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摘 要：在工程施工中大体积混凝土裂缝是经常发生，为了保证施工质量，必须加强对大体积混凝土裂缝成因和补救措施的控制。本文就大体积混凝土施工裂缝成因進行了系统的分析，并提出了大体积混凝土施工的断裂缝补救措施，在工程施工中应该做好施工原材料的控制，配比合理的混凝土，规范的施工方案等措施是减少大体积混凝土裂缝的技术保证和施工基础。
关键词：大体积混凝土；基础施工；裂缝成因；对策
中图分类号：TU37文献标识码： A
引言
近年来，我国经济高速发展，基础设施建设大规模开展，很多大型水坝、特大型桥梁工程等日益增多，大体积混凝土应用越来越广。在应用大体积混凝土的工程中，经常会出现很多裂缝，这对建筑物结构的整体性、安全性及耐久性会产生很大的影响。因此，减少大体积混凝土裂缝是大型工程建设中至关重要的一环。
一、我国大体积混凝土的相关概述
我国GB50496-2009大体积混凝土施工规范中对大体积混凝土定义为：混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体积混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。在美国，将大体积混凝土定义为：在任何就地浇筑的大体积混凝土结构中，其尺寸大小及采取措施有效解决由于水化热问题导致的体积变形，以最大限度来减少开裂现象。在日本，将大体积混凝土定义为:混凝土结构断面的最小尺寸必须在80cm以上，且由于水化热问题引起的混凝土内部最高温度与外界温差预计会超过25℃。研究表明，大体积混凝土裂缝的产生主要是由于结构变形化导致的，包括温度、收缩、不均匀沉降等多种影响因素。在混凝土结构中，当体积变形受到约束产生的应力超过其当时的抗拉强度时(见图1)，就引起裂缝。
图（1）混凝土温度应力分布
在大体积混凝土裂缝中，按照深度的不同，可分为贯穿裂缝、深层裂缝和表面裂缝三种(见图2)。在混凝土结构中，表面裂缝在受到载荷等因素影响下，发展成为深层裂缝，再形成贯穿裂缝。在这三种裂缝中，贯穿裂缝的危害性最严重，它切断了结构断面，破坏结构的整体性和稳定性的可能性极大。部分深层裂缝切断了混凝土结构的断面，危害性次之。表面裂缝是混凝土结构中最常见的，一般危害性较小。在混凝土结构中，出现裂缝并不是绝对的会影响结构安全。混凝土结构在建设和使用过程中，出现了不同程度的裂缝，这是一个普遍现象。在大面积混凝土结构中，无害裂缝只要稍加处理，结构仍可正常使用。有害裂缝，特别是贯穿全断面的结构性裂缝，会给结构带来质量隐患，一定要加以控制，否则，将影响工程建设的质量和使用寿命。在现代建筑施工中，大体积混凝土经常涉足。在基础工程中，如混凝土底板、深梁、厚大的桩基承台等;还有在上部结构中，如巨型柱、高层建筑的转换梁或板、防辐射结构等。
图（2）混凝土裂缝类型
二、大体积混凝土裂缝成因的分析
1、水泥水化热导致温度差的影响
水泥水化热形成的温度差，多发生在混凝土升温阶段，主要是混凝土浇筑初期。混凝土浇筑后，水泥水化热反应会在混凝土内部产生大量的热，无法及时散发出去，以至于越积越高，使得混凝土内部温度迅速升高。在混凝土结构外露表面，其热量容易散发。这样，就在混凝土内外部形成温度差(见图3)。同时，施工时遇到外界气温下降较大时，也会使得内外温差增大。在混凝土结构中，温度差形成温度应力，温差越大，应力越大。当温度应力超过混凝土当时的抗拉强度时，会产生表面裂缝。
