大体积混凝土结构裂缝的质量控制.doc

一、大体积混泥土结构裂缝裂缝产生的原因建筑工程中的大体积混凝土施工时，由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生裂缝的主要原因。这种裂缝主要有表面裂缝和贯通裂缝。表面裂缝成因分析混凝土随着温度的升高（或降低）而体积发生膨胀（或收缩）的现象成为温度变形。大体积混凝土工程，结构截面大，水泥用量多，浇筑以后，水泥放出大量的水化热，致使内部温度很高，内外温差大，温度梯度上升。由于混凝土导热不良，体积过大，相对散热较小，因此，混凝土内部水化热积聚不散发，外部则散热较快，内部升温产生压应力，表面产生拉应力。当温度梯度大到一定程度，表面拉应力超过混凝土的极限抗拉强度，混凝土表面就会产生裂缝。贯穿裂缝成因分析随着水泥水化反应的结束以及混凝土的不断散热，大体积混凝土由升温阶段过渡到降温阶段。随温度降低，体积收缩。由于混凝土内部热量是通过表面向外散发的，降温阶段混凝土温度的分布仍就是中心温度高，表面温度低的状态，因此混凝土中心部分与表面部分的冷却程度不同，在混凝土内部产生较大的内约束，同时地基和边界条件也对收缩的混凝土产生较大的外约束。内外约束的作用使收缩的混凝土产生拉应力，大体积混凝土随龄期增长，强度增大，弹性模量提高，徐变影响减小。因此，降温收缩产生的拉应力较大，除了抵消升温时产生的压应力以外，在混凝土中心成了较高的拉应力，从而引起大体积混凝土的贯穿裂缝二、大体积混泥土结构裂缝的危害混凝土表面裂缝的存在会影响构件美观；其次表面裂缝对混凝土的耐久性也产生一定的影响，由于裂缝直接嵌入结构体，所以将减小混凝土保护层厚度，给钢筋锈蚀留下隐患；另外施工时要对裂缝进行二次处理，费工费料。混凝土贯穿裂缝使混凝土结构的整体性和连贯性收到破坏，大大降低了混凝土结构的强度和承载力，严重影响混凝土的使用，必须严格避免。如果大体积混凝土出现贯穿裂缝，必须进行返工处理，给工程带来直接损失。一方面使大体积混泥土裂缝较难避免，另一方面当混凝土出现裂缝以后，为了减少损失，只是进行简单的表面修复而掩盖贯穿裂缝，给工程质量带来严重隐患。因此，在大体积混凝土施工时，监理工程师必须进行严格管理，确保施工质量。三、大体积混凝土结构施工的监理控制措施1、事前控制措施1）审核施工方提交的施工组织设计及大体积混凝土施工专项方案是否合理且是否符合设计和施工验收规范要求。重点审查大体积混凝土的材料供应方案，混凝土浇捣方案，施工工序、施工面设置；大体积混凝土温度控制措施及混凝土养护措施是否符合设计和施工验收规范的要求。详细审查输送泵位置设置、管路铺设、每台泵配置混凝土车的数量，每小时每台泵的混凝土供应量、砼浇筑过程的流水方向是否合理。审查工艺设备的配置是否满足施工要求：如照明、排水泵、振捣器和通讯工具等。大体积混凝土施工前，施工组织设计及专项施工方案必须经过监理工程师审批同意。2）审查施工单位的主要管理人员、专业工种等人员的资格证、上岗证是否满足工程需要，确保施工队伍具有能完成本工程并确保其质量的技术能力和管理水平。3）考察商品混凝土搅拌站资质及混凝土供应能力。项目监理部要考察审核商品混凝土搅拌站的资质、营业执照、供应能力、专业测温单位的资质等级、营业执照；审查施工单位质保体系、计量认证合格证及各项管理制度；在一个搅拌站无法满足工程连续浇筑供应混凝土的情况下还应选择备用应急的搅拌站。检查搅拌站对混凝土原材料的质量控制能力。检查混凝土搅拌单位的计量器具，确保计量器具偏差控制在规范允许范围内，保证混凝土的搅拌质量。水泥进场时，监理工程师要检查其出厂合格证或出厂检验报告单，并按规定取样送检。对于砂、石料，监理工程师通过实验报告控制其含泥量不超过规范的要求（3%和1%）。控制混凝土配合比是保证混凝上达到设计等级的关键。监理工程师要认真审核商品混凝土厂家报送的“混凝土配合比设计报告书”中各种材料的品种、规格。如配合比报告中水泥品种、强度等级、生产厂家与附件是否一致。4）必要时针对大体积混凝土降低水化热的技术措施组织建设、设计、施工等有关方面的人员进行专题讨论。5）总监组织对监理人员进行大体积混凝土浇筑监控要点的技术交底，明确大体积混凝土浇筑的监理工作重点，明确专业监理工程师及旁站员的职责，做好旁站监理。2、事中控制措施大体积混凝土施工过程中，监理人员应巡视、旁站、平行检验等控制手段，对大体积混凝土的浇筑、养护过程进行监控。