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摘要：本文从施工角度分析大体积混凝土温度裂缝产生的原因及影响因素，通过工程实践，探讨如何采取有效措施，来降低大体积混凝土内部温升，有效控制混凝土温度裂缝的产生，以保证大体积混凝土的施工质量。
关键词：大体积混凝土；温度裂缝；组织；控制
中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：
前言
近年来，各种大型建筑的建设不断涌现。这些大型建筑施工质量的优劣就显得相当重要。然而，由于大型建筑的结构特殊，施工技术难度大，较易引发许多影响使用安全的质量隐患，如施工裂缝、受力变形等，特别是大体积混凝土结构物，施工裂缝问题尤为突出。大体积混凝土出现的一般裂缝问题，不是力学上的结构问题，而是由于温度变化而产生的裂缝，导致混凝土的抗渗、抗裂、抗侵蚀性能下降，影响整个结构的耐久性。因此，提高大体积混凝土施工质量管理水平显得尤为重要。何谓大体积混凝土？按照有关规范、学著的规定，基本认为：结构物最小断面尺寸达到80cm以上、由水化热所引起的混凝土内最高温度与外界环境气温之差超过25℃时的混凝土，均称为大体积混凝土。大体积混凝土较其他一般混凝土相比，有着以下特征：结构较为笨重厚实、施工技术要求高、混凝土量大等特点。由于其独特的施工特性，使其容易出现不同程度的裂缝，影响工程质量。本人分析大体积混凝土温度裂缝产生的原因及影响因素，提出了一系列针对性较强的防裂措施和控温办法，取得了良好的效果。
工程概况
某工程，总建筑面积62137m²，采用现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构。该工程地下室底板厚650mm，长×宽约为53m×82.7m，承台高度约在1600mm以上，底板与承台混凝土总量约8000m³，混凝土强度等级为C35S8。由于本工程施工过程中采取了多方面防裂施工技术，养护期满后通过验收，混凝土内实外光，质量良好，未发现裂缝。
施工裂缝的成因分析
3.1 温度裂缝
（1）水泥水化热的影响。大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚焦在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。
（2）外界气温变化的影响。大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化，当气温骤降时，会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。
（3）混凝土收缩的影响。混凝土中约20%的水分是水泥硬化所必须的，而约80%的水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩，容易产生裂缝。
3.2 材料原因
（1）粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。
（2）骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大。
（3）混凝土外加剂、掺和料选择不当或掺量不当。
（4）水泥品种原因。
（5）水泥等级及混凝土强度等级原因。
3.3 混凝土配合比设计原因
（1）设计中水泥等级或品种选用不当。
（2）单方水泥用量越大、用水量越多，表现为坍落度越大，收缩就越大。
（3）配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离析、泌水、保水性不良，增加收缩值。
（4）配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。
3.4 施工现场操作原因
（1）现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生。
（2）缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝。
