林同棪（重庆）国际工程技术有限公司401121
摘要：由于在大型基础建设中大型混凝土构件的应用日渐增多，混凝土开裂问题成为一个普遍而又难解决的问题，本文对大体积混凝土结构中常见的一些开裂问题进行了探讨和分析，根据该项目工程的具体情况提出了一些预防和处理措施。
关键词：大体积混凝土;裂缝;控制
引言：某特大桥6号墩为主索塔承台，设计方量8629m3，承台结构尺寸为长32.3m×宽41.1m×高6.5m，按照大体积混凝土施工工艺的要求进行混凝土的浇筑施工。对于大体积混凝土浇筑质量控制措施的重点是防止和控制裂缝的产生。
大体积混凝土的裂缝按照其深度从深到浅，分别为贯穿裂缝，深层裂缝及表面裂缝。其中贯穿裂缝切断了结构断面，它的危害最严重的。贯穿裂缝破坏了结构的整体性和稳定性，造成结构物的使用功能的丧失，甚至报废。所以在施工实践中对混凝土裂缝的治理是和裂缝的控制是同等重要的。
1.施工实践中对大体积混凝土裂缝产生原因的几点认识
从微观上看，混凝土是由水泥、砂、碎石、水、等适量的添加剂组成的多项结合体。由于混凝土的组成、材料、构造、以及所受外界的影响不同，混凝土产生裂缝的原因也是多种多样。
1.1温度引起的裂缝
水泥水化反应的放热过程主要集中在浇筑混凝土后7天内，第3--7天温度达到最高，从而使混凝土内部温度升高25℃～35℃，有时候甚至还可达到65℃。对大体积混凝土来说，混凝土内外部形成的巨大温差和温降效应，使混凝土表面产生很大的拉应力，而在混凝土的初期抗拉强度远远不足以抵抗内拉应力时，混凝土的表面将极易出现裂缝。这种裂缝初期很细，随着时间的推移而继续扩大，甚至产生贯穿的情况。
1.2收缩引起的裂缝
混凝土因收缩引起的裂缝是常见的。混凝土拌合用水中有80％以上的自由水要蒸发掉。自由水的逸散一般不会引起收缩，但由于混凝土表面过于干燥而形成吸附脱水时伴生的干缩必须引起注意，厚大体积混凝土结构的表面干燥收缩快，而中心收缩慢，表面的干缩受到中心部位的约束，当表面产生拉应力大于混凝土本身的抗拉强度时，表面将会出现裂缝。收缩引起的裂缝是不规则的斜裂缝，在钢筋以上，形似龟纹，一般易在浇注混凝土后数周出现。
1.3外部约束条件引起的裂缝
首先由于基础竖向不均匀沉降，或水平方向位移超出混凝土结构的抗拉能力导至开裂。其次，现场浇注混凝土时，由于插入式振动棒振动时间不到位，抽撤过快，复振时间过长等因素均会影响混凝土的均匀性和密实性，导致裂缝产生。这种裂缝大多出现在混凝土浇注后1.5h-3h，混凝土尚在塑性状态，表面消失水分时产生，沿着钢筋的起向出现裂缝。
1.4温度变化引起的裂缝
外界气温很高时，混凝土浇注的温度也很高，这对控制升温是有利的。而外界气温剧降则会大大增加混凝土表面与内部的温度梯度，这样就会对混凝土产生不利的影响，极易使混凝土发生变形。若变形受到约束时将在结构内将产生应力，当应力超过混凝土抗拉强度时即产生温度裂缝。表面温度裂缝常出现在浇灌混凝土后1-2天时间内，深层温度裂缝与贯穿温度裂缝常出现在混泥土浇筑后7-15天。
2.6号承台大体积混凝土裂缝控制措施
6号索塔承台厚6.5m，承台尺寸为32.3m×41.1m，浇注分两次，第一次浇注3.5m，第二次浇注3m，每浇筑一层间歇7～12d，利用了浇筑面进行散热。由于6号墩该承台混凝土体积大，造成内外温度差高，水泥水化热引起的温度应力作用，容易引起混凝土产生温度裂缝，对混凝土的性能、材料的组织供应与运输、混凝土的长时间生产供应、以及养护等提出了更高要求，需要采取可靠措施，降低混凝土水化热，确保大体积混凝土不开裂：
2.1混凝土配合比的设计
配合比设计思路：选用低水化热的水泥，降低水泥水化产生的热量；充分利用混凝土的中后期强度，尽可能的降低水泥用量；选用可靠的延长混凝土凝结时间的外加剂；严格控制混凝土坍落度，宜小不宜大。