监理人员对施工过程进行旁站监理，1）监理工程师应根据混凝土配合比要求，跟踪检查进入现场的混凝土质量，检查混凝土和易性，离析状况，混凝土用料规格，定时、定量抽查混凝土塌落度。一旦发现异常情况，应提出暂缓该车或该批混凝土浇捣，并报总监理工程师处理。新拌的混凝土和易性是保证混凝土质量的关键，和易性是指混凝土是否易于施工操作和均匀密实的性能。即混凝土流动性、粘聚性和保水性，影响和易性的因素主要有以下几方面。1)用水量；2)水灰比；3)砂率；4)其他影响因素：水泥品种、骨料条件、时间和温度、外加剂等。混凝土离析：是指粗骨料与细骨料分离。离析后会影响混凝土的浇筑质量，降低强度，造成粗骨料堆积。骨料控制：应选用级配良好的骨料，粗骨料连续级配碎石(粒径5-20mm)，细骨料以中粗砂为宜，并应严格控制砂、石的含泥量，使其不超过3%和1%。混凝土搅拌时配合比计量要准确，保证搅拌时间一般为90s，控制好坍落度，混凝土自由下落高度不超过2m，如果浇筑超过2m的可以用溜槽等辅助工具。塌落度一般为160-180mm，塌落度误差控制在20mm以内。在混凝土的搅拌过程中，定期督促对骨料的含水量、出盘温度进行检测，从而及时调整配合比来保证混凝土的和易性，避免拌和物出现较大波动，影响混凝土的质量。监理工程师不定期抽查商品混凝土站混凝土搅拌情况、拌合材料的投料顺序、材料计量及添加材料的计量。2）检查现场试块操作人员试块制作组数应符合规范要求，试块制作应规范，试块抽取应有代表性，反映不同泵站及时间段混凝土强度。试块拆模后应及时送至标准养护室存放，并与施工现场同条件养护混凝土试块同步制作。监理工程师检查混凝土试块留置组数符合下列要求：当一次连续浇筑超过100m时，同一配合比的混凝土每200m取样不得少于一次；每次取样应至少留置一组标准养护试件，同条件养护试件的留置组数应根据实际需要确定（按设计或施组要求，可根据检验批划分或者承台、底板浇筑区域划分确定）。3）基础承台板混凝土浇捣，应从一个方向斜坡式分层浇捣，混凝土振捣由上下、前后同时进行，监理人员应现场检查混凝土振捣的均匀性，严禁出现振捣不实或漏振情况。4）检查混凝土的浇筑顺序和方法。一般采用“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次到顶”的方法。对于大体积、大面积混凝土的浇筑，必须按照事先确定浇筑方案，分层、分段要合理；层、段间的间隔时间要计划好，在前一层、段混凝土初凝前，浇筑后一层、段的混凝土，振捣器要插入到下一层。在分层下料浇筑时，旁站人员必须检查督促控制好浇筑分层厚度，不能超过振捣器的作用半径，且要保证振捣上层混凝上时振捣棒插入下层混凝上至少50mm，使上下层结合成一体。5）振捣方式的质量控制。监理人员可督促施工单位根据事前做好施工方案，向所有操作人员做好技术交底，预防因振捣方式不对而造成的混凝土分层、离析、表面浮浆、麻面等质量问题，尽可能降低混凝土成型硬化后出现裂缝的概率，保证混凝土的耐久性。6）二次振捣或多次搓压表面。大体积混凝土在拌制过程中，掺加多种外加剂及掺和料，一般情况下缓凝4h左右，这段时间已浇筑混凝土表面因环境及水泥水化作用失水较多，容易产生收缩裂缝。7）在振捣过程中，防止出现漏振、过振、混凝土坍落度过大等情况。现场监理工程师要随时检查模板、钢筋的位置和牢固度，有跑模和钢筋移位情况应及时处理，特别注意混凝土浇筑中杯口预留、后浇带处的混凝土浇筑质量，对结点部位不同等级混凝土要严格检查控制。8）施工缝的留置和接搓处理。混凝土结构多要求整体浇筑，但是往往由于技术及组织上的原因不能连续浇筑。当停顿时间超过混凝土的初凝时间，前后浇筑的混凝土接搓部位便形成施工缝。施工缝是构件的薄弱部位，其位置应根据构件的受力状况，在施工方案中就应事先确定，不能随意变更位置，施工缝处板厚是否符合设计要求。在施工缝处继续浇筑混凝土时，监理工程师应判断已浇筑的混凝土抗压强度是否已达1.2Mpa以上时，并检查施工缝处凿毛、清理、接浆情况。9）经常观察浇捣面混凝土状况，一旦发现混凝土有初凝前兆（用钢筋插入有明显孔洞），应及时督促施工方调整局部混凝土浇捣顺序，避免出现施工冷缝，施工现场重点注意以下方面：落深和面积较大的承台部位。电梯和设备井坑，外墙板及水池墙板高低止水口部分；由于每个泵台速度不匀或个别由于停泵导致混凝土不连续供应部位的质量，并在混凝土初凝前督促施工方进行二次泌水处理，克服混凝土早期脱水裂缝，检查混凝土平整度；检查现场测温落实情况，及时分析温度差变化，组织有关方面及时解决混凝土浇捣过程中出现技术问题。