徐文峰 XU Wen-feng；石雨 SHI Yu

（吉林省送變電工程公司，長(zhǎng)春 130021）

（Power Transmission and Transformation Engineering Company in Jilin Province，Changchun 130021，China）

0 引言

大體積混凝土國(guó)內(nèi)外有多種不同的定義，我國(guó)行業(yè)規(guī)范《GB 50496-2009大體積混凝土施工規(guī)范》對(duì)大體積混凝土作了如下定義：混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土。混凝土裂縫的出現(xiàn)將會(huì)使侵蝕性介質(zhì)非常容易進(jìn)入混凝土內(nèi)部，使鋼筋銹蝕，混凝土碳化，使混凝土的強(qiáng)度降低，進(jìn)而影響混凝土的耐久性，因此大體積混土裂縫的控制具有重要意義。

1 工程概況

皖電東送淮南至上海特高壓交流輸電示范工程一般線路工程（7標(biāo)）共有鐵塔基礎(chǔ)83基，其中灌注樁基礎(chǔ)54基，混凝土方量總計(jì)33520.6m3；柔性大板式基礎(chǔ)29基，混凝土方量總計(jì)6949.4m3（含墊層量），所有基礎(chǔ)的單基平均方量達(dá)200m3以上，依據(jù)《GB 50496-2009大體積混凝土施工規(guī)范》對(duì)大體積混凝土的定義，本標(biāo)段基礎(chǔ)為大體積混凝土基礎(chǔ)。

2 大體積混凝土裂縫成因

造成大體積混凝土出現(xiàn)裂縫的因素有很多，比如混凝土自身的因素、環(huán)境的因素、人為的因素等。自身的因素包括水泥水化放熱后混凝土降溫過(guò)程中產(chǎn)生的溫度裂縫、水泥漿硬化時(shí)體積收縮所產(chǎn)生的硬化收縮縫、混凝土干燥時(shí)產(chǎn)生的干縮縫等；環(huán)境的因素包括外界的約束、外界溫度升降使混凝土膨脹或收縮；人為的因素包括設(shè)計(jì)的不合理、混凝土配合比不當(dāng)、材料質(zhì)量不合格、施工質(zhì)量差等。在這些因素中，比較普遍且影響較大的有：混凝土因水泥水化放熱而升溫降溫、混凝土收縮、外界約束的存在等。

2.1 水泥水化熱因素分析 在水化過(guò)程中水泥會(huì)釋放出一定的熱量，由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)斷面較厚，熱量會(huì)聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部，造成內(nèi)外溫差增大。在后期降溫階段，將會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的溫度收縮，在這種情況下，很容易造成混凝土表面出現(xiàn)裂縫。

2.2 環(huán)境因素分析 環(huán)境的因素包括外界的約束、外界溫度升降使混凝土膨脹或收縮；大體積混凝土在施工階段，它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降，會(huì)大大增加內(nèi)外層混凝土溫差，這對(duì)大體積混凝土是極為不利的。溫度應(yīng)力是由于溫差引起溫度變形造成的；溫差愈大，溫度應(yīng)力也愈大。同時(shí)，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，混凝土內(nèi)部的最高溫度一般可達(dá)60-65℃，并且有較長(zhǎng)的延續(xù)時(shí)間。因此，應(yīng)采取溫度控制措施，防止混凝土內(nèi)外溫差引起的溫度應(yīng)力。

2.3 混凝土的收縮因素分析 混凝土收縮的主要原因是內(nèi)部水蒸發(fā)引起混凝土收縮。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態(tài)，還可以恢復(fù)膨脹并幾乎達(dá)到原有的體積。干濕交替會(huì)引起混凝土體積的交替變化，這對(duì)混凝土是很不利的。影響混凝土收縮的主要是水泥品種、混凝土配合比、外加劑和摻合料的品種以及施工工藝等。

3 大體積混凝土裂縫的危害

大體積混凝土一旦出現(xiàn)裂縫，將會(huì)使侵蝕性介質(zhì)非常容易進(jìn)入混凝土內(nèi)部，使鋼筋銹蝕，混凝土碳化，使混凝土的強(qiáng)度降低，進(jìn)而影響混凝土的耐久性。皖電東送淮南至上海特高壓交流輸電示范工程一般線路工程作為全國(guó)第一條雙回路特高壓交流輸電示范工程，其工程各項(xiàng)質(zhì)量工藝標(biāo)準(zhǔn)都代表著我國(guó)電力行業(yè)的最高水平，如果基礎(chǔ)工程中不能很好地控制大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生，將會(huì)給皖電東送特高壓線路的安全運(yùn)行埋下巨大陷患。

