劉翠芳 淮安市水利勘測設計研究院有限公司

水工大體積混凝土的原材料主要包括水泥、粉煤灰、外加劑等，這些材料的性質對施工質量有很大的影響；同時，在使用過程中，由于混凝土自身的收縮變形和干燥度的變化，會導致其內部應發(fā)生變化，從而產(chǎn)生較大的溫度差，使大體積混凝土出現(xiàn)裂縫。

1.大體積混凝土裂縫破壞方式

（1）拆模前，表面出現(xiàn)麻面、蜂窩麻面，且沒有及時修補，導致大體積混凝土的強度和耐久性降低，從而產(chǎn)生裂縫。（2）在拆模后，由于溫度變化，模板和鋼筋之間的粘結力下降，使混凝土內部的應力發(fā)生變化，當混凝土的抗拉強度達到一定值時，就會發(fā)生大體積混凝合物的開裂。（3）當混凝土的內外溫差超過了規(guī)定的數(shù)值時，就會引起水泥石的膨脹而開裂。（4）在施工過程中，如果不對其進行合理的養(yǎng)護，則容易造成裂縫的擴展或蔓延。（5）在澆筑前，應先用塑料布等覆蓋基層，并做好防凍措施，防止雨水滲透，再澆筑。但實際情況往往與設計圖紙上的要求不符，因而不能有效的預防裂縫的發(fā)展或擴大。

2.水工結構大體積混凝土裂縫成因

影響混凝土開裂的主要因素是混凝土的早期齡期，在這個階段，混凝土中的水泥、砂石和水的用量是決定其使用性能的重要因素。（1）混凝土的早期齡期，在整個工程施工過程中，都會受到溫度的影響和其他的外界環(huán)境的變化而產(chǎn)生溫度應力，這些應力會對構件造成一定的傷害；（2）混凝土的初始養(yǎng)護，由于養(yǎng)護時間過長，容易出現(xiàn)干縮裂縫，并且隨著澆筑的進行而逐漸變大，從而使其強度降低，最終導致裂縫的形成；（3）當混凝土的入模，它本身的抗拉抗壓性也會隨之減弱，當它的抗壓能力達到最大時，就可能發(fā)生裂縫，此時裂縫的寬度越大，就有越寬的傾向性，進而使裂縫的長度越來越短，這也是為什么大體積混凝的收縮性越好，所以說，如果不采取有效的措施來控制，就有可能引起大體積的結構破壞。

3.水工結構大體積混凝土裂縫控制處理策略

3.1 施工監(jiān)控量測

為了保證工程質量，在施工過程中，需要對混凝土的溫度、收縮率和澆筑時間等進行有效的監(jiān)測與控制[3]。在施工前，要對混凝土的原材料和配合比、振搗方法及振實程度等情況做詳細的了解并計算，確保各項參數(shù)都符合設計要求。同時還應注意的是，在澆筑完成后，要及時的做好養(yǎng)護工作，以防止由于天氣原因導致的砼開裂。

①對于大體積混凝土，其內部的溫差較大，且其自身的抗壓能力較差，因此必須采取保溫措施。②當外部環(huán)境較惡劣時，應采用保濕的方式來降低內外部的溫差，以避免大體積混凝土的表面出現(xiàn)裂縫。③當外界的熱源無法滿足上述條件時，可以使用覆蓋的辦法將裂縫的一部分封堵。但是如果是室外的熱源，則需考慮是否有遮擋物，以免影響到后續(xù)的養(yǎng)護。此外還需設置遮陽棚，以便于后期的維護保養(yǎng)。

3.2 實橋澆筑

實橋澆筑是在橋墩上利用灌注法進行的灌注施工，在完成澆筑后，將其與混凝土拌和均勻，然后通過泵送系統(tǒng)將其輸送至現(xiàn)場，并按照設計要求對其施加壓力，使混凝土達到一定的強度后，再對其養(yǎng)護。

由于水工結構大體積混凝土的自重較大，因此，為了控制大體積混凝土的質量和耐久性，需要采取有效措施來控制裂縫的產(chǎn)生及發(fā)展。首先要保證孔道內的泥漿比重相對較高，并且要嚴格控制水泥用量，避免因為水泥用量過少而導致大體積混凝合物的收縮現(xiàn)象。其次，在梁段設置專門的鋼筋籠，以防止出現(xiàn)梁端開裂。最后，對于預埋件的預留孔，必須確?？椎赖某叽绶舷嚓P規(guī)范，同時也要注意及時的清理干凈，以免影響后期的結構使用。