根据温度变化及时落实已浇捣至设计标高部分混凝土表面保温工作，保温塑料薄膜覆盖前必须完成二次泌水处理，减少混凝土表面裂缝，并浇水湿润。薄膜覆盖必须落实，薄膜内保留一定水分，其它保温材料根据温度变化分层覆盖。基础承台混凝土浇筑过程中要采取措施降低混凝土的入模温度，a要求混凝土搅拌站在骨料堆上搭设简易遮阳棚，用黑色塑料布在棚顶吸热降温；b抽深井水冲洗粗骨料降温，同时还达到了降低骨料含泥量的目的；c掺50深井水搅拌混凝土，降低混凝土温度；d合理安排混凝土浇注时间，避开中午高温时段浇注混凝土。采取措施控制坍落度的波动。a、混凝土浇筑环境天气及运输方式b、骨料含水率的测定及配合比的修订c、z准确原材料计量d、严格控制搅拌时间混凝土浇捣方法从一个方向斜坡式分层连续浇捣，不留施工缝。3、事后控制措施1）大体积混凝土养护施工监理加强混凝土的养护也是很重要的。监理工程师应根据施工方案巡视施工单位的混凝土养护工作。大体积混凝土施工时，应边浇注边覆盖，保温养护57d后进行浇水养护。新浇注的大体积混凝土，由于正处于升温阶段，如果浇水或浸没在水中，混凝土外部突然冷却，造成内外温差过大，则容易产生严重裂缝，因此应避免早期浇水。每日检查施工单位测温记录。混凝土初凝前，落实二次泌水处理，避免由于早期脱水引起的裂缝，并适量浇水后覆盖薄膜，检查落实保温措施。根据施工组织要求，严格检查混凝土保温措施落实情况。混凝土浇捣过程中以及养护期内，应严密监测混凝土内温度变化情况。自浇捣时起1-7d，每1h测定一次；第814d，每4h测定一次。控制混凝土的温差，当温差超过25时应督促施工方进一步落实加强保温措施。大体积混凝土养护一般不少于7d，并根据承台、板中心混凝土温度变化及同条件养护的混凝土试块强度确定养护周期。混凝土的养护应采用保温，保湿及缓慢降温的技术措施，一般在浇筑在厚度大于3m时，要求考虑在大体积混凝土内部设置冷却水循环降温措施，设冷却水管，并通过温度检测控制混凝土中心与表面的温度或混凝土内部与冷却水的温度控制在25以内。2）大体积混凝土施工后的温度监测根据施工方案布置图，监理工程师在混凝土浇筑前检查测温点布设情况及防止浇筑时损坏该设施，一般每组测温点设三个测温孔，布置成三角形，分别测底板底部、中部和表面的温度，测温孔间距600。测温点布置在底板边缘和中间，避开墙和反梁。测温孔用埋设2025薄壁钢管形成。埋设前，钢管按要求长度下料，下端焊钢筋头堵死，上端用塑料布包严，埋设时上端预留10cm。为掌握基础内部混凝土实际温度变化情况，监理人员应了解冷却水管进出水温度，对基础内外部以及进出水管进行测温记录，密切监视温差波动，并同时控制冷却水流量以及流向。混凝土温度与水温之差控制在25以内，管中水的流速为0.6m/s，水流方向每2h调换一次，每次降温不超过1。3）温度监测结果及其分析根据各测点所测温度编制混凝土温度变化表，绘制混凝土实际温度变化曲线，并与理论温度变化曲线对比，进行温度调节。大体积混凝土浇捣结束后，在基础的中心部位将形成一高温区，升温时间为6070h，高温持续时间较长，均在3040h.混凝土的入模温度较高，会加快水泥水化的进行，故早期水化热积聚上升，将造成混凝土的升温速度加快。温度梯度上升。当混凝土保温层揭除后，混凝土表面温度会明显受昼夜大气温度的影响，温度下降。一般循环冷却水带走的中心部位混凝土的热量较四周表面和底部要多，因此，中心部位混凝土因冷却水所产生的降温数值大，混凝土四周表面和底部所产生的降温数值小。在混凝土浇筑完毕后，监理工程师应督促施工单位安排专职人员对混凝土进行测温并做好记录。测温要求:测温部位的混凝土浇筑完毕后第15天，每2h测温一次：第68天，每4h测温一次；第915天，每8h测温一次；以后每天测一次。通过对温度的测量和记录，从而决定是否采取调整浇水次数、覆盖物厚度、混凝土内部降温水流量等方法来调节混凝土内的温度，以便使混凝土的温度梯度不至过大。科学有效及时调整保温及养护措施，保证混凝土养护质量，防止温度裂缝的出现。4、结论及建议：防止大体积混凝土产生裂纹的方法有很多，但是，通过监理工程师对大体积混凝土施工过程的事情、事中、事后控制，可以有效地掌握和控制施工程序，也是避免因施工原因造成混凝土裂纹产生的有效方式，因此，监理工程师应在大体积混凝土施工过程中加强监督管理，保证大体积混凝土的施工质量。7