4 避免大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的控制措施

經(jīng)過(guò)上述分析，根據(jù)該工程基礎(chǔ)特點(diǎn)并結(jié)合以往大體積混凝土基礎(chǔ)施工經(jīng)驗(yàn)，為防止該工程大體積混凝土出現(xiàn)裂縫應(yīng)從以下幾個(gè)方面加以有效控制。

4.1 減小混凝土內(nèi)外溫差

4.1.1 降低水化熱升溫 大體積混凝土內(nèi)部的溫度上升是由于水泥水化反應(yīng)釋放熱量造成的，由于混凝土的導(dǎo)熱性差，使得熱量蓄積，因此，應(yīng)選擇低水化熱水泥，非早強(qiáng)水泥可以延緩水泥早期的水化放熱量，從而可以降低混凝土內(nèi)部的最高溫度。

4.1.2 降低混凝土入模溫度 為了降低混凝土內(nèi)部溫度的峰值，在水化熱溫升一定的情況下，控制混凝土出機(jī)溫度和入模溫度是有必要的，可以采用以下兩種方式進(jìn)行控制：①控制部分原材料的溫度。攪拌后混凝土熱量與攪拌前原材料所含熱量是相等的，要想控制混凝土的出機(jī)溫度就要從控制原材料的溫度入手。因?yàn)樯笆辖禍剌^困難，因此主要是采取措施降低水溫和水泥溫度。②控制混凝土運(yùn)輸和入模過(guò)程中的升溫。在夏季施工時(shí)，加強(qiáng)組織協(xié)調(diào)，縮短混凝土從出機(jī)到入模的時(shí)間。將泵送管路用濕麻袋覆蓋，防止日曬升溫，還可以在混凝土罐車的轉(zhuǎn)筒上澆水降溫。

4.1.3 加強(qiáng)保溫，控制混凝土內(nèi)外溫差 為了防止大體積混凝土表面溫度降速率太快，條件允許時(shí)應(yīng)該盡量延長(zhǎng)拆模時(shí)間。拆模以后也要盡快覆蓋保溫層，防止風(fēng)吹。正常施工時(shí)間的保溫，混凝土表面鋪設(shè)一層塑料薄膜，然后是一層麻袋。

4.2 減小約束應(yīng)力的措施 縮短混凝土的澆筑間歇期：混凝土的彈性約束應(yīng)力是降溫過(guò)程中由其自身收縮產(chǎn)生的。降溫速度越快，約束應(yīng)力越大，施工中通過(guò)測(cè)溫和采取保溫措施調(diào)整降溫速率，充分利用混凝土徐變特性產(chǎn)生的松弛效應(yīng)，避免裂縫的產(chǎn)生。

4.3 合理選擇混凝土材料及混凝土配合比 混凝土材料和混凝土配合比的合理選用可以使混凝土具有較大的抗裂能力。也就要求混凝土的絕熱溫升較小、抗拉強(qiáng)度較大、極限拉伸變形能力較大，線脹系數(shù)自生體積變形最好是微膨脹、低收縮。

4.3.1 合理選用水泥 混凝土主要考慮抗裂性能好，兼顧低熱和高強(qiáng)兩個(gè)方面的要求。水泥水化放熱是混凝土升溫的內(nèi)熱源，選用水化熱低的水泥，也就是降低了水化放熱，從而達(dá)到了降低混凝土的絕熱升溫的目的。優(yōu)先選用礦渣硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等。

4.3.2 選擇優(yōu)質(zhì)的混凝土外加劑 針對(duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)，為有效降低混凝土的收縮和溫度裂縫，在配合設(shè)計(jì)上采用優(yōu)質(zhì)的緩凝高效減水劑（聚羧酸系外加劑），可大幅降低用水量，降低水泥用量，使水泥的水化熱釋放速度減慢，有利于熱量消散，能使混凝土內(nèi)部的溫升有所降低，并且能提高混凝土的強(qiáng)度，改善混凝土的工作性能。

4.3.3 選用優(yōu)質(zhì)的砂石料 其含泥量和石粉含量均滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。在生產(chǎn)混凝土?xí)r，要求采用二級(jí)搭配，確保在生產(chǎn)過(guò)程混凝土拌合物達(dá)到良好的工作性能。適當(dāng)增大骨料粒徑，可減少水泥用量，降低混凝土的收縮和泌水，選用20-40mm的碎石。選擇級(jí)配較好、含泥量符合要求的中砂。

