摘要：簡要介紹地下室大體積混凝土結構裂縫產生的原因；提出預防和減少混凝土裂縫的一般方法。
關鍵詞：大體積混凝土裂縫產生原因 ；預防 ；控制 ；施工措施
一 前言
隨著現代社會不斷發展，高層建筑越來越多，體形越來越復雜，由于混凝土抗拉強度低、韌性差，以及在結硬過程中會產生收縮，因此混凝土結構很容易產生各種裂縫。大量的大體積混凝土的出現，對施工提出了更高的要求。如果由于設計，施工不當，會使大體積混凝土結構產生裂縫，導致滲漏，影響結構的耐久性,結構安全度降低，使建筑物不能正常使用。所以大體積混凝土的裂縫控制成為施工的主要問題，必須從根本上進行分析，來保證施工的質量。
二 大體積混凝土結構裂縫產生的主要原因
1 水泥水化熱引起的裂縫
高層建筑的基礎，通常體積比較大，一般實體最小尺寸大于或等于1m。由于混凝土體積大，表面系數相對較小，所以水泥發生的熱量聚集在結構內部不易散失。以至于越積越高，使內外溫差增大。單位時間混凝土釋放的水泥水化熱，與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關，并隨混凝土的齡期而增長。由于混凝土結構表面可以自然散熱，實際上內部的最高溫度，多數發生在澆筑后的最初3~5天。水泥水化反應后，反應產物的體積與剩余自由水體積之和小于反應前水泥礦物體積與水體積之和，就會形成水化反應收縮。
2 混凝土收縮引起的裂縫
混凝土在空氣中硬結時體積減小的現象稱為混凝土收縮。混凝土在不受外力的情況下的這種自發變形，受到外部約束時（支承條件、鋼筋等），將在混凝土中產生拉應力，使得混凝土開裂。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固結硬過程中產生的體積變化，后期主要是混凝土內部自由水分蒸發而引起的干縮變形。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態，還可以恢復膨脹并幾乎達到原有的體積。干濕交替會引起混凝土體積的交替變化，這對混凝土是很不利的。
3 外界氣溫濕度變化引起的裂縫
大體積混凝土結構在施工期間，外界氣溫的變化對大體積混凝土裂縫的產生起著很大的影響。混凝土內部的溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫升和結構的散熱溫度等各種溫度疊加之和組成。澆筑溫度與外界氣溫有著直接關系，外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也就會愈高；如果外界溫度降低則又會增加大體積混凝土的內外溫度梯度。如果外界溫度的下降過快，會造成很大的溫度應力，極其容易引發混凝土的開裂。另外外界的濕度對混凝土的裂縫也有很大的影響，外界的濕度降低會加速混凝土的干縮，也會導致混凝土裂縫的產生。
三 預防和控制大體積混凝土結構裂縫產生的措施
針對混凝土裂縫產生的幾個主要原因，在設計、施工中采取適當措施，就可以有效地預防和減少裂縫的發生。
1 優選混凝土各種原材料，精心設計混凝土配合比，減少水泥水化熱。
1）施工中盡量使用低熱或者中熱的礦渣硅酸鹽水泥、火山灰水泥等，并盡量降低混凝土中的水泥用量，以降低混凝土的溫升，提高混凝土硬化后的體積穩定性。為保證減少水泥用量后混凝土的強度和坍落度不受損失，可適度增加活性細摻料替代水泥。
2）在選擇粗骨料時，可根據施工條件，盡量選用粒徑較大、質量優良、級配良好的石子。既可以減少用水量，也可以相應減少水泥用量，還可以減小混凝土的收縮和泌水現象。在選擇細骨料時，采用平均粒徑較大的中粗砂，從而降低混凝土的干縮，減少水化熱量，對混凝土的裂縫控制有重要作用。
3）摻加適量粉煤灰，可減少水泥用量，從而達到降低水化熱的目的。摻加適量的減水劑，它可有效地增加混凝土的流動性，且能提高水泥水化率，增強混凝土的強度，從而可降低水化熱，同時可明顯延緩水化熱釋放速度。
4）設計合理混凝土配合比。在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應盡可能地降低混凝土的單位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水膠比）二摻（摻高效減水劑和高性能引氣劑）一高（高粉煤灰摻量）”的設計準則，使用高強、高韌性、中彈、低熱和高抗拉值的抗裂混凝土。
2 嚴格控制混凝土入模溫度
1）夏季施工時，在輸送泵送時采取降溫措施，以防入模混凝土溫度升高。冬季施工時，對結構厚度在1.0米以上的大體積混凝土一般宜在正溫攪拌和正溫澆注，并靠自身水化熱進行蓄熱保溫。