（3）对水化热计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位。
（4）现场养护措施不到位。
4、施工方案的确定
本工程经综合分析比较后制订了详细的作业方案，这些方案包含了混凝土施工的全过程，包括选择混凝土组成材料、施工安排、浇筑前后混凝土的温度控制和保温保湿养护等等。
4.1 施工前技术措施的落实
4.1.1 施工配合比确定
（1）精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下，采用“三低（低砂率、低塌落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则。
（2）水泥的选择：本工程选用普通42.4﹟硅酸盐水泥。
（3）骨料的选择：本工程根据施工条件，选用粒径较大、质量优良、级配良好的0.5～3cm连续级配碎石。在选择细骨料时，本工程选用不含有机质的中、粗河砂（砂、石含泥量≤1%）。
（4）掺加适量的掺合料和混凝土外加剂：本工程的配合比选用缓凝高效FDN型减水剂（其减水率在18%左右），掺入0.5%，改善了和易性，坍落度最大达到180mm，满足泵送要求；采用UEA膨胀剂，等量取代水泥10%，膨胀率大，含碱量低、需水量少，混凝土坍落度好控制、抗裂能力强；粉煤灰采用Ⅰ或Ⅱ级粉煤灰，这两级粉煤灰活性好能替代部分水泥用量，掺量为10%。
（5）搅拌用水：必须采用自来水，局部较大体积的混凝土用水，用冰块先降温然后再用来搅拌混凝土，可以有效地降低混凝土的入模温度。
4.1.2 分层分块划分施工段
第1段与第2段以后浇带为界进行分块，第2段与第3段以中央简体深坑与基础底板落差大进行水平分层，达到减少浇筑厚度来降低混凝土的中心绝对温度。为确保底板的整体性、抗渗性，采取在水平分层施工缝处增设双道钢板止水片，表面混凝土面凿毛，凿入深度达到骨料露出1/3为宜。
4.2 浇筑工艺方案
（1）浇筑方法：采用“斜面分层、薄层浇筑、循序退打、一次到底”连续施工的方法。根据划分的3个施工段，底板混凝土浇捣布置三个输送混凝土管道，每个管道控制十多米宽度范围为一区域，每个区域配备一个振捣小组，每个振捣小组由8名振捣工配5条软轴振动器（不包括备用）组成，所形成的浇筑带前后略有错位，形成阶梯式分层退打局面，以提高泵送工效，简化混凝土泌处理，确保上下层混凝土的结合。
（2）振捣：根据混凝土泵送时自然形成的流淌斜坡度，在每条浇筑带前、中、后各布置3道振动器，第1道布置在混凝土卸料点，负责出管混凝土的振捣，使之顺利通过面筋流入底层；第2道设置在混凝土的中间部位，负责斜面混凝土的密實；第3道设置在坡脚及底层钢筋处，因底层钢筋间距较密，负责混凝土流入下层钢筋底部，确保下层钢筋混凝土的振捣密实。振捣工人振捣方向为：下层垂直于浇筑方向自下而下，上层振捣自上而下，严格控制振动棒移动的距离、插入深度、振捣时间，避免各浇筑带交接处的漏振。
（3）泌水处理：由于流动的混凝土在浇筑过程中，上涌的泌水和浆水顺着混凝土坡脚流淌到坑底，故我们采取的措施是在混凝土垫层施工时，使其施工成一定的坡度，使大量的泌水顺垫层坡度流入到周围的集水坑，通过污水泵排放到基坑外，当混凝土的坡脚接近后浇带、顶端模板或底板面标高时，我们要求振捣工人改变混凝土的浇筑方向，即由顶端往回浇筑，与斜坡面形成一个积水潭，用软管及时排除最后的泌水。
（4）表面处理：泵送混凝土由于强度高，表面水泥浆较厚，故在混凝土浇筑后至初凝前，应按初步标高进行拍打振实后用长木尺抹平，赶走表面泌水，初凝后至终凝前，用木楔打压实，紧跟着用铁抹刀光闭合收水裂缝。
4.3 混凝土温度控制与监测措施
4.3.1 控制温度裂缝的原则
采取“双控计算”措施，控制结构温度收缩应力在允许安全范围内以及控制内外温差在25℃范围内，以达到控制裂缝的出现。
4.3.2 温度裂缝的监测措施
（1）测温方法：本工程采用简易测温法，即在混凝土中预埋钢管，用玻璃温度计测温，钢管用Ф48mm脚手架管，底口焊铁板封死，上口高出混凝土面100mm,内放300mm高度水，用木塞封口。
（2）测温点布置：本工程只在深基坑承台内埋设测温点6个，每个测温点设深度不同的2个测孔，深度分别设在中部及距表面100mm处，分别测量中心最高温度和表面温度，测温管均露出混凝土表面120mm。
