建筑现浇大体积砼裂缝的成因

浙赣线电气化改造工程Z11合同段的小港口大桥地处丰城市小港镇，全桥长360.2m，横跨小港河，该桥上部构造为砼简支箱梁，跨径24m，下部构造：圆端形大体积独立墩，台为重力式桥台每个墩、台砼在100㎡方以上，如何控制砼施工质量，确保砼表面不出现裂缝，是本工程关键所在。 
　　1、大体积砼裂缝产生的原因分析
　　砼裂缝按产生的原因可分为两类：一是结裂缝，由为部荷载引起，包括常规结构计算中的主应力以及其他结构次应力造成的受力裂缝 .二是材料裂缝，由非受力结构变形引起的例如温度、湿度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起，这种裂缝的形成是一个渐进的过程与环境的变化，约束的信息状态息息相关。 
　　在小港口大桥的施工中，我们发现按照裂缝产生的时间可分为硬化前裂缝、硬化过程裂缝、完全硬化后裂缝。 
　　1.1硬化前裂缝
　　下沉收缩缝，在砼浇注后的1至2小时内，当砼尚未凝固期间，沿钢筋的走向砼表面产生的裂缝，这是由于砼浇注后收缩引起的。在钢筋的上方与其周围的收缩差而发生的裂缝，这时砼尚未凝固，在其表面又发现细微张裂，这往往是水分从砼表面蒸发而产生。其影响的因素很多，拌和物的用水量、水泥的用量、振捣情况、大气温度及其它一些因素，在夏季高温天气下尤为明显，这时候就要加强浇水养护，保持湿润。 
　　1.2温度应力造成的裂缝 
　　水泥水化过程中的水化热造成表面和内部的温差，砼中心温度很高而表面温度低，出现温度梯度，在施工过程中防止大体积砼裂缝的产生是我们主要的控制环节。 
　　1.3干缩裂缝 
　　干燥收缩裂缝，此种裂缝由表面逐步扩展到内部，由于湿度梯度，造成砼表面收缩大内部收缩小，致使表面受到拉应力，当拉应力大于砼的抗拉强度（轴拉、弯拉）时砼表面便出现裂缝。 
　　1.4钢筋锈蚀裂缝 
　　主要是钢筋受到腐蚀造成的裂缝，在施工中一定要确保钢筋的保护层厚度，这是避免此种裂缝产生的唯一措施。 
　　2、防治措施 
　　针对以上砼裂缝产生的原因，结合我们的工程特点，我们主要采取了以下的防治措施，重点是防止砼的温度裂缝和收缩裂缝。 
　　2.1严格控制原材料质量
　　由于拌和站严格控制砼原材料的质量和技术标准，选用低水化热水泥，优选掺合料，粗细骨料含泥量尽量减少，细致分析砼集料的配合比，控制水灰比，减小坍落度，合理掺加减水剂。具体如下： 
　　2.1.1用降低水泥用量的方法来降低砼的绝对升温值，这样可以使砼浇筑后的里外温差和降温速度控制的难度降低，强度等级在C20~C35的范围内选用水泥不超过380kg/m3. 
　　2.1.2水泥应优先选用水化热低的矿渣水泥配置大体积砼。所用的水泥应进行水化热的测定。水泥水化热测定按国家标准《水泥水化热试验方法（直接法）》测定，配置砼所用水泥7天的水化热不大于250kJ/kg. 
　　2.1.3掺合料及外加剂：掺合料主要是粉煤灰，其可以提高砼的和易性，大大改善砼的工作性和可泵性，同时可以代替水泥用量降低水化热，掺用量是水泥用量的15%，降低水化热15%左右。外加剂主要指减水剂和缓凝剂，砼中掺入水泥重量的0.25%木钙减水剂，不仅使砼工作性能有明显改善，同时又减少10%的拌和用水，节约10%左右的水泥，从而降低了水化热。一般泵送砼为了延缓凝结时间则要加缓凝剂，反之凝结时间过早将影响砼浇筑面的黏结，易出现层间缝隙，抗裂和整体性下降。 
　　2.2合理安排砼的浇筑环境 
　　夏季砼浇筑安排在1天中温度最低时（一般安排在夜间），最大限度的降低砼入模温度，加强砼的振捣，使用二次振捣技术，利用平板振动器振捣，提高砼的密实度。 
　　2.3控制砼入模温度 
　　该工程墩台施工时我们采取了一定的措施控制砼入模温度，有效控制了水化热的释放速度。具体措施为：一是冷水浇砂、石子，二是砼输送管道距离要短，注意尽量减少拐角，在管路支架上设套管，减少由管路输送增加摩擦而产生热值，浇筑温度控制在27℃以内，使实际入模温度略低于大气温度1-3℃，从而推迟水化热峰值出现，时间2天左右。 
　　2.4严格温度监控
　　在砼浇筑前后采用JDC-2建筑电子测温仪测量砼内部温度，检测砼表面温度与结构中心温度，以便采取相应措施，保证砼施工质量，控制砼内外温差。测温时在砼温度上升阶段每两小时测一次。温度下降阶段每4小时测一次，同时测大气温度。所有测温点均编号，进行砼内部不同深度和表面温度的测量。实际测温时砼中心温度高为71℃，砼表面温度为49℃，大气温度32℃。 
　　2.5合理的振捣方法 
　　为保证砼密实度，采用行列式或梅花式进行振捣。在每次浇筑时（桥台、承台）设4台振捣棒，一台在浇注点，两台在振捣流淌部分，一台在后面补振，振距为500mm振捣上层砼时，振捣棒应插入下层砼至少50mm，使上下层结合成一体，振捣时间在20s~30s，待出现反浆后，砼不在下沉为准，防止漏振和过振。振捣密实后，用抹子和长木挂平，压实2至3遍。 
　　2.6保温保湿养护 
　　作好养护工作，采用蓄水方式进行，并在砼表面覆盖一层塑料布，一层麻袋片，同时根据温差情况及时对砼表面覆盖厚度进行增减，砼内外温差及砼表面温差与大气温差均不得超过25℃，当发现内外温差达到25℃时，应立刻增加覆盖，当温差降到 20℃以下时可拆除部分覆盖，以加速降温，如此反复，因注意速率不大于2℃/h，该工程已完成8个月，至今尚未发生裂缝。 
　　3、施工总结
　　3.1建立健全管理网络，加强科学施工，施工前编制可行的施工方案，明确分工，各负其责。 
　　3.2大体积砼施工测温是必不可少的一项工作，加强砼表面保湿、保温来减少内外温差不超过规范的25℃是控制裂缝的有效措施。 
　　3.3对于砼的裂缝控制与防止
　　3.2大体积砼施工测温是必不可少的一项工作，加强砼表面保湿、保温来减少内外温差不超过规范的25℃是控制裂缝的有效措施。 
　　3.3对于砼的裂缝控制与防止，和设计施工砼拌和站密切配合，只要设计增加构造措施，坚持小规格小间距配筋，避免应 
　　应力集中，施工时在浇筑、振捣、养护等环节做好，拌和站从配合比、用水量、骨料、水泥等方面入手进行控制，砼的裂缝在一定程度上得到避免。