2、约束条件的影响
由于约束条件导致的贯穿裂缝多发生在混凝土降温阶段。在混凝土浇筑初期，水化热现象会使得混凝土内部温度升高，产生的变形由于受到模板等约束的影响，就会产生约束应力。混凝土浇筑完成后，温度继续上升，使得混凝土产生膨胀变形，受到的约束会使混凝土内部产生压应力。当混凝土浇筑一段时间后，内部温度下降，在混凝土内部又会产生拉应力。当产生的各种应力超过混凝土当时的抗拉强度时，便会产生裂缝。
3、混凝土收缩变形的影响
研究表明，混凝土结构中80%左右的水分是要蒸发的。当混凝土中的水分蒸发时，混凝土体积就会收缩。同时，混凝土结构中的水泥量，混合料配合比，掺加的外加剂，采用的施工工艺，后期的养护等都会对混凝土的收缩产生影响。混凝土收缩产生收缩应力，当收缩应力超过混凝土当时的抗拉强度时，就会形成收缩裂缝。
4、其他因素
混凝土混合料中，水泥不合格或骨料的含泥量过多时，也会在混凝土表面产生龟裂。施工中，混凝土坍落度和掺加的外加剂不同及混凝土密实度的不同，也可能使得混凝土内部形成局部应力集中，产生裂缝。可以看出，大体积混凝土结构裂缝的产生，受到施工温度，原材料质量，配合比设计，约束程度、养护条件等多种因素的影响。
三、解决大体积混凝土施工裂缝的对策
只有对裂缝产生原因进行全面系统的分析与总结才能抓住关键，对其裂缝做到及时预防和处治，为大体积混凝土浇筑工程施工质量提供可靠的保证基础和依据。
1、大体积混凝土施工方面采取的裂缝控制措施
控制混合料出机温度和浇筑温度。这是进行裂缝控制的一个重要措施。在施工中，石子及水的温度对混合料出机温度影响最大，可采用加冰拌和来降低混合料出机温度。在施工现场，可采用对砂石料遮阳覆盖等措施。采用管道输送时，可采用对草袋包裹的管道洒水降温等措施；在混凝土内部预埋冷却水管，通以循环水控制混凝土内部最高温升；改善混凝土施工工艺和进行施工质量控制。在施工中，推广施工新技术，提高混凝土抗压强度等措施。施工中的二次振捣工艺利于增加混凝土结构的密实度，最高可提高混凝土抗压强度约 20%;二次投料砂浆裹石或净浆裹石工艺对防止水分集中，控制水膜在石子表面的形成十分有利，提高抗压强度约 10%。
2、对大体积混凝土水泥的品种及用量选择
大体积混凝土浇筑中水泥释放温度的速度快慢取决于水泥中矿物成分组成和比例，水泥中铝酸三钙矿物是造成混凝土发热速率快和发热量最大成因，水泥中的其它成分还有硅酸三钙、硅酸二钙和铁铝酸四钙也会造成混凝土发热。在混凝土的浇筑过程中水泥的颗粒越细造成发热速率也会越快，但是对混凝土的发热总量不会又任何影响。
3、大体积混凝土裂缝成因中温度的控制
大体积混凝土浇筑施工中减少混凝土中的水泥的使用量，可以改善骨料级配比，优化浇筑混凝土配比可以在大体积浇筑混凝土中掺入粉煤灰，但要注意粉煤灰量的使用，可以增加浇筑混凝土的密实度帮助提高混凝土的抗渗能力，改善大体积浇筑混凝土断裂缝成因，降低大体积混凝土的最终收缩值。在大体积混凝土浇筑施工中利用粉煤灰作混凝土的掺合料，可以大大降低大体积混凝土的水泥水化热引起的浇筑混凝土内部温度上升，从一定程度上提高了浇筑混凝土的后期强度及其抗裂极限能力。此外，还需加强对其温度的检测，在大体积混凝土施工以及养护时，对混凝土结构的内部温度、表面温度进行监测，根据监测结果及时调整养护策略，确保温控指标。一般是在混凝土内部测温点上埋设测温片或采用埋设钢管的简易测温方法。
