大体积混凝土施工裂缝产生的原因及应对措施，你都知道吗？
背景分析：
近几年来，全国各地工程规模日趋扩大，结构形式日益复杂，工业与民用建筑中大体积混凝土越来越多。由于其体积大，表面小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快，当混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝和收缩变形裂缝，影响结构安全和正常使用，所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。
大体积混凝土结构特点：
由于高层基础多为砼体积较大的箱形、筏形和桩承台较大的基础，这种结构有结构厚、体形大、钢筋密、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高等特点。外荷载引起裂缝的可能性很小。但水泥的水化反应过程中释放的水化热所产生的温度变化与砼收缩的共同作用，会产生较大温度应力和收缩应力，是大体积砼结构出现裂缝的主要因素。这些裂缝往往给工程带来不同程度的危害，所以必须控制温度应力和温度变形裂缝的开展。
大体积混凝土的定义：
大体积混凝土含义一般是指其体积大到必须采取措施处理水化热产生的温差，合理解决温差变形引起的应力，并控制裂缝的产生或限制裂缝开展的现浇混凝土。
《大体积混凝土施工标准》中给予大体积混凝土定义：混凝土结构物实体最小尺寸不小于lm的大体量混凝土，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。
通过大量的工程实践证明：砼的温升和温差与表面系数有关，单面散热的结构断面最小厚度在75cm以上，双面散热的结构断面最小厚度在100cm以上，水化热行引起的砼内外最大温差预计可能超过25℃，应按大体积砼施工。
混凝土裂缝的类型与产生原因：
1、裂缝的种类：按裂缝的宽度不同，混凝土裂缝可分为“微观裂缝”和“宏观裂缝”两种。
1）微观裂缝（在尚未承受荷载的混凝土结构中存在着肉眼看不见的微观裂缝其宽度为0.05mm以下）：
粘着裂缝：骨料与水泥石粘 面上的
水泥石裂缝：骨料间水泥浆中的裂缝
骨料裂缝：存在于骨料本身的裂缝
2）宏观裂缝（宽度0.05mm以上肉眼可见的裂缝）：
表面裂缝：表面拉应力大于砼极限抗拉强度时出现的裂缝
贯穿裂缝：砼从高温降温引起砼收缩产生拉应力，当大于砼的极限抗拉强度时，混凝土 的整个截面出现贯穿裂缝。
深层裂缝：表面裂缝发展而成深层裂缝
宏观裂缝是微观裂缝扩展的结果。
(1)表面裂缝
大体积混凝土浇筑初期，水泥水化热大量产生，使混凝土的温度迅速上升。但由于混凝土表面散热条件较好，热量可向大气中散发，其温度上升较少；而混凝土内部由于散热条件较差，热量不易散发，其温度上升较多。混凝土内部温度高、表面温度低，则形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，混凝土表面就产生裂缝。
表面裂缝虽不属于结构性裂缝，但在混凝土收缩时，由于表面裂缝处的断面已削弱，易产生应力集中