大體積混凝土基礎(chǔ)底板容易產(chǎn)生裂縫的原因和預(yù)防措施

黃振興

（溫州華邦混凝土有限公司，浙江　溫州　325000）

大體積混凝土基礎(chǔ)底板容易產(chǎn)生裂縫的原因和預(yù)防措施

黃振興

（溫州華邦混凝土有限公司，浙江溫州325000）

本文通過數(shù)個實際工程案列，例舉了大體積混凝土基礎(chǔ)底板產(chǎn)生裂縫的種類，分析了裂縫產(chǎn)生的原因，提出了預(yù)防裂縫產(chǎn)生的措施。

大體積混凝土；基礎(chǔ)底板；裂縫

0　前言

大體積混凝土基礎(chǔ)底板常常容易出現(xiàn)惱人的裂縫，其形態(tài)多種多樣，有影響混凝土外觀質(zhì)量的淺表裂縫，也有會開裂到鋼筋層、引起鋼筋銹蝕而影響混凝土壽命的較深裂縫，更有影響混凝土抗?jié)B性能、導(dǎo)致基礎(chǔ)底板滲水的貫穿裂縫。這些裂縫產(chǎn)生的原因也多種多樣，有因混凝土澆筑過程中施工工藝不對產(chǎn)生的裂縫，有混凝土澆筑完畢后沒有按規(guī)范養(yǎng)護產(chǎn)生的裂縫，也有混凝土配合比設(shè)計和原材料使用存在問題產(chǎn)生的裂縫。因此，我們要事先根據(jù)混凝土澆筑和施工工藝、混凝土澆筑的環(huán)境條件、混凝土的配合比和所用的原材料提前分析出可能產(chǎn)生裂縫的環(huán)節(jié)，并采取相應(yīng)的預(yù)防措施，才能保證施工質(zhì)量，澆筑出無裂縫的優(yōu)質(zhì)混凝土基礎(chǔ)底板。

1　裂縫的種類、產(chǎn)生的原因和應(yīng)該采取的預(yù)防措施

1.1淺表裂縫產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施

某工程一次性澆筑1500 立方混凝土基礎(chǔ)底板，局部厚1.5米，澆筑完畢施工人員刮平混凝土后立即覆蓋塑料薄膜，并覆蓋保溫材料保溫，次日混凝土終凝后，發(fā)現(xiàn)混凝土表面有許多深度不到1cm、長度5～20cm 的雜亂無章裂縫。

經(jīng)過工地施工人員和混凝土公司技術(shù)人員的認(rèn)真分析，發(fā)現(xiàn)裂縫產(chǎn)生的主要原因是，施工人員在混凝土初凝前刮平混凝土后，沒有等到快初凝時，進行二次抹面，沒有消除混凝土凝固時通常會產(chǎn)生的塑性收縮裂縫。

找到原因后立即采取措施。該工程第二次澆筑時，混凝土刮平后，沒有立即覆蓋塑料薄膜，而是等到即將初凝（人可以站上混凝土，沒有明顯腳印時），先用機器抹面，然后人工再抹一次，抹完后立即覆蓋塑料布保濕和覆蓋保溫材料保溫，就沒有再發(fā)生這種淺表裂縫。

1.2淺表“雞爪紋和龜裂” 產(chǎn)生的原因及預(yù)防措施

某工程澆筑1800 立方混凝土基礎(chǔ)底板，澆筑完畢施工人員刮平混凝土后立即覆蓋塑料薄膜，并覆蓋保溫材料保溫，次日混凝土終凝后，發(fā)現(xiàn)局部混凝土表面有許多深度不到1cm、長度5～20cm 的“雞爪紋”和圈狀“龜裂”。

經(jīng)過工地施工人員和混凝土公司技術(shù)人員的認(rèn)真分析，發(fā)現(xiàn)了裂縫產(chǎn)生的主要原因：第一個與上面產(chǎn)生淺表裂縫的原因相同，施工人員在混凝土初凝前刮平混凝土后，沒有等到快初凝時，進行二次抹面，沒有消除混凝土凝固時通常會產(chǎn)生的塑性收縮裂縫。第二個原因是，混凝土澆筑時坍落度太大（220～230mm），混凝土和易性還不好，有離析跑漿情況。第三個原因是施工人員振搗混凝土?xí)r間過長，導(dǎo)致混凝土表面浮漿過多，這從覆蓋塑料薄膜的施工人員的腳印上可以看出，深3～4cm 的腳印邊緣敲開后看到的都是浮漿，看不到粗、細(xì)骨料；施工人員沒有按要求刮除浮漿，導(dǎo)致混凝土表層3～4cm 全是浮漿，沒有骨料，使得混凝土表層收縮過大，就產(chǎn)生了許多深度不到1cm，長度5～20cm 的“雞爪紋”和圈狀“龜裂”。

