房屋建筑大体积混凝土施工裂缝控制探讨

摘要：本文阐述了高层建筑大体积混凝土的特点，分析了大体积混凝土产生裂缝的原因，提出了相应的控制措施。

关键词：房屋建筑；大体积混凝土；裂缝控制；探讨

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

在高层建筑的大体积混凝土施工过程中，施工人员需要根据工程的实际情况，选择合理的施工方式，并在施工的过程中进一步探索新的技术，保证在大体积混凝土的施工中做到严格施工，科学施工，合理施工，安全施工，保证施工的质量。

1 高层建筑大体积混凝土的特点

高层建筑的基础形式一般会采用箱形基础、筏式基础和桩基础，而在施工中这些基础都需要有厚大的混凝土底板或者体积较大的承台，因此基本上都是体积较大的钢筋混凝土结构。特别是在高层或超高层建筑的塔楼基础范围的情况下，一般就需要设计厚度就会高达1.5—4.5m，而且其面积也比较大的整体钢筋混凝土承台。在实际的施工中，在处理这些体积较大的混凝土结构时，其处理方法不完全相同，一般还需要更多的考虑由于水泥水化热产生的温度应力和混凝土收缩变形等，可能会带来的各种不利影响。

大体积混凝土的界定，一般是根据结构断面最小尺寸、因水泥水化热引起的混凝土内部与外表面温差来实现的。在这方面，不同的国家有不同的规定，比如说美国混凝土学会的规定为：“任何就地浇筑的混凝土其尺寸之大，必须要采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大的限度减少开裂。”我国在高层建筑混凝土结构行业标准中，对大体积混凝土施工也有具体的要求：“混凝土内部温度与表面温度的差值，混凝土外表面和环境温度差值均不应超过25℃。”

与普通混凝土结构相比大体积混凝土有自己的特点：①体积较大，块体较厚。②混凝土的连续浇筑量大，对整体性有较高要求，较一般混凝土相比，其水化热引起的混凝土内部温度高得多。③如果混凝土厚度超过1.5m，就应该要考虑设置水平分层施工，以便能够更好的减小水化热对混凝土结构的不利影响，④高层建筑大体积混凝土主要是基础混凝土结构，绝大部分是埋置地下的，这就决定了其受外界温度变化的影响较小，不过却对抗渗性能要求较高，所以，在施工中一方面要考虑水化热的影响，另一方面又需要解决好混凝土结构自防水的问题。

2 大体积混凝土产生裂缝的原因及防治措施

2.1 大体积混凝土产生裂缝的原因

混凝土是一般都是由各种材料组成的非匀质材料，所以基本上具备有良好的耐久性、较高的抗压强度的优点，同时也具有抗变形能力差、抗拉强度低、易开裂的特性。

外荷载的直接应力、结构的次应力、变形变化产生的应力（温度、收缩、不均匀沉降、膨胀）等，是引起普通混凝土裂缝的产生的主要原因。通常情况下，高层建筑大体积混凝土的裂缝，大都是由变形变化引起的。如果从裂缝的表面形式和深度来判断，那可以分为三种，即表面裂缝，深层裂缝和贯穿裂缝。如果我们按照大体积混凝土水泥用量大、截面大、水化热高和变形时受基底约束或结构边界条件的约束等特点来分析，那么可以归结出大体积混凝土裂缝产生的原因主要有：

2.1.1 水泥水化热的影响。因为水泥在水化过程中将会产生大量的水化热，由于大体积混凝土厚度较大，所以水化热聚集在混凝土内部，很难得到散发，这就会导致混凝土内部的温度会不断的升高。通常情况下，水泥水化热产生的热量会在1到3天内放出总量的一半，在3至5天内致使混凝土内部温度达到最高点。尽管在这段时间内水泥水化热继续进行，同时也会不断的放出水化热，诞生由于放热速度减缓，再加上结构的自然散热，在6天后的混凝土内部温度将会出下降。也就是说，混凝土内部温度的升高，会和混凝土表面温度形成温差，最终导致温度应力和温度变形的出现，而且温度应力随温差增大而变大。

2.1.2 约束条件的影响。在结构变形变化的过程中，其会受到一定的约束或抑制而阻碍其自由变形，我们就把这些阻碍因素称为约束条件。约束条件又可以分为两种，一种是在不同结构间的变形约束，即“外约束”，一种是在结构内部的变形约束，即“内约束”。