4、大体积混凝土施工裂缝成因中对贯穿性裂缝的预防
在大体积混凝土浇筑施工中，贯穿裂缝是最常见的一种裂缝，贯穿裂缝是由大体积混凝土表面裂缝逐渐发展为深层裂缝的一种间接性裂缝，情况严重的会最终形成大体积混凝土贯穿性裂缝，在形成的过程中切断了大体积混凝土结构的断面，贯穿性裂缝可能会破坏整个浇筑结构的整体性和稳定性，其对整个工程结构造成的危害非常严重，一旦出现贯穿裂缝，要想恢复大体积混凝土结构的整体性就相当困难，所以在大体积混凝土浇筑过程中应时刻注意防止贯穿裂缝的发生。
5、大体积混凝土养护的措施
大体积混凝土后期养护是进行裂缝控制的重要环节。大体积混凝土养护的主要内容是防止混凝土表面快速失水，对大体积混凝土养护还可以补充由于混凝土早期水化失去的水分，对水泥水化的进行的混凝土路面、桥面或地面施工是非常有利的。在大体积混凝土浇筑中塑性收缩裂缝是长期困扰的工程施工的问题，以往混凝土的泌水量很大需要采取二次收缩后才开始养护，为了防止塑性收缩裂缝现在基本使用的都是没有泌水的混凝土浇筑。在施工过程中，覆盖养护是最常用的保温保湿养护方法，一般采用薄膜覆盖，或者草袋、麦杆、烂草席、麻袋片、编织布等浇水养护等，一般不少于15天。在长期的施工中人们也一直在摸索如何更早地开始大体积混凝土养护工作，以保障工程的质量和安全性。
结束语
在大体积混凝土裂缝控制上，只要做好混凝土配合比设计，严格施工并做好质量控制，重视混凝土养护，同步监测并控制好混凝土温度，以避免混凝土有害裂缝的产生，从而确保混凝土结构的整体性、耐久性和安全性。
参考文献
[1]徐大洋.大体积混凝土产生裂缝的原因及防治措施[J].江西建材,2011(07):66-68.
[2]贺飞鹏.关于大体积混凝土施工温度和裂缝的控制[J].现代营销,2012(08):36-37.
[3]梁涛.浅析桥梁工程中大体积混凝土裂缝的原因与防治[J].黑龙江科技信息,2009(13):129.
关键词：大体积混凝土；基础施工；裂缝成因；对策
中图分类号：TU37文献标识码： A
引言
近年来，我国经济高速发展，基础设施建设大规模开展，很多大型水坝、特大型桥梁工程等日益增多，大体积混凝土应用越来越广。在应用大体积混凝土的工程中，经常会出现很多裂缝，这对建筑物结构的整体性、安全性及耐久性会产生很大的影响。因此，减少大体积混凝土裂缝是大型工程建设中至关重要的一环。
一、我国大体积混凝土的相关概述
我国GB50496-2009大体积混凝土施工规范中对大体积混凝土定义为：混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于1m的大体积混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。在美国，将大体积混凝土定义为：在任何就地浇筑的大体积混凝土结构中，其尺寸大小及采取措施有效解决由于水化热问题导致的体积变形，以最大限度来减少开裂现象。在日本，将大体积混凝土定义为:混凝土结构断面的最小尺寸必须在80cm以上，且由于水化热问题引起的混凝土内部最高温度与外界温差预计会超过25℃。研究表明，大体积混凝土裂缝的产生主要是由于结构变形化导致的，包括温度、收缩、不均匀沉降等多种影响因素。在混凝土结构中，当体积变形受到约束产生的应力超过其当时的抗拉强度时(见图1)，就引起裂缝。
图（1）混凝土温度应力分布