2）選擇較低溫度季節澆筑混凝土，避開炎熱天澆筑混凝土，對澆筑量不大的塊體安排在下午3：00以后或夜間澆筑。
3）摻加緩凝型減水劑，采取薄層澆筑，每層厚200～300mm，減緩澆筑強度，利用澆筑面散熱。
3 改善約束條件，削減溫度收縮應力
在底板外約束較大的部位可以考慮設置滑動層。以消除嵌固作用，釋放約束應力。對于超長的建筑，合理分縫分塊澆筑，在適當位置設置后澆帶和伸縮縫或者跳倉交叉施工，采用微膨脹混凝土等措施來克服變形。
4 從設計的角度加強混凝土自身的抗拉強度
在結構應力集中的部位，適當配置溫度、構造鋼筋，提高抗裂性能。在必須分段施工的水平施工縫部位，適當增大配筋率，設置暗梁，以減輕邊緣效應，提高抗拉伸強度，控制裂縫開展。
5 施工過程中的溫度控制
1）嚴格控制混凝土的澆筑速度，一次澆注的混凝土不可過高、過厚，以保證混凝土溫度均勻上升。保證振搗密實，嚴格控制振搗時間，移動距離和插入深度，嚴防漏振及過振。
2）合理安排混凝土澆注的順序，保證混凝土澆筑質量。以薄層連續澆注以利散熱，不出現冷鋒為原則。
3）砼養護是大體積砼施工中一項十分關鍵的工作。養護主要是保持適宜的溫度和濕度，以便控制混凝土內表溫差，促進混凝土強度的正常發展及防止混凝土裂縫的產生和發展。根據工程的具體情況，應盡可能多養護一段時間，拆模后應立即回土或在覆蓋保護，同時預防近期驟冷氣候影響，以控制內表溫差，防止混凝土早期和中期裂縫。大體積混凝土的養護，不僅要滿足強度增長的需要，還應通過人工的溫度控制，防止因溫度變形引起混凝土的開裂。
四 結束語
從以上分析可看出:大體積混凝土裂縫產生的影響因素比較復雜,也比較多。所以在設計方面，要積極采用先進技術，配合成熟的技術條件，在理論上提出可行的控制措施。在施工組織方面，要優化配合比設計，改善施工工藝，提高施工質量，采取各種有效技術措施，最終在實踐中減少結構裂縫的產生，以提高建筑物的安全性。
參考文獻：
[1] 《混凝土結構設計規范》GB50010-2002
[2] 《大體積混凝土工程施工技術規范》，DB33/T1024-2005,J10655-2005
[3] 《建筑地基與基礎施工手冊》(第二版)，江正榮主編
[4] 《高層建筑施工》（第二版）趙志縉，趙 帆，2005.1
[5] 《大體積混凝土施工》葉琳昌，沈 義，1987
[6] 《現澆大體積混凝土裂縫的成因與防治》段 崢，2003
[7] 《大體積混凝土開裂的起因及防裂措施》遲陪云，2001
關鍵詞：大體積混凝土裂縫產生原因 ；預防 ；控制 ；施工措施
一 前言
隨著現代社會不斷發展，高層建筑越來越多，體形越來越復雜，由于混凝土抗拉強度低、韌性差，以及在結硬過程中會產生收縮，因此混凝土結構很容易產生各種裂縫。大量的大體積混凝土的出現，對施工提出了更高的要求。如果由于設計，施工不當，會使大體積混凝土結構產生裂縫，導致滲漏，影響結構的耐久性,結構安全度降低，使建筑物不能正常使用。所以大體積混凝土的裂縫控制成為施工的主要問題，必須從根本上進行分析，來保證施工的質量。
二 大體積混凝土結構裂縫產生的主要原因
1 水泥水化熱引起的裂縫
高層建筑的基礎，通常體積比較大，一般實體最小尺寸大于或等于1m。由于混凝土體積大，表面系數相對較小，所以水泥發生的熱量聚集在結構內部不易散失。以至于越積越高，使內外溫差增大。單位時間混凝土釋放的水泥水化熱，與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關，并隨混凝土的齡期而增長。由于混凝土結構表面可以自然散熱，實際上內部的最高溫度，多數發生在澆筑后的最初3~5天。水泥水化反應后，反應產物的體積與剩余自由水體積之和小于反應前水泥礦物體積與水體積之和，就會形成水化反應收縮。
2 混凝土收縮引起的裂縫
混凝土在空氣中硬結時體積減小的現象稱為混凝土收縮。混凝土在不受外力的情況下的這種自發變形，受到外部約束時（支承條件、鋼筋等），將在混凝土中產生拉應力，使得混凝土開裂。在硬化初期主要是水泥石在水化凝固結硬過程中產生的體積變化，后期主要是混凝土內部自由水分蒸發而引起的干縮變形。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態，還可以恢復膨脹并幾乎達到原有的體積。干濕交替會引起混凝土體積的交替變化，這對混凝土是很不利的。
3 外界氣溫濕度變化引起的裂縫