3.3 大體積混凝土裂縫控制處理

對大體積混凝土裂縫進行控制的關鍵在于施工質量，所以要嚴格控制好原材料的配制比例，在選擇水泥時，要選用低熱水泥，保證其含水量，同時也要控制好攪拌過程中的溫度和時間避免由于混凝土內外溫差過大而產(chǎn)生裂縫。

在澆筑前，應先對模板的尺寸和位置等因素重新計算，確保其具有足夠的剛度，防止出現(xiàn)應力集中現(xiàn)象。還可以采用分層澆筑法，將混凝土的厚度、寬度等參數(shù)作為依據(jù)，使其保持均勻，以減少因溫差變化而引起的裂縫開裂。還可采取適當?shù)谋卮胧?，使大體積混凝土的內部結構表面的保溫和降阻，以降低大體積混凝合物的收縮變形。對于水化熱較高的工程項目，應盡量延長冷卻水管的使用期限，并加強散熱設施的建設；在冬季時，可通過增加水管的方式來減小水溫的波動幅度。

3.4 工程設計

工程設計是對工程建設的總體布局、建筑造和地基基礎的設計和計算。其目的是實現(xiàn)預期的目標和任務，滿足用戶的需求并節(jié)約資源，提高效益。在整個施工過程中，應根據(jù)實際情況，充分考慮各種因素，合理安排，使各方面的協(xié)調與配合得到最大化。

①混凝土結構設計的主要內容包括:確定混凝土的配筋率、配筋率及最佳的澆筑方案，選擇合適的泵送設備，保證混凝土的質量；進行現(xiàn)場試驗，分析出設計方案的優(yōu)缺點，提出改進措施。②在完成了泵送系統(tǒng)的設計后，還需要對泵的性能參數(shù)等相關數(shù)據(jù)的驗證與優(yōu)化，以確保其具有良好的使用效果。③為達到上述的要求，就必須嚴格按照規(guī)范的標準來執(zhí)行，并做好相應的記錄工作。此外，還要注意后期的維護管理，防止由于不按規(guī)定的程序而導致的一些問題。還需建立起完善的檢查制度，及時發(fā)現(xiàn)其中存在的漏洞或不足，以便采取有效的解決方法。

3.5 水工結構大體積混凝土干縮控制

混凝土的干縮是在施工過程中由于溫度變化而產(chǎn)生的收縮變形，而水化熱的主要來源就是混凝土內部的水分和外界熱量的交換作用。在實際的工程應用中，需要根據(jù)具體的情況進行分析，對其結構的尺寸、材料選擇、配比等因素要有一定的考慮與控制。

①對于大體積混凝土來說，其澆筑后的表面會出現(xiàn)大量的空洞和麻點，這些都是大體積混凝合物的缺陷；②當水的用量較少時，就容易造成大體積混凝土的開裂，此時應該對其結構的厚度以及澆筑后的強度做適當?shù)恼{整；③當水的用量較大時，因為水量的影響導致的大體積混凝土的內力也會隨之增大，從而使應力增加，所以要采取必要的措施來避免裂縫的發(fā)生；④如果是在夏季，那么就要注意到溫差的問題了，特別是冬季，要做好保溫工作，防止低溫凍傷。同時還要加強養(yǎng)護，保證砼的質量達標。

3.6 溫度場

溫度是影響混凝土結構性能的重要因素，在大體積混凝土施工中，由于溫差較大，混凝土內部的溫度較高，而外部環(huán)境的溫差又比較小，因此，在大體積混凝土的澆筑過程中，必須控制好內外溫差，以保證工程質量。

①對水箱內的水管進行合理布置，并設置必要的隔熱措施，以避免散熱困難。②對水箱 的管道系統(tǒng)的設計和安裝，要嚴格按照相關規(guī)范要求，做好防腐、防銹等工作，確保其不會被腐蝕。同時還要注意防止水流沖刷，造成堵塞。③對于保溫和冷卻的材料也要格外重視，因為它的抗凍性較差，所以其容易發(fā)生凍脹，從而導致產(chǎn)生裂縫。

圖1 一種超長大體積混凝土構件裂縫的控制方法 與流程

4.結語

本文以水工結構為研究對象，重點分析了水工結構大體積混凝土的特點及原因，并提出了相應的預防措施。通過對其的抗裂性能，耐久性，耐水性等方面的試驗與檢測，總結出一套適合于本工程的防裂體系。從而使企業(yè)能夠更好的保證員工的人身財產(chǎn)的安全性以及穩(wěn)定性。同時也為社會的和諧穩(wěn)定提供一定的幫助作用。