知道了原因，第二次澆筑時，采取了以下措施：首先混凝土坍落度控制在160～180mm，混凝土和易性調(diào)整到比較好的狀態(tài)；其次施工人員按要求振搗，沒有過振；第三，抹面時刮除局部過多的浮漿混凝土，刮平后，沒有立即覆蓋塑料薄膜，而是等到即將初凝（人可以站上混凝土，沒有明顯腳印時），先用機器抹面，然后人工再抹一次，抹完后立即覆蓋塑料布保濕和覆蓋保溫材料保溫，就沒有再發(fā)生這種裂縫。隨后的幾次澆筑嚴(yán)格按上述步驟施工后，也沒有再發(fā)生這種裂縫。

1.3沿鋼筋網(wǎng)的網(wǎng)格狀裂縫

某工程一次性澆筑2800 立方混凝土基礎(chǔ)底板，但由于種種原因施工速度緩慢，開始澆筑的混凝土已經(jīng)過了終凝，還有將近三分之一的混凝土沒有澆筑。地泵管直接鋪設(shè)在鋼筋網(wǎng)上，沒有做任何固定，隨著混凝土的不斷輸送，泵管在鋼筋網(wǎng)上不斷的跳動。雖然施工單位認(rèn)真做了二次抹面，抹完面后按規(guī)范要求覆蓋塑料薄膜和保溫材料保溫、保濕養(yǎng)護，但是澆筑完畢第三天后發(fā)現(xiàn)，先澆筑的將近二分之一混凝土表面出現(xiàn)了沿鋼筋網(wǎng)的網(wǎng)狀裂縫。

經(jīng)過分析，施工單位和混凝土公司的技術(shù)人員一致認(rèn)為，這種裂縫是由于先澆筑的混凝土雖然嚴(yán)格進行了二次抹面，消除了混凝土凝固時必然產(chǎn)生的收縮裂縫，并且抹完面后按規(guī)范要求覆蓋塑料薄膜和保溫材料保溫、保濕養(yǎng)護，但是由于地泵管在澆筑剩余混凝土?xí)r，不斷跳動的地泵管對已經(jīng)過了終凝、但還沒有強度的混凝土下的鋼筋網(wǎng)進行了擾動，不斷晃動的鋼筋網(wǎng)拉開了已經(jīng)凝固沒有裂縫、但也沒有強度的混凝土，在混凝土表面形成了沿鋼筋網(wǎng)的網(wǎng)狀裂縫。

原因發(fā)現(xiàn)后，采取了以下措施：用鋼管固定混凝土泵管，并離開鋼筋網(wǎng)約30cm，盡量減少輸送混凝土?xí)r泵管的跳動對鋼筋網(wǎng)的擾動，同時加快施工速度，盡量在混凝土終凝前完成這塊基礎(chǔ)底板的澆筑。由于采取了正確的方法，此次澆筑的大體積基礎(chǔ)底板和隨后澆筑的數(shù)次大體積基礎(chǔ)底板都沒有產(chǎn)生類似的裂縫。

此類裂縫還常見于較薄的樓板（一般10～15cm），混凝土澆筑完畢后，過了終凝、但還沒有強度時，過早上人踩踏、甚至過早上荷載（吊上鋼筋、鋼管、鋼模等），都會擾動鋼筋網(wǎng)，產(chǎn)生沿鋼筋網(wǎng)的網(wǎng)狀裝裂縫。所以，施工單位不要為了趕工期，過早擾動沒有強度、或強度很低的混凝土；而應(yīng)該等混凝土有了一定強度以后，再進行下一道工序，這樣才能保證混凝土質(zhì)量。