大體積混凝土結構在施工期間，外界氣溫的變化對大體積混凝土裂縫的產生起著很大的影響。混凝土內部的溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱的絕熱溫升和結構的散熱溫度等各種溫度疊加之和組成。澆筑溫度與外界氣溫有著直接關系，外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也就會愈高；如果外界溫度降低則又會增加大體積混凝土的內外溫度梯度。如果外界溫度的下降過快，會造成很大的溫度應力，極其容易引發混凝土的開裂。另外外界的濕度對混凝土的裂縫也有很大的影響，外界的濕度降低會加速混凝土的干縮，也會導致混凝土裂縫的產生。
三 預防和控制大體積混凝土結構裂縫產生的措施
針對混凝土裂縫產生的幾個主要原因，在設計、施工中采取適當措施，就可以有效地預防和減少裂縫的發生。
1 優選混凝土各種原材料，精心設計混凝土配合比，減少水泥水化熱。
1）施工中盡量使用低熱或者中熱的礦渣硅酸鹽水泥、火山灰水泥等，并盡量降低混凝土中的水泥用量，以降低混凝土的溫升，提高混凝土硬化后的體積穩定性。為保證減少水泥用量后混凝土的強度和坍落度不受損失，可適度增加活性細摻料替代水泥。
2）在選擇粗骨料時，可根據施工條件，盡量選用粒徑較大、質量優良、級配良好的石子。既可以減少用水量，也可以相應減少水泥用量，還可以減小混凝土的收縮和泌水現象。在選擇細骨料時，采用平均粒徑較大的中粗砂，從而降低混凝土的干縮，減少水化熱量，對混凝土的裂縫控制有重要作用。
3）摻加適量粉煤灰，可減少水泥用量，從而達到降低水化熱的目的。摻加適量的減水劑，它可有效地增加混凝土的流動性，且能提高水泥水化率，增強混凝土的強度，從而可降低水化熱，同時可明顯延緩水化熱釋放速度。
4）設計合理混凝土配合比。在保證混凝土具有良好工作性的情況下，應盡可能地降低混凝土的單位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水膠比）二摻（摻高效減水劑和高性能引氣劑）一高（高粉煤灰摻量）”的設計準則，使用高強、高韌性、中彈、低熱和高抗拉值的抗裂混凝土。
2 嚴格控制混凝土入模溫度
1）夏季施工時，在輸送泵送時采取降溫措施，以防入模混凝土溫度升高。冬季施工時，對結構厚度在1.0米以上的大體積混凝土一般宜在正溫攪拌和正溫澆注，并靠自身水化熱進行蓄熱保溫。
2）選擇較低溫度季節澆筑混凝土，避開炎熱天澆筑混凝土，對澆筑量不大的塊體安排在下午3：00以后或夜間澆筑。
3）摻加緩凝型減水劑，采取薄層澆筑，每層厚200～300mm，減緩澆筑強度，利用澆筑面散熱。
3 改善約束條件，削減溫度收縮應力
在底板外約束較大的部位可以考慮設置滑動層。以消除嵌固作用，釋放約束應力。對于超長的建筑，合理分縫分塊澆筑，在適當位置設置后澆帶和伸縮縫或者跳倉交叉施工，采用微膨脹混凝土等措施來克服變形。
4 從設計的角度加強混凝土自身的抗拉強度
在結構應力集中的部位，適當配置溫度、構造鋼筋，提高抗裂性能。在必須分段施工的水平施工縫部位，適當增大配筋率，設置暗梁，以減輕邊緣效應，提高抗拉伸強度，控制裂縫開展。
5 施工過程中的溫度控制
1）嚴格控制混凝土的澆筑速度，一次澆注的混凝土不可過高、過厚，以保證混凝土溫度均勻上升。保證振搗密實，嚴格控制振搗時間，移動距離和插入深度，嚴防漏振及過振。
2）合理安排混凝土澆注的順序，保證混凝土澆筑質量。以薄層連續澆注以利散熱，不出現冷鋒為原則。
3）砼養護是大體積砼施工中一項十分關鍵的工作。養護主要是保持適宜的溫度和濕度，以便控制混凝土內表溫差，促進混凝土強度的正常發展及防止混凝土裂縫的產生和發展。根據工程的具體情況，應盡可能多養護一段時間，拆模后應立即回土或在覆蓋保護，同時預防近期驟冷氣候影響，以控制內表溫差，防止混凝土早期和中期裂縫。大體積混凝土的養護，不僅要滿足強度增長的需要，還應通過人工的溫度控制，防止因溫度變形引起混凝土的開裂。
四 結束語
從以上分析可看出:大體積混凝土裂縫產生的影響因素比較復雜,也比較多。所以在設計方面，要積極采用先進技術，配合成熟的技術條件，在理論上提出可行的控制措施。在施工組織方面，要優化配合比設計，改善施工工藝，提高施工質量，采取各種有效技術措施，最終在實踐中減少結構裂縫的產生，以提高建筑物的安全性。
參考文獻：
[1] 《混凝土結構設計規范》GB50010-2002
[2] 《大體積混凝土工程施工技術規范》，DB33/T1024-2005,J10655-2005
[3] 《建筑地基與基礎施工手冊》(第二版)，江正榮主編
[4] 《高層建筑施工》（第二版）趙志縉，趙 帆，2005.1
[5] 《大體積混凝土施工》葉琳昌，沈 義，1987
[6] 《現澆大體積混凝土裂縫的成因與防治》段 崢，2003
[7] 《大體積混凝土開裂的起因及防裂措施》遲陪云，2001