（3）测温工作在混凝土浇筑完毕后开始进行，采用普通玻璃棒温度计，测温频率按持续28d考虑。具体安排是：前3d，每2h测温1次；4～8d，每4h测温1次；9～15d，每6h测温1次；16～20d，每12h测温1次；21～28d，每24h测温1次。在前10d温差始终保持在8～12℃左右，远远低于不安全温差25℃，后18d温差保持在3℃左右，说明温差控制理想。
4．3.3 混凝土的保温保湿养护
本工程根据有关工程经验加之理论计算，采取塑料薄膜与草袋相间覆盖的方法，随混凝土的澆筑顺序，在每一段混凝土表面收关后，及时铺上塑料膜作为密封层，防止混凝土热量流失使之表面处于湿润，然后铺上草袋。根据测温报告数据，采用1层薄膜1层草袋，为防止气温骤变影响，在混凝土升温和早期降温过程中，有控制地加强保温层，在混凝土降温中期，为加快降温速率，采取白天抛开部分保温层，晚间加之覆盖的做法，混凝土降温后期则采取逐日抛开保温层的做法。
4.4 健全施工组织管理
（1）施工现场对商品混凝土要逐车进行检查，测定混凝土的坍落度和温度，检查混凝土量是否相符；同时严禁混凝土搅拌车在施工现场临时加水。
（2）试验部门设专人负责测温及保养的管理工作，发现问题应及时向项目技术负责人汇报。
（3）浇筑混凝土前应将基槽内的杂物清理干净。
（4）在浇筑混凝土过程中，混凝土浇筑应连续进行，间歇时间不得超过3～5h。严格按照施工组织设计的施工线路实施浇筑；在浇筑线路上，铺设临时操作脚手板，所有浇筑人员的工作原则上均应在脚手板上完成，以减少对钢筋网的踩踏次数，保证钢筋有效高度，而临时脚手板随浇筑区域的转移而移动。
（5）加强混凝土试块制作及养护的管理，试块拆模后及时编号并送入标养室进行养护。
5、结束语
大体积混凝土结构的施工技术与措施直接关系到混凝土结构的使用性能，只要材料选择、施工工艺以及后期的养护过程中能够充分考虑相关因素的影响，采取并切实落实针对性的施工措施，完全可以控制温度裂缝产生，保证大混凝土施工质量。
参考文献
[1]钢筋混凝土结构设计规范中国建筑工业出版社，1999.
[2]赵志缙、赵帆.高层建筑施工（第二版）中国建筑工业出版社，2005.
[3]叶琳昌、沈义.大体积混凝土施工中国建筑出版社，1987.
[4]段峥.现浇大体积混凝土裂缝的成因与防治，混凝土，2003.
[5]迟陪云.大体积混凝土开裂的起因及防裂措施，混凝土，2001.
关键词：大体积混凝土；温度裂缝；组织；控制
中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：
前言
近年来，各种大型建筑的建设不断涌现。这些大型建筑施工质量的优劣就显得相当重要。然而，由于大型建筑的结构特殊，施工技术难度大，较易引发许多影响使用安全的质量隐患，如施工裂缝、受力变形等，特别是大体积混凝土结构物，施工裂缝问题尤为突出。大体积混凝土出现的一般裂缝问题，不是力学上的结构问题，而是由于温度变化而产生的裂缝，导致混凝土的抗渗、抗裂、抗侵蚀性能下降，影响整个结构的耐久性。因此，提高大体积混凝土施工质量管理水平显得尤为重要。何谓大体积混凝土？按照有关规范、学著的规定，基本认为：结构物最小断面尺寸达到80cm以上、由水化热所引起的混凝土内最高温度与外界环境气温之差超过25℃时的混凝土，均称为大体积混凝土。大体积混凝土较其他一般混凝土相比，有着以下特征：结构较为笨重厚实、施工技术要求高、混凝土量大等特点。由于其独特的施工特性，使其容易出现不同程度的裂缝，影响工程质量。本人分析大体积混凝土温度裂缝产生的原因及影响因素，提出了一系列针对性较强的防裂措施和控温办法，取得了良好的效果。
工程概况
某工程，总建筑面积62137m²，采用现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构。该工程地下室底板厚650mm，长×宽约为53m×82.7m，承台高度约在1600mm以上，底板与承台混凝土总量约8000m³，混凝土强度等级为C35S8。由于本工程施工过程中采取了多方面防裂施工技术，养护期满后通过验收，混凝土内实外光，质量良好，未发现裂缝。