4.3.4 優(yōu)化混凝土配合比 優(yōu)化混凝土配合比，減小坍落度，使用減水劑、緩凝劑、摻混合材料，采用先進(jìn)的攪拌工藝等。同時(shí)，嚴(yán)格控制砂石的含泥量，盡量節(jié)省水泥，降低混凝土絕熱升溫。

4.4 合理選擇施工方案、提高施工質(zhì)量

4.4.1 編制詳細(xì)的施工方案 在大體積混凝土工程施工之前，應(yīng)編制詳細(xì)的施工方案，通過(guò)對(duì)施工階段大體積混凝土澆筑塊體的溫度估算，對(duì)是否可能出現(xiàn)溫度裂縫進(jìn)行驗(yàn)算，確定施工階段大體積混凝土澆筑塊體的升溫值、內(nèi)外溫差及降溫速度的控制指標(biāo)，并制定出相應(yīng)的措施辦法。

4.4.2 要重視施工前的準(zhǔn)備工程 在施工以前，首先要對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行必要的技術(shù)交底，使之掌握大體積混凝土的施工工藝及技術(shù)要點(diǎn)；其次，確保各種設(shè)備、工器具能立即投入使用，使混凝土溫度控制能夠滿足設(shè)計(jì)要求。

4.4.3 改進(jìn)攪拌工藝 即在攪拌混凝土?xí)r，采取先把水、水泥和砂拌和后，再投放石子進(jìn)行攪拌的新方法。這種攪拌工藝的主要優(yōu)點(diǎn)是無(wú)泌水現(xiàn)象，不僅混凝土上下層強(qiáng)度差會(huì)減少，還能夠使硬化后的界面過(guò)渡層的結(jié)構(gòu)致密、粘結(jié)加強(qiáng)。

4.4.4 振搗工藝 澆筑后的混凝土，在振搗界限以前，給予二次振搗，能排除混凝土因泌水在粗骨料、水平鋼筋下部生成的水分和孔隙，提高混凝土與鋼筋的握裹力，防止因混凝土沉落而出現(xiàn)的裂縫，增加混凝土密實(shí)度和強(qiáng)度。

4.5 加強(qiáng)對(duì)大體積混凝土溫度檢測(cè) 溫度控制是大體積混凝土施工中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是防止溫度裂縫的關(guān)鍵。要實(shí)時(shí)對(duì)混凝土溫度進(jìn)行系統(tǒng)地實(shí)測(cè)，測(cè)溫時(shí)發(fā)現(xiàn)混凝土內(nèi)部最高溫度與最低溫度之差達(dá)到25度或溫度異常，應(yīng)及時(shí)通知技術(shù)部門和項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人，以便及時(shí)采取措施，若溫度超過(guò)25度時(shí)，要增加養(yǎng)護(hù)次數(shù)，且砼還要防止太陽(yáng)暴曬。

4.6 加強(qiáng)對(duì)大體積混凝土的保溫和養(yǎng)護(hù) 保溫的目的是減小混凝土表面與內(nèi)部溫差及表面混凝土溫度梯度，防止表面裂縫的發(fā)生。無(wú)論在常溫還是在負(fù)溫下施工，混凝土表面都需要覆蓋保溫層。

4.7 大體積混凝土的養(yǎng)護(hù) 大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)應(yīng)符合下列要求：①保溫養(yǎng)護(hù)措施。應(yīng)使混凝土澆筑塊的里外溫差以及降溫的速度，滿足溫控指標(biāo)的要求。②保溫養(yǎng)護(hù)的時(shí)間。應(yīng)根據(jù)溫度應(yīng)力加以控制確定，合理的保溫時(shí)間應(yīng)從混凝土降溫時(shí)開(kāi)始。③保溫養(yǎng)護(hù)的其他要求。

在大體積混凝土保溫養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，應(yīng)對(duì)混凝土澆筑塊體的里外溫差和降溫速度進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)結(jié)果可隨時(shí)掌握與溫控施工控制數(shù)據(jù)有關(guān)的數(shù)據(jù)，可根據(jù)這些實(shí)測(cè)結(jié)果調(diào)整保溫養(yǎng)護(hù)措施以滿足溫控指標(biāo)的要求。不得采用強(qiáng)制、不均勻的降溫措施。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文只敘述了輸電線路工程大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因及控制辦法，有關(guān)大體積凝土的裂縫產(chǎn)生原因及控制方法不僅限于此?？傊耆乐勾篌w積混凝土裂縫，確實(shí)有一定的難度。但通過(guò)在實(shí)踐中不斷摸索、總結(jié)，逐步提高，嚴(yán)格按規(guī)范要求控制施工過(guò)程中的各個(gè)環(huán)節(jié)，大體積混凝土施工中的裂縫是可以控制的。

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