严格控制集料的级配和含泥量，如果含泥量大的话，会降低混凝土的抗拉强度和增加混凝土的收缩量，对混凝土裂缝的控制极为不利。
6＃墩主塔承台大体积混凝土配合比设计等级C40
设计坍落度160mm~180mm。水胶比0.39。
2.2混凝土养护
砼浇筑完毕后，应及时抹面收浆，砼终凝后即开始养护。承台砼养护采用保温蓄热法：砼终凝后，及时在砼表面覆盖2层草袋、2层塑料薄膜，上下2层草袋应相互错开，草袋之间应相互搭接，从而隔绝大气与砼表面的直接接触，形成良好的保温层，并保持砼表面湿润。
2.3通水冷却
a、某一区域内的冷却水管被浇筑砼完全覆盖并振捣完毕后，即可在该区域的冷却水管中通水，对砼进行降温。
b、冷却水的流量应使进、出口水的温差不大于15℃，根据热工计算控制，控制在1.2～1.5m3/h。
c、承台砼通水冷却时，冷却管排出的水应立即排出基坑外，以保证围堰的安全。
d、承台砼通水养护时间以砼内部温度与大气环境平均温度之差低于20℃为标准，一般砼养护时间15天。
2.4测温监控
a、砼温度监控
测温时间：砼覆盖某测温点后该点即开始测温，直至砼内部温度与大气环境平均温度之差小于20℃时止。测温频率：在温度上升阶段每2小时测一次，温度下降阶段每4小时测一次,温度稳定阶段每4小时测一次；应同时测量大气温度。
通过对测定的温度数据进行计算、分析，及时指导现场砼养生。一般地，可通过调节冷却水流量、进出水口温差等方法来调控砼内部温度；通过改变砼表面养生方法来调控砼表层温度。
测定砼上升的峰值及其达到所需的时间，定期记录冷却水管进、出水口的温度，绘制砼内部温度变化曲线。根据观测结果确定冷却水管通水量、通水时间和蓄热养护时间等，以降低砼的内外温差。
b、水流监控
一般地，冷却水流量的大小会影响冷却管进、出口水的温差，影响冷却水和砼之间的热交换，从而影响砼内部温度的变化,因此，有必要对冷却水的流量、流速、冷却管进出口的水温进行监控；水流监控时间及监控频率应与承台砼温度监控同步。
c、承台砼温度控制标准见下表
承台砼温度混凝土控制标准
3.注意事项
a、应注意拆模时间，使拆模后砼的强度足以抵抗温度应力。承台拆模条件：砼强度达到设计值的75%以上且砼表面和内部温差不大于25℃。
b、若在砼养护过程中拆除模板，应选择在白天气温较高的时段进行，以防止砼表面直接接触冷空气骤然降温。
c、冷却水管注浆：承台砼停止通水养护后，将冷却水管伸出承台顶面的部分割除，剩余部分则压注水泥浆封孔；封孔前用高压空气将水管内的残余水压出，并吹干冷却水管，然后用压浆机向水管内压注水泥浆封闭管路；水泥浆的配合比应经过试验确定，其强度不得低于承台砼的设计强度。
d、大体积混凝土配合比的设计尽量利用混凝土强度56d或者90d的后期强度，以达到减少水泥用量降低水化热的要求，但同时必须考虑满足设计荷载。
e、大体积混凝土最好采用分层浇注。分层厚度一般为30cm~50cm这样可以加速对混凝土的散热，减少混凝土硬化中的水化热，降低内外温差，避免温差应力引起的裂缝，为了解决分层施工浇注混凝土施工缝的问题可以在底板中间放置钢筋网片，既能保证两层混凝土之间的有机结合力又能抵抗混凝土本身的收缩力，这对大体积混凝土基础底板来说必不可少的，对防止裂缝的发生起着非常重要的作用。
4.结语
裂缝是混凝土结构中的普遍现象，在大体积混凝土结构中尤为明显。6号索塔承台混凝土浇筑从配合比设计到过程控制、后期养护均有针对性的制定了施工方案，并且在施工过程中加以严格控制，有效的控制了裂缝的产生，达到了预期的效果。随着科学的进步，相信混凝土的裂缝控制技术将会更加先进和完善，裂缝问题将会得到更好的解决。
参考文献:
[1]王梦铁.建筑物的裂缝控制.上海科学技术出版社.1993.
[2]鞠丽艳.混凝土裂缝抑制措施的研究进展，混凝土，2002.5
[3]《混凝土配合比设计规程》JGJ55-2011。
[4]罗彬大体积混凝土裂缝分析与预防措施，铁道建筑2.5.1