施工裂缝的成因分析
3.1 温度裂缝
（1）水泥水化热的影响。大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚焦在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。
（2）外界气温变化的影响。大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化，当气温骤降时，会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。
（3）混凝土收缩的影响。混凝土中约20%的水分是水泥硬化所必须的，而约80%的水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩，容易产生裂缝。
3.2 材料原因
（1）粗细集料含泥量过大，造成混凝土收缩增大。
（2）骨料粒径越细、针片含量越大，混凝土单方用灰量、用水量增多，收缩量增大。
（3）混凝土外加剂、掺和料选择不当或掺量不当。
（4）水泥品种原因。
（5）水泥等级及混凝土强度等级原因。
3.3 混凝土配合比设计原因
（1）设计中水泥等级或品种选用不当。
（2）单方水泥用量越大、用水量越多，表现为坍落度越大，收缩就越大。
（3）配合比设计中砂率、水灰比选择不当造成混凝土和易性偏差，导致混凝土离析、泌水、保水性不良，增加收缩值。
（4）配合比设计中混凝土膨胀剂掺量选择不当。
3.4 施工现场操作原因
（1）现场浇捣混凝土时，振捣或插入不当，漏振、过振或振捣棒抽撤过快，均会影响混凝土的密实性和均匀性，诱导裂缝的产生。
（2）缺少两次抹面，易产生表面收缩裂缝。
（3）对水化热计算不准、现场混凝土降温及保温工作不到位。
（4）现场养护措施不到位。
4、施工方案的确定
本工程经综合分析比较后制订了详细的作业方案，这些方案包含了混凝土施工的全过程，包括选择混凝土组成材料、施工安排、浇筑前后混凝土的温度控制和保温保湿养护等等。
4.1 施工前技术措施的落实
4.1.1 施工配合比确定
（1）精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好工作性的情况下，采用“三低（低砂率、低塌落度、低水胶比）二掺（掺高效减水剂和高性引气剂）一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则。
（2）水泥的选择：本工程选用普通42.4﹟硅酸盐水泥。
（3）骨料的选择：本工程根据施工条件，选用粒径较大、质量优良、级配良好的0.5～3cm连续级配碎石。在选择细骨料时，本工程选用不含有机质的中、粗河砂（砂、石含泥量≤1%）。
（4）掺加适量的掺合料和混凝土外加剂：本工程的配合比选用缓凝高效FDN型减水剂（其减水率在18%左右），掺入0.5%，改善了和易性，坍落度最大达到180mm，满足泵送要求；采用UEA膨胀剂，等量取代水泥10%，膨胀率大，含碱量低、需水量少，混凝土坍落度好控制、抗裂能力强；粉煤灰采用Ⅰ或Ⅱ级粉煤灰，这两级粉煤灰活性好能替代部分水泥用量，掺量为10%。
（5）搅拌用水：必须采用自来水，局部较大体积的混凝土用水，用冰块先降温然后再用来搅拌混凝土，可以有效地降低混凝土的入模温度。
4.1.2 分层分块划分施工段
第1段与第2段以后浇带为界进行分块，第2段与第3段以中央简体深坑与基础底板落差大进行水平分层，达到减少浇筑厚度来降低混凝土的中心绝对温度。为确保底板的整体性、抗渗性，采取在水平分层施工缝处增设双道钢板止水片，表面混凝土面凿毛，凿入深度达到骨料露出1/3为宜。
4.2 浇筑工艺方案
（1）浇筑方法：采用“斜面分层、薄层浇筑、循序退打、一次到底”连续施工的方法。根据划分的3个施工段，底板混凝土浇捣布置三个输送混凝土管道，每个管道控制十多米宽度范围为一区域，每个区域配备一个振捣小组，每个振捣小组由8名振捣工配5条软轴振动器（不包括备用）组成，所形成的浇筑带前后略有错位，形成阶梯式分层退打局面，以提高泵送工效，简化混凝土泌处理，确保上下层混凝土的结合。
