加剂、掺合料量过大等都是造成混凝土裂缝的重要原因。

2）施工过程中的工艺控制不当:由于大体积混凝土在建项目施工时，混凝土掺合料要搅拌均匀。在加水拌合后，水泥中的碱性物质与火星骨料中的火星SiO2等发生反应，析出胶状碱。硅胶从周围介质中吸水膨胀，体积增大三倍，从而使混凝土胀裂产生裂缝。同时，在混凝土的浇筑过程中，对混凝土进行浇捣时，混凝土内部水化热过高等，浇捣不当会使混凝土的均匀性和密实性受到影响。其次，浇筑顺序有误，浇筑不均匀（震动赶浆、钢筋过密）；砂石骨料、水泥等材料捣实不良，骨料下沉、沁水等造成混凝土强度过低而未及时纠正,就进行下一道工序；连续浇筑间隔时间过长，混凝土表层及间缝处理不当等从而引起裂缝的产生。

3）混凝土裂缝产生与环境条件及使用不当有关

房建工程混凝土的施工期间，外界温度变化对混凝土裂缝的产生也有很大的影响。混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成。若外界温度下降过快，导致内外温差的剧烈变化，造成很大的温度应力，从而导致混凝土发生变形。等到温度回升后，混凝土内部的冷冻情况有所缓解，不能进行很好的复位，因此形成裂缝。

其次，外界温度对混凝土的裂缝的产生也有极大的影响。外界温度的降低会加速混凝土的干缩程度，导致混凝土裂缝的产生。

4）混凝土浇筑完成后，没有进行及时养护和表面工作。雨水、高低温、温度差变化幅度、风等因素都易导致混凝土的开裂。后期养护措施不当或养护初期遭受急剧干燥（日晒、大风）或冻害，大体积混凝土内部水化热大，表面温度和内部温度差异过大等原因造成裂缝。

2 采取的预防措施

2.1 设计控制

1）从我国现行《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2002）的裂缝最大宽度计算公式（8.1.2-1～4）可以看出，对受力引起的裂缝控制手段，最重要的是减小钢筋的拉应力或增大配筋面积。同时，采取高黏结性能且直径较小的钢筋或使用较高抗拉强度的混凝土构件等，也有利于混凝土裂缝的控制。其次，为了减小基础混凝土表面的收缩裂缝，可以在承台表面适当调整钢筋的用量。单靠增加钢筋的用量并不会有效减少混凝土裂缝的宽度。同时在施工过程中，根据裂缝温度的要求，设置必要的连接方式。

2）把握好设计中的“抗”与“放”的原则。“抗”就是结构处于完全约束状态下，没有足够的变形余地时所采取的有力措施；反之“放”就是结构完全处于自由变形无约束状态下，有足够变形余地时所采取的措施。在设计过程中，要综合考虑承载力问题与变形时作用，一般都采用“先放后抗”的设计原则，或者采用“抗放兼施，以抗为主”的措施。

2.2 施工材料的控制

混凝土主要由水泥、砂骨料、拌合水、外加剂组成，配置混凝土所采用材料的质量或配置比例不当，与混凝土裂缝的发生有着密切的关系。

1）严把材料进口关。若材料出现变异或质量不好将会影响混凝土的强度。因此，材料员需要严把质量关，严禁偷工减料，以及与原材料不符等情况的发生，以保证混凝土的质量。

2）针对施工图纸，严格按图施工，选用收缩量较小的水泥。从经济角度来看，可以通过选用干缩量值较小的、早期强度高的硅酸盐或者普通硅酸盐水泥，来降低水泥用量，达到收缩裂缝的同时，减少施工开支。

3）合理控制水灰比对混凝土的干缩有较大的影响。水灰比越大，干缩就越大。因此在混凝土配合比设计中，应尽量控制好水灰比的选用。

4）严格控制混凝土搅拌和施工给水的配合比，混凝土的用水量不能比设计所给定的用水量过多或过少。

5）选用收缩性较高的骨料品种。一般来说，砂岩板岩、角闪岩等，吸水率较大，收缩性较高；而骨料中的石英、石灰岩、白水岩、花岗岩、长石等吸水率较小，收缩性也较低。

6）合理使用减水防裂剂。水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂，可有效提高混凝土的抗拉强度，进而提升混凝土的抗裂性能。

2.3 施工工艺控制

1）严格控制好纵横钢筋交叉之间的绑扎牢固，并设置好钢筋一面进行振捣的时候绑口松散，钢筋移位而造成漏筋的现象。外侧钢筋绑扎时要将扎丝的端头弯于内侧，严禁墙体的拉结钢筋与扎丝触板形成混凝土的渗水通道。严格控制好板面负筋的位置及保护层的厚度，严格按图施工。绑扎钢筋时，采取必要的措施确保负筋在混凝土浇筑过程中不移位，有效控制负筋保护层的厚度，不使板负筋保护层过薄而产生裂缝。

2）严格控制好混凝土强度及配合比，砂、石粒径及其含泥量。砂、石粒径的含泥量均不得超过1%。如果砂、石粒径过细过小，含泥量过大，都会降低混凝土的强度，最终会使混凝土产生裂缝。

3）做好混凝土的浇筑和振捣工作。混凝土浇筑前要清除模板内的积水、木屑、铅丝等杂物。外墙的混凝土在浇筑时采取流入槽进行入模，抗渗混凝土逐渐从一侧进行推进，浇筑厚度每次在0.4 m左右，混凝土的斜面要均匀振捣，且浇筑到顶部。操作时要快插慢拔。根据不同的坍落度，正确掌握振捣时间，避免过振或漏振。应提倡二次振捣，二次抹面技术，以排除沁水和气泡。

4）注意混凝土的早期养护工作。早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果。第一，水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力；第二，混凝土免受不利温度、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。混凝土浇捣成型后，应采取必要的蓄水保温措施。二次收面后，应立即在表面覆盖塑料薄膜，其上再覆盖湿麻袋草垫等进行养护,并指派专人定期浇水，保证混凝土表面湿润，养护时间不小于14 h，以防止由于混凝土内外温差过大而引起的温度裂缝。

5）预防不均匀沉降引起的裂缝，主要措施包括五点:①夯实和加固地基，尤其对松软土、填土地基；②保证模板有足够的强度和刚度；③谨防地基在混凝土现浇和养护过程中被水侵泡；④严格控制好拆模的时间和先后顺序；⑤在恶劣的条件（冻土）下搭设模板要采取一定的预防措施。

2.4 科学管理，严防裂缝的发生

人的因素，在混凝土浇筑工程中起着至关重要的作用。混凝土浇筑包括前期准备工作、浇筑过程控制以及浇筑完成后的各项工作。第一，在整个施工管理过程中，一定要严谨组织施工，合理安排施工工序及熟悉操作方法，严格把关，按照制定的各项指标稳步推进。第二，确定合理的施工裂缝控制标准和有序的施工进度，避免在混凝土施工中过分抢赶工期。第三，注意施工的季节及环境的温湿度。在低温、冻土或暴雨如注的环境下严禁开盘浇筑,方能使混凝土的浇筑质量得以保证,避免裂缝的发生。

3 结语

综上所述，大面积混凝土产生裂缝的成因比较复杂多样，设计和施工现场的管理人员要充分考虑各方面的综合因素，针对不同的原因导致出现的裂缝进行针对性的控制和解决。随着混凝土的广泛使用，工程实践经验的丰富积累，建筑技术的科技进步，对于混凝土的裂缝问题也将进一步得到完善和补充，施工不仅符合设计强度要求，满足施工质量验收规范、标准和强制性条文，而且能够创造更好的经济效益。