在大体积混凝土裂缝中，按照深度的不同，可分为贯穿裂缝、深层裂缝和表面裂缝三种(见图2)。在混凝土结构中，表面裂缝在受到载荷等因素影响下，发展成为深层裂缝，再形成贯穿裂缝。在这三种裂缝中，贯穿裂缝的危害性最严重，它切断了结构断面，破坏结构的整体性和稳定性的可能性极大。部分深层裂缝切断了混凝土结构的断面，危害性次之。表面裂缝是混凝土结构中最常见的，一般危害性较小。在混凝土结构中，出现裂缝并不是绝对的会影响结构安全。混凝土结构在建设和使用过程中，出现了不同程度的裂缝，这是一个普遍现象。在大面积混凝土结构中，无害裂缝只要稍加处理，结构仍可正常使用。有害裂缝，特别是贯穿全断面的结构性裂缝，会给结构带来质量隐患，一定要加以控制，否则，将影响工程建设的质量和使用寿命。在现代建筑施工中，大体积混凝土经常涉足。在基础工程中，如混凝土底板、深梁、厚大的桩基承台等;还有在上部结构中，如巨型柱、高层建筑的转换梁或板、防辐射结构等。
图（2）混凝土裂缝类型
二、大体积混凝土裂缝成因的分析
1、水泥水化热导致温度差的影响
水泥水化热形成的温度差，多发生在混凝土升温阶段，主要是混凝土浇筑初期。混凝土浇筑后，水泥水化热反应会在混凝土内部产生大量的热，无法及时散发出去，以至于越积越高，使得混凝土内部温度迅速升高。在混凝土结构外露表面，其热量容易散发。这样，就在混凝土内外部形成温度差(见图3)。同时，施工时遇到外界气温下降较大时，也会使得内外温差增大。在混凝土结构中，温度差形成温度应力，温差越大，应力越大。当温度应力超过混凝土当时的抗拉强度时，会产生表面裂缝。
2、约束条件的影响
由于约束条件导致的贯穿裂缝多发生在混凝土降温阶段。在混凝土浇筑初期，水化热现象会使得混凝土内部温度升高，产生的变形由于受到模板等约束的影响，就会产生约束应力。混凝土浇筑完成后，温度继续上升，使得混凝土产生膨胀变形，受到的约束会使混凝土内部产生压应力。当混凝土浇筑一段时间后，内部温度下降，在混凝土内部又会产生拉应力。当产生的各种应力超过混凝土当时的抗拉强度时，便会产生裂缝。
3、混凝土收缩变形的影响
研究表明，混凝土结构中80%左右的水分是要蒸发的。当混凝土中的水分蒸发时，混凝土体积就会收缩。同时，混凝土结构中的水泥量，混合料配合比，掺加的外加剂，采用的施工工艺，后期的养护等都会对混凝土的收缩产生影响。混凝土收缩产生收缩应力，当收缩应力超过混凝土当时的抗拉强度时，就会形成收缩裂缝。
4、其他因素
混凝土混合料中，水泥不合格或骨料的含泥量过多时，也会在混凝土表面产生龟裂。施工中，混凝土坍落度和掺加的外加剂不同及混凝土密实度的不同，也可能使得混凝土内部形成局部应力集中，产生裂缝。可以看出，大体积混凝土结构裂缝的产生，受到施工温度，原材料质量，配合比设计，约束程度、养护条件等多种因素的影响。
三、解决大体积混凝土施工裂缝的对策
只有对裂缝产生原因进行全面系统的分析与总结才能抓住关键，对其裂缝做到及时预防和处治，为大体积混凝土浇筑工程施工质量提供可靠的保证基础和依据。
1、大体积混凝土施工方面采取的裂缝控制措施
控制混合料出机温度和浇筑温度。这是进行裂缝控制的一个重要措施。在施工中，石子及水的温度对混合料出机温度影响最大，可采用加冰拌和来降低混合料出机温度。在施工现场，可采用对砂石料遮阳覆盖等措施。采用管道输送时，可采用对草袋包裹的管道洒水降温等措施；在混凝土内部预埋冷却水管，通以循环水控制混凝土内部最高温升；改善混凝土施工工艺和进行施工质量控制。在施工中，推广施工新技术，提高混凝土抗压强度等措施。施工中的二次振捣工艺利于增加混凝土结构的密实度，最高可提高混凝土抗压强度约 20%;二次投料砂浆裹石或净浆裹石工艺对防止水分集中，控制水膜在石子表面的形成十分有利，提高抗压强度约 10%。