1.4混凝土澆筑完畢后第四天出現(xiàn)數(shù)道較長裂縫

某工程一次性澆筑3200 立方混凝土基礎(chǔ)底板，局部大承臺厚4m，大部分承臺厚1.2m、板厚60cm。施工單位是上市公司，施工質(zhì)量很好，混凝土嚴(yán)格按規(guī)范分層澆筑，初凝前、后先用機器抹面，然后人工收面，完全消除了混凝土凝固時產(chǎn)生的微細(xì)收縮裂縫；抹完面后，立即覆蓋塑料薄膜；然后在澆筑面外延用砂漿砌筑5cm 高攔水壩；混凝土終凝后立即在澆筑面上灌滿水，保證混凝土表面有3～5cm 水，進行蓄水養(yǎng)護。前三天在嚴(yán)格的養(yǎng)護條件下，混凝土表面一條裂縫都沒有。但是，在第四天施工單位為了趕工期，撤除了所有養(yǎng)護，開始下一道工序，混凝土表面直接裸露在環(huán)境中，下午混凝土就陸續(xù)產(chǎn)生幾道較長裂縫，裂縫的數(shù)量和裂縫的長度不斷增加。第五天混凝土公司接到通知后到達工地，發(fā)現(xiàn)裂縫已經(jīng)形成，雖然較長，但是深度較淺，只有1cm 左右；同時發(fā)現(xiàn)混凝土表面溫度很高，手摸上去都是熱的，用溫度計測得混凝土表面溫度39℃；另外還發(fā)現(xiàn)，混凝土表面有積水處冒著熱氣。

經(jīng)過施工單位和混凝土公司技術(shù)人員認(rèn)真分析后，認(rèn)為在澆筑完畢前三天、施工單位按規(guī)范要求養(yǎng)護時，沒有裂縫出現(xiàn)，這充分說明混凝土沒有任何問題。從第四天開始施工單位因為趕工期而撤除養(yǎng)護后混凝土出現(xiàn)裂縫，并且裂縫隨著時間的推移，逐漸增多、加長。其原因主要有兩條：首先，撤除養(yǎng)護后，混凝土表面逐漸失水，處于干燥狀態(tài)，混凝土澆筑完畢第五天，混凝土公司技術(shù)人員接到施工單位通知到達現(xiàn)場后，與施工單位技術(shù)人員在現(xiàn)場做了試驗，將一瓶水倒到干燥的混凝土上時，混凝土發(fā)出“吱、吱”聲，并冒著氣泡，水很快被混凝土吸收掉，充分說明此時混凝土處在嚴(yán)重缺水狀態(tài)，混凝土的干縮應(yīng)力非常大；其次，此次澆筑的混凝土是大體積混凝土基礎(chǔ)底板，按規(guī)律，水化放熱峰值會出現(xiàn)在澆筑完畢的第3～4天，此時混凝土中心溫度會達到70～80℃。澆筑完畢第四天最高溫度為19℃，最低氣溫為9℃，第五天最高溫度為15℃，最低氣溫為11℃，這兩天無論最高氣溫還是最低氣溫，與混凝土中心溫度之差都大大超過了國家規(guī)范規(guī)定的“不得大于25℃”的規(guī)定，裸露的混凝土表面，受環(huán)境溫度較低的影響，急劇降溫，導(dǎo)致溫差應(yīng)力非常大。而此時施工單位已經(jīng)撤除養(yǎng)護，混凝土就裸露在環(huán)境中，沒有任何保溫養(yǎng)護措施。

所以，雙方一致認(rèn)為，混凝土澆筑完畢第四天施工單位撤除養(yǎng)護出現(xiàn)的裂縫，是干縮應(yīng)力與溫差應(yīng)力共同造成的。施工單位沒有按照國家規(guī)范明確要求的“抗?jié)B混凝土要濕養(yǎng)14天，大體積混凝土要有保溫措施，并緩慢降溫”措施施工，是導(dǎo)致此次混凝土澆筑完畢第四天后產(chǎn)生裂縫的主要原因。

準(zhǔn)確地分析裂縫產(chǎn)生的原因，采取了正確的措施后，將蓄水保濕、保溫養(yǎng)護時間延長到7天，隨后幾次澆筑的大體積混凝土基礎(chǔ)底板，就再也沒有產(chǎn)生裂縫。

1.5坡道上出現(xiàn)的橫向裂縫

某地下隧道坡道澆筑2000 立方混凝土，兩臺泵同時澆筑，一臺從坡道底部開始澆筑，另一臺從坡道頂部開始澆筑，其它施工程序和養(yǎng)護措施都符合要求。但是第二天發(fā)現(xiàn)，坡道上端（三分之一以上）出現(xiàn)了許多道橫向裂縫，而三分之一以下的坡道下部卻沒有任何裂縫。