（2）振捣：根据混凝土泵送时自然形成的流淌斜坡度，在每条浇筑带前、中、后各布置3道振动器，第1道布置在混凝土卸料点，负责出管混凝土的振捣，使之顺利通过面筋流入底层；第2道设置在混凝土的中间部位，负责斜面混凝土的密實；第3道设置在坡脚及底层钢筋处，因底层钢筋间距较密，负责混凝土流入下层钢筋底部，确保下层钢筋混凝土的振捣密实。振捣工人振捣方向为：下层垂直于浇筑方向自下而下，上层振捣自上而下，严格控制振动棒移动的距离、插入深度、振捣时间，避免各浇筑带交接处的漏振。
（3）泌水处理：由于流动的混凝土在浇筑过程中，上涌的泌水和浆水顺着混凝土坡脚流淌到坑底，故我们采取的措施是在混凝土垫层施工时，使其施工成一定的坡度，使大量的泌水顺垫层坡度流入到周围的集水坑，通过污水泵排放到基坑外，当混凝土的坡脚接近后浇带、顶端模板或底板面标高时，我们要求振捣工人改变混凝土的浇筑方向，即由顶端往回浇筑，与斜坡面形成一个积水潭，用软管及时排除最后的泌水。
（4）表面处理：泵送混凝土由于强度高，表面水泥浆较厚，故在混凝土浇筑后至初凝前，应按初步标高进行拍打振实后用长木尺抹平，赶走表面泌水，初凝后至终凝前，用木楔打压实，紧跟着用铁抹刀光闭合收水裂缝。
4.3 混凝土温度控制与监测措施
4.3.1 控制温度裂缝的原则
采取“双控计算”措施，控制结构温度收缩应力在允许安全范围内以及控制内外温差在25℃范围内，以达到控制裂缝的出现。
4.3.2 温度裂缝的监测措施
（1）测温方法：本工程采用简易测温法，即在混凝土中预埋钢管，用玻璃温度计测温，钢管用Ф48mm脚手架管，底口焊铁板封死，上口高出混凝土面100mm,内放300mm高度水，用木塞封口。
（2）测温点布置：本工程只在深基坑承台内埋设测温点6个，每个测温点设深度不同的2个测孔，深度分别设在中部及距表面100mm处，分别测量中心最高温度和表面温度，测温管均露出混凝土表面120mm。
（3）测温工作在混凝土浇筑完毕后开始进行，采用普通玻璃棒温度计，测温频率按持续28d考虑。具体安排是：前3d，每2h测温1次；4～8d，每4h测温1次；9～15d，每6h测温1次；16～20d，每12h测温1次；21～28d，每24h测温1次。在前10d温差始终保持在8～12℃左右，远远低于不安全温差25℃，后18d温差保持在3℃左右，说明温差控制理想。
4．3.3 混凝土的保温保湿养护
本工程根据有关工程经验加之理论计算，采取塑料薄膜与草袋相间覆盖的方法，随混凝土的澆筑顺序，在每一段混凝土表面收关后，及时铺上塑料膜作为密封层，防止混凝土热量流失使之表面处于湿润，然后铺上草袋。根据测温报告数据，采用1层薄膜1层草袋，为防止气温骤变影响，在混凝土升温和早期降温过程中，有控制地加强保温层，在混凝土降温中期，为加快降温速率，采取白天抛开部分保温层，晚间加之覆盖的做法，混凝土降温后期则采取逐日抛开保温层的做法。
4.4 健全施工组织管理
（1）施工现场对商品混凝土要逐车进行检查，测定混凝土的坍落度和温度，检查混凝土量是否相符；同时严禁混凝土搅拌车在施工现场临时加水。
（2）试验部门设专人负责测温及保养的管理工作，发现问题应及时向项目技术负责人汇报。
（3）浇筑混凝土前应将基槽内的杂物清理干净。
（4）在浇筑混凝土过程中，混凝土浇筑应连续进行，间歇时间不得超过3～5h。严格按照施工组织设计的施工线路实施浇筑；在浇筑线路上，铺设临时操作脚手板，所有浇筑人员的工作原则上均应在脚手板上完成，以减少对钢筋网的踩踏次数，保证钢筋有效高度，而临时脚手板随浇筑区域的转移而移动。
（5）加强混凝土试块制作及养护的管理，试块拆模后及时编号并送入标养室进行养护。
5、结束语
大体积混凝土结构的施工技术与措施直接关系到混凝土结构的使用性能，只要材料选择、施工工艺以及后期的养护过程中能够充分考虑相关因素的影响，采取并切实落实针对性的施工措施，完全可以控制温度裂缝产生，保证大混凝土施工质量。
参考文献
[1]钢筋混凝土结构设计规范中国建筑工业出版社，1999.
[2]赵志缙、赵帆.高层建筑施工（第二版）中国建筑工业出版社，2005.
[3]叶琳昌、沈义.大体积混凝土施工中国建筑出版社，1987.
[4]段峥.现浇大体积混凝土裂缝的成因与防治，混凝土，2003.
[5]迟陪云.大体积混凝土开裂的起因及防裂措施，混凝土，2001.