浅谈场地硬化混凝土裂缝控制及处理措施.doc

2023年8月12日
内 容 提 要
本文简朴阐述了混凝土工程中出现的裂缝问题、发生的因素及施工中应注意的事项，总结了解决方法，为类似工程问题的解决起到了积极的借鉴作用。
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浅谈场地硬化混凝土裂缝控制及解决措施
长沙地铁3号线一期工程SG-10标 王圣凯
摘要：在每一个工程项目中，办公区是整个施工不可或缺的一部分，办公区的地面硬化则成为了一个工区的形象工程，对于形象工程的质量和美观也是值得深究的。本文则阐述了对于场地硬化中混凝土裂缝控制及解决措施。
关键词：场地硬化  裂缝控制  胶凝材料
1.引言
混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称，广泛用于各种工程建设项目，由于混凝土的性质，使得这种材料被运用到各种施工部位，混凝土的质量就成为了施工过程中需要严格控制的关键性问题，混凝土发生的质量问题种类繁多，本文就场地硬化过程中混凝土裂缝问题为研究对象，根据本人在做长沙地铁3号线10标烈士公园东站办公区场地硬化混凝土浇筑完毕后，后期产生裂缝的问题，下面就此类问题进行简朴分析和阐述，可以作为此后场地硬化现浇混凝土工程施工的借鉴。
2. 工程概况
  nbsp;长沙地铁三号线10标烈士公园东站由南北向沿车站北路走行，敷设于车站北路与晚报大道交叉口北侧。结合施工特点，因地制宜，综合考虑，办公区场地选取在位于车站北路及晚报大道交叉口的东北角，西湖社区中心前的健身广场兼停车场内。办公区场地的东侧为西湖社区服务中心，北侧临近瑞丰家园及雍景园社区，西侧及南侧临近车站北路及晚报大道，如图1所示。场地平整总体方案为以既有地面为基准标±0.00m，前期绿化及管线等相关设施拆改后，采用杂土回填或铲除措施，整体平整。根据场布，合理预埋上水下水管线及施工电缆线，将地面标高整体调整至-0.20m，并考虑排水规定放坡，采用C20商品砼硬化解决。
西湖社区服务中心
图1 办公区周边环境
晚报大道
烈士公园东站办公区约2170m2

车
站
北
路
北
东

办公区场地东侧为居住式集装箱，北高南低，分两栋；北面上下5间，前为平地约207.5m2，南面上下8间，前为6m过道占地约227.5m2，需硬化场地为北面平地与南面过道共435m2，浇注厚度为0.15m。办公区场地平面布置图如图2所示。

图2 办公区场地平面布置图
3.施工过程
图3 现场照片
   因场地限制，本次场地硬化浇注分两次进行，一方面将北侧场地浇注，场地长*宽*厚=25m*83m*0.15m，根据浇筑场地尺寸放线立模板并做好标高以控制排水坡度，场地东高西低高差±5cm，模板立好后应对拼接处及横向加固处检查是否牢固方可进行下一道工序，根据场地所需浇筑厚度可计算出需要混凝土的方量及混凝土的强度，提交“混凝土申请报告”经相关负责人审批过后方可告知商混工厂派送。2023年9月10日18点，运送商混的罐装车到达现场，进行混凝土检测，本次所浇筑混凝土型号为C20卵石混凝土，塌落度为200±20，共需要20m³，待将所需硬化场地洒水阴湿及混凝土检测过后，根据所定标高拉出标高线，18点20分开始浇筑混凝土。浇筑过程中，一人控制混凝土流出的速度，三人穿好雨鞋，在场地中用振捣棒将混凝土振捣密实，振捣过程中需有专人观测模板是否有涨模、移位等情况及时解决，以保证混凝土的结构尺寸及外观，随时观测混凝土高度，控制好标高。浇筑完毕后控制好拆模时间，拆模时墙体不沾模，不掉角，不裂缝，无混凝土质量缺陷，达成光滑平整，质量规定达成规范的规定，及时做好混凝土养护工作。时隔5日后，进行了第二次南侧场地的浇筑。

图 4 南侧浇筑时现场
4、  总结
4.1施工后期的问题
   通过本次场地硬化的施工，让我对于混凝土又重新结识了一番。混凝土广泛用于各种工程建设项目，是目前我国乃至世界上用量最大的建筑结构材料。混凝土工程的质量，关系到建筑物及构筑物的结构安全，关系到千家万户的生命财产安全。2023年9月20日在场地内出现裂缝的现象，最长裂缝达6m，最宽达0.005m，见图5。想到日后工程中大量的混凝土浇筑施工，让我不得不对这次的问题严厉对待起来。