經(jīng)過經(jīng)過施工單位和混凝土技術(shù)公司技術(shù)人員認(rèn)真分析后，認(rèn)為三分之一以下的坡道下部沒有任何裂縫，說明混凝土本身及混凝土施工沒有問題，否則會都出現(xiàn)裂縫。坡道上端（三分之一以上）出現(xiàn)了許多道橫向裂縫主要原因是，從坡道頂部澆筑的混凝土受到重力的影響，在混凝土凝固前和凝固后但還沒有強度時，有一個向下滑動的力，由于是從上往下澆筑，下方的混凝土是新鮮混凝土，不能阻止上方混凝土向下滑動，于是就拉開了混凝土，形成了裂縫。

原因找到后，采取的措施是，都從底部往上澆筑混凝土。由于采取了正確的施工方法，隨后隧道的幾十次澆筑，就再也沒有出現(xiàn)這種裂縫。

有坡度的混凝土橋面板施工時，也容易出現(xiàn)類似問題，必須從坡度低處往上澆筑，才能避免出現(xiàn)裂縫。

1.6混凝土配合比設(shè)計不當(dāng)、砂率過大、砂過細(xì)出現(xiàn)的裂縫

某工程澆筑3000 立方大體積混凝土基礎(chǔ)底板，施工單位施工、養(yǎng)護程序嚴(yán)格按規(guī)范進行，但是第二天發(fā)現(xiàn)塑料薄膜覆蓋下的混凝土出現(xiàn)了許多較長、較深裂縫。

經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，問題主要出在混凝土公司，首先配合比中水泥用量過大、膠材用量過多，導(dǎo)致混凝土水化熱過多；其次，混凝土公司盲目追求混凝土和易性，砂率設(shè)計過大；第三，所用砂過細(xì)。這些因素都導(dǎo)致了混凝土收縮過大，所有的施工措施都無法消除收縮應(yīng)力，從而產(chǎn)生了裂縫。

了解原因后，混凝土公司及時調(diào)整了配合比和所用的原材料，在保證強度和耐久性的前提下盡可能少用水泥和膠材；在保證和易性的前提下，盡可能降低砂率；選用細(xì)度2.5左右的中粗砂。采取了以上正確措施后，后續(xù)澆筑的混凝土就沒有再出現(xiàn)大面積裂縫。

1.7溫差過大出現(xiàn)的較長、較深溫差裂縫

某工程在海邊建風(fēng)力發(fā)電設(shè)施，混凝土基礎(chǔ)都是5000立方左右的大體積混凝土。施工期間恰是北方的冬季，最高氣溫零下8℃、最低氣溫零下23℃，氣候條件異常惡劣，非常不利于大體積混凝土的溫差控制，容易產(chǎn)生溫差裂縫。施工單位也非常重視，澆筑第一個基礎(chǔ)時，澆筑完畢、抹完面后，立即用塑料薄膜覆蓋，并覆蓋兩層棉被。但是第二天發(fā)現(xiàn)，大風(fēng)將部分棉被吹開，混凝土表面出現(xiàn)了許多道較長、較深的裂縫。

施工單位和混凝土公司技術(shù)人員，達成了共識，這毫無疑問就是溫差裂縫。找到原因后，立即采取如下措施：在基礎(chǔ)中布設(shè)冷卻水管，在基礎(chǔ)邊緣砌筑比基礎(chǔ)最高點高10cm 擋水墻，將冷卻水管出水口溫度高達50℃ 以上的水引到混凝土表面，蓄水養(yǎng)護；同時，用帆布搭建帳篷作為擋風(fēng)設(shè)施。采取了正確措施，消除了產(chǎn)生溫差裂縫的因素，隨后澆筑的幾十個風(fēng)電基礎(chǔ)都沒有產(chǎn)生溫差裂縫。

裂縫的種類很多，成因也很復(fù)雜，有的是多種原因疊加在一起，上面列舉的僅僅是其中一部分典型裂縫。還有許多種裂縫，要靠現(xiàn)場施工技術(shù)人員不斷發(fā)現(xiàn)，不斷根據(jù)裂縫成因采取相應(yīng)的預(yù)防措施，才能澆筑出優(yōu)質(zhì)的混凝土。

2　施工單位澆筑大體積混凝土建議采取的預(yù)防裂縫措施

（1）同一塊基礎(chǔ)底板盡量使用同一家混凝土公司的混凝土，如果需要選擇兩家以上混凝土公司時，所有參與混凝土供應(yīng)的廠家必須使用相同的配合比、使用相同的原材料，避免因為配合比不同、或原材料不同導(dǎo)致混凝土凝固和收縮不同步而產(chǎn)生裂縫。