一般来说，高层建筑的大体积混凝土主要出现在基础底板或者转换层的框支梁上。而在一般情况下，基础底板混凝土恶化地基会浇筑在一起，那就意味着如果温度变化，其就会受到下部地基的限制，进而导致外部约束应力的产生。在混凝土浇筑初期，水化热使混凝土内部温度升高，混凝土体积膨胀，在外约束作用下产生压应力。此时混凝土的弹性模量小，应力松弛度大，因而压应力较小。

2.1.3 外界气温变化的影响。因为大体积混凝土施工周期较长，所以温度裂缝的出现程度，往往会受到外界气温变化的影响。水泥水化热的绝热温度、浇筑温度和散热降温等相互叠加是造成混凝土的内部温度升高的主要因素。如果外界气温高，那混凝土的浇筑温度也就高。如果气温下降，尤其是气温骤降时，就可能会大大的增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度，进而会加大温差及温度应力的影响，这样就增加了出现温度裂缝的可能性。所以必须要考虑外界气温变化的影响，采取合理的温度控制措施。

2.2 防止大体积混凝土裂缝的技术措施

2.2.1 选用低水化热水泥

在施工中需要尽可能的选用水化热低和安定性好的水泥，比如说选用火山灰水泥、矿渣水泥、粉煤灰水泥，以便能够较好的降低水泥水化热引起的温升。

2.2.2 减少水泥用量

因为在现代的高层建筑的大体积混凝土施工中，通常是对混凝土标号较高，所以对水泥标号要求较高，同时水泥的用量也较多，而为了进一步减少水化热、减少收缩裂缝，可以考虑选择减少水泥用量的措施来实现。

（1）利用混凝土的后期强度，如用f45、f60、f90代替f28作为混凝土设计强度，这样就可以有效的减少水泥用量，一般在40—70kg／m3，而混凝土的水化热温升也能够减少4—7℃左右。（2）通过在水泥中掺入一定数量的减水剂或者缓凝剂，就可以大量的减少拌和水，能够有效的改善和易性，最终实现水泥用量的减少，比如说可以掺0.25%的木质素磺酸钙减水剂，这就能够减水10%，能够节约水泥10%。（3）掺加少量的粉煤灰外掺料，可以取代部分水泥，且可以改善混凝土的塑性和可泵性，降低混凝土的水化热。

2.2.3 确定恰当的施工方法

（1）在配合比设计的过程中，需要尽可能的用良好级配的粗骨料和较优细度模数的中、粗砂，同时要严格控制石子的含泥量，一般是控制在1%，砂子的含泥量不超过2%。（2）有效的控制混凝土的拌制温度和浇筑温度，比如说可以用冷水或冰水降低骨料，也可以用混凝土搅拌温度，这样都能够可吸收部分水泥水化热。（3）采用分层分段法浇筑混凝土，如果混凝土构件厚度较大，那就可以进行水平分层，这可以有效的实现混凝土的散热，进一步降低混凝土内部的绝热温升。（4）进一步改善搅拌工艺，比如说可以大量的使用二次投料法搅拌混凝土，这样可以保证混凝土的匀质性。而且采用二次振捣法，也能够很好的避免混凝土中出现水分和空隙的情况，增加混凝土的密实性，提高混凝土与钢筋的握裹力，提高抗裂性。（5）为了有效的避免和减少混凝土的早期裂缝，在完成混凝土浇筑后，需要及时分遍多次抹压，修整表面，同时按照相关的规定立即养护。

3 结束语

随着城市现代化建设的进一步发展，城市用地越来越紧张。横向发展的局限性，使得建筑竖向发展得到了广泛的运用。高层建筑在现代城市建设中，扮演着越来越重要的角色。而关于高层建筑的质量和安全问题，也成了建筑施工部分需要关注和解决的问题。为了保证建筑的质量，施工部门必须要按照工程需要，运用最科学最合理的施工工艺，保证每一道施工工序的顺利完成。大体积混凝土施工作为高层建筑的重要环节，对建筑的安全有着直接的影响，其是建筑基础工程施工的重要环节，也是建筑基础工程质量的直接影响因素，所以必须要保证施工的质量。

参考文献：

[1] 迟培云,钱强,高昆.大体积混凝土开裂的起因及防裂措施[J].混凝土,2011，（2）.

[2] 孙修艾,程曙明.大面积框架结构梁板混凝土一次整体浇筑施工技术[J].建筑技术,2009，（10）.