图5 现场出现的裂缝

   经查阅规范及相关资料，混凝土裂缝重要分为三类：一类是由荷载（涉及施工和使用阶段的静荷载、动荷载）引起的裂缝，一类是由变形（涉及温度、湿度变形、不均匀沉降等）引起的裂缝。另一类是由施工操作（如制作、脱模、养护、堆放、运送、吊装等）引起的裂缝。由于办公区目前并未有大型重机械车辆进入场地，场地内也并未存放大量施工材料，故可将荷载的因素排除。施工操作严格按照规范施工流程进行，并安排专人指挥安排，故此因素也可排除。经以上分析可得出本次裂缝因素为变形裂缝。
4.2引起变形裂缝的重要因素
（1）温度变化。混凝土由于温度变化发生体积变形，膨胀或收缩，这是材料固有的物理特性。当这种体积变化受到约束时就会产生内应力，这种应力假如超过了混凝土的抗拉强度，就会引起开裂。长沙市9.16~9.20天气情况表见表1。
例如大体积混凝土浇筑后，在硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，使混凝土表面与内部温差很大，假如其内部与表面温差超过25℃时，就会产生裂缝；有的体积较大或者较长的混凝土结构，在施工后几天或几十天中出现大量裂缝；有的结构在屋面四角出现斜裂缝。这些都是由于温度变化引起的裂缝。
日期
9.16
9.17
9.18
9.19
9.20
天气
晴
晴
多云
晴
晴
气温
30℃~21℃
30℃~23℃
27℃~21℃
31℃~21℃
28℃~21℃
表格 1长沙9.16~9.20日天气情况表
（2）收缩裂缝。混凝土的收缩分为自身收缩，即水泥水化作用引起的体积收缩与外界湿度无关；塑性收缩，即在初凝结过程中发生化学的收缩；炭化收缩，即二氧化碳与水泥水化物发生化学反映引起的收缩、干缩；湿度收缩，即混凝土中多余水分蒸发，随着温度减少体积减少而发生的收缩，其收缩量占整个收缩量的绝大部分。收缩使混凝土的体积变小，在其内部也会产生内应力，当这种应力超过了混凝土的抗拉强度时，也会引起混凝土裂缝。
例如，有的混凝土结构体积并不大，但混凝土终凝后，表面却出现了大量不规则裂缝，有的楼板拆模后，发现板和梁交界处出现水平裂缝，有的较长结构，在冬季忽然降温或夏季忽然降暴雨后，这些大多是由于收缩引起的裂缝。
（3）不均匀沉降。假如结构物的基础不牢固，发生了不均匀沉降，导致结构变形，也会在其内部引起拉应力而导致混凝土结构开裂。这种情况在平常工作中也会时有发生。场地由杂土回填，并反复夯实，沉降因素影响较小。
（4化学反映也会引起混凝土开裂。例如碱骨料反映将引起混凝土体积膨胀而产生裂缝。氯离子的浸蚀引起钢筋锈蚀也会导致混凝土开裂。
通过以上因素的分析排除，拟定导致裂缝的重要因素为连续几日的高温天气，硬化面洒水不全面导致混凝土发生体积变化，收缩，产生裂缝。
4.3裂缝解决
   混凝土一旦出现裂缝，为了保证建筑物的安全、改善建筑物的美观以及延长建筑物的使用年限，必须及时对裂缝进行修补。
   传统方法有表面解决法、灌浆法、填充法、结构加固法和电化学方法。表面解决法合用于表面的浅层裂缝，在裂缝表面涂膜，以提高防水性和耐久性，但无法进一步到裂缝深处；灌浆法是通过外部压力向裂缝内注入树脂类或水泥类材料，按灌浆材料不同可分为水泥灌浆和化学灌浆，水泥灌浆合用于结构物较长、较宽的裂缝修补，化学灌浆一般合用于漏水较为严重的部位；填充法合用与结构允许开槽且宽度较大的裂缝，沿裂缝凿槽，在槽中嵌入弹塑性或刚性止水材料，达成封闭裂缝的目的；结构加固法合用于对整体结构、承载能力有较大影响的深度裂缝或贯穿性裂缝，常用方法有粘贴加固法、预应力加固法、加大截面积法和增设杆件法；电化学法合用于水环境中的钢筋混凝土。
国内外比较新兴方法的是混凝土裂缝的仿生自修复法，它是模仿生物组织损伤愈合的性能，在混凝土传统组分中复合特殊组分，在其内部形成智能型自修复系统，一旦出现裂缝，自动触发修复反映，修复裂缝。目前有三类，一类是采用形状记忆合金自修复，一类是在混凝土内预埋具有修复剂的空心胶囊或纤维，一类是运用生微生物反映引起的矿物沉积来修复混凝土。
本次修复考虑到裂缝并无安全隐患，为了节省成本便采用灌浆解决。
4.4施工上的防治措施
（1）必须控制好原材料的质量，特别是砂石的含量，对混凝土的抗拉强度及收缩变形影响很大。
（2）对大体积混凝土，尽也许在保证强度的前提下减少水泥的用量，可以用优质粉煤灰、磨细矿渣、浮石粉等材料，取代一部分水泥，这既可减少成本，又可以减少水化热减少混凝土收缩，对防止裂缝是很有利的。
（3）严格控制混凝土的水灰比。混凝土的水灰比越大其体积收缩也就越大，特别是在混凝土成型的头一、二天里，水灰比过大的混凝土，将出现大量的不规则裂缝。最佳的混凝土初凝前，用砂板再进行一次搓压，防止混凝土初期的收缩裂缝。
（4）加强养护，使混凝土表面保持湿润状态，不断补充蒸发的水分。这样既可以防止混凝土的干缩裂缝，又可以加速混凝土的水化，提高混凝土的抗拉强度。
（5）对大体积混凝土加强保温养护，是减少温度裂缝的最有效措施。大体积混凝土的保温养护，最常用的是采用草袋同塑料薄膜联合使用，用草袋进行保温，用塑料薄膜保湿，保温层的拆除应根据测温情况而定，要确认内外温度差低于25℃时方能拆除，同时应分层逐步拆除，应尽量避免由于降温速度过快而引起混凝土开裂。
（6）对重要的混凝土工程应当控制水泥、外加剂及掺和料的含碱量，同时，对其骨料应进行碱活性测定，从而从主线上避免碱骨料反映的发生。
5.结语
  保证工程质量，既是一个技术问题，又是一个管理问题，我们必须以规范、规程为标准，严格操作、科学管理，用认真的态度控制好每一个环节，只有这样，才可以真正做到“百年大计，质量第一”。