（2）混凝土公司的配合比應(yīng)該在保證混凝土強度和耐久性前提下盡可能少用水泥、少用膠材，并選用低水化熱水泥；在保證和易性的前提下盡可能降低砂率；以減少混凝土的收縮裂縫。

（3）混凝土坍落度不要過大，應(yīng)該控制在160～180mm，和易性要好，不得泌水跑漿，避免浮漿過多和收縮過大產(chǎn)生裂縫。

（4）澆筑時應(yīng)該分層連續(xù)澆筑，使混凝土均勻上升，不得產(chǎn)生冷縫，避免交界處混凝土凝結(jié)時間不一致而產(chǎn)生裂縫。

（5）按需要澆筑的混凝土數(shù)量組織好泵車和罐車數(shù)量及混凝土澆筑速度，要保證在混凝土初凝前完成澆筑，避免已凝固、但還沒有強度的混凝土受到擾動而產(chǎn)生裂縫。

（6）混凝土的攤鋪厚度不要大于50cm，不要在同一處連續(xù)布料，也不要振動逼漿布料，更不能過振，以免混凝土表面浮漿過多而產(chǎn)生裂縫。

（7）混凝土澆筑到標(biāo)高、刮平時，要刮除浮漿，避免浮漿過多導(dǎo)致混凝土表層收縮過大而產(chǎn)生裂縫。

（8）抹面時要掌握好抹面時機，一定要在混凝土初凝時（人站在混凝土上沒有明顯腳印時）抹面，過早抹面，混凝土在初凝時還會產(chǎn)生收縮裂縫，所以過早抹面是無效的，無法消除混凝土凝固時產(chǎn)生的收縮裂縫；過晚抹面，混凝土過了初凝就抹不動了，裂縫已經(jīng)形成，無法消除。抹面必須兩次，先機器抹面，再用人工二次抹面，徹底消除混凝土凝固時產(chǎn)生的收縮裂縫。

（9）抹完面后立即覆蓋塑料薄膜，保濕養(yǎng)護。

（10）覆蓋好塑料薄膜后，建議沿混凝土結(jié)構(gòu)邊緣砌筑5cm 高砂漿擋水小壩，在混凝土終凝后，立即在混凝土表面灌滿水，使混凝土表面保持3～5cm 水，這樣既壓住塑料薄膜，又能給正在不斷水化的混凝土補充水分，起到保濕養(yǎng)護的作用；同時由于水是熱的不良導(dǎo)體，可以起到隔熱保溫的效果，一舉三得。這已經(jīng)在許多工地上得到驗證，是成本最低效果最好的保濕、保溫養(yǎng)護措施。混凝土的養(yǎng)護時間要嚴(yán)格按國家規(guī)范要求保濕、保溫養(yǎng)護14天。

（11）混凝土拆模后要采取抗寒、抗劇烈干燥等措施，避免溫差裂縫和干縮裂縫的產(chǎn)生。

（12）當(dāng)大體積混凝土最小尺寸大于或等于3.5m 時，要在混凝土內(nèi)部布設(shè)冷卻水管，以降低混凝土內(nèi)部溫度；同時將排出的溫度較高的水澆到混凝土表面，蓄水養(yǎng)護，控制好混凝土內(nèi)外溫差不大于國家規(guī)范規(guī)定的25℃，防止溫差裂縫的產(chǎn)生。

3　結(jié)語

優(yōu)質(zhì)的混凝土實體是混凝土供應(yīng)商和施工單位共同努力的結(jié)晶，混凝土供應(yīng)商首先要提供合格的混凝土，施工單位要知道混凝土供應(yīng)商運送到現(xiàn)場的混凝土，僅僅是半成品，需要施工單位嚴(yán)格按國家規(guī)范精心施工，才能打造優(yōu)質(zhì)的工程。

［通訊地址］浙江省溫州市鹿城輕工業(yè)園區(qū)盛昌路1號溫州華邦混凝土有限公司（325000）

Causes and preventive measures of crack in massive concrete foundation slab

Huang Zhenxing
(Wenzhou Huabang Concrete Co., Ltd., ZhejiangWenzhou325000)

Through a number of practical engineering case, this paper gave some examples of the foundation slab of mass concrete crack types, analyzed the causes of cracks, and put forward the preventive measures of crack.

massive concrete; foundation slab; crack

黃振興（1964—），總工程師，從事混凝土行業(yè)26年，參加過高鐵、地鐵、幾十座大型橋梁高強度、高性能混凝土的生產(chǎn)和供應(yīng)，在國家級混凝土專業(yè)期刊發(fā)表論文20 多篇。