2、对大体积混凝土水泥的品种及用量选择
大体积混凝土浇筑中水泥释放温度的速度快慢取决于水泥中矿物成分组成和比例，水泥中铝酸三钙矿物是造成混凝土发热速率快和发热量最大成因，水泥中的其它成分还有硅酸三钙、硅酸二钙和铁铝酸四钙也会造成混凝土发热。在混凝土的浇筑过程中水泥的颗粒越细造成发热速率也会越快，但是对混凝土的发热总量不会又任何影响。
3、大体积混凝土裂缝成因中温度的控制
大体积混凝土浇筑施工中减少混凝土中的水泥的使用量，可以改善骨料级配比，优化浇筑混凝土配比可以在大体积浇筑混凝土中掺入粉煤灰，但要注意粉煤灰量的使用，可以增加浇筑混凝土的密实度帮助提高混凝土的抗渗能力，改善大体积浇筑混凝土断裂缝成因，降低大体积混凝土的最终收缩值。在大体积混凝土浇筑施工中利用粉煤灰作混凝土的掺合料，可以大大降低大体积混凝土的水泥水化热引起的浇筑混凝土内部温度上升，从一定程度上提高了浇筑混凝土的后期强度及其抗裂极限能力。此外，还需加强对其温度的检测，在大体积混凝土施工以及养护时，对混凝土结构的内部温度、表面温度进行监测，根据监测结果及时调整养护策略，确保温控指标。一般是在混凝土内部测温点上埋设测温片或采用埋设钢管的简易测温方法。
4、大体积混凝土施工裂缝成因中对贯穿性裂缝的预防
在大体积混凝土浇筑施工中，贯穿裂缝是最常见的一种裂缝，贯穿裂缝是由大体积混凝土表面裂缝逐渐发展为深层裂缝的一种间接性裂缝，情况严重的会最终形成大体积混凝土贯穿性裂缝，在形成的过程中切断了大体积混凝土结构的断面，贯穿性裂缝可能会破坏整个浇筑结构的整体性和稳定性，其对整个工程结构造成的危害非常严重，一旦出现贯穿裂缝，要想恢复大体积混凝土结构的整体性就相当困难，所以在大体积混凝土浇筑过程中应时刻注意防止贯穿裂缝的发生。
5、大体积混凝土养护的措施
大体积混凝土后期养护是进行裂缝控制的重要环节。大体积混凝土养护的主要内容是防止混凝土表面快速失水，对大体积混凝土养护还可以补充由于混凝土早期水化失去的水分，对水泥水化的进行的混凝土路面、桥面或地面施工是非常有利的。在大体积混凝土浇筑中塑性收缩裂缝是长期困扰的工程施工的问题，以往混凝土的泌水量很大需要采取二次收缩后才开始养护，为了防止塑性收缩裂缝现在基本使用的都是没有泌水的混凝土浇筑。在施工过程中，覆盖养护是最常用的保温保湿养护方法，一般采用薄膜覆盖，或者草袋、麦杆、烂草席、麻袋片、编织布等浇水养护等，一般不少于15天。在长期的施工中人们也一直在摸索如何更早地开始大体积混凝土养护工作，以保障工程的质量和安全性。
结束语
在大体积混凝土裂缝控制上，只要做好混凝土配合比设计，严格施工并做好质量控制，重视混凝土养护，同步监测并控制好混凝土温度，以避免混凝土有害裂缝的产生，从而确保混凝土结构的整体性、耐久性和安全性。
参考文献
[1]徐大洋.大体积混凝土产生裂缝的原因及防治措施[J].江西建材,2011(07):66-68.
[2]贺飞鹏.关于大体积混凝土施工温度和裂缝的控制[J].现代营销,2012(08):36-37.
[3]梁涛.浅析桥梁工程中大体积混凝土裂缝的原因与防治[J].黑龙江科技信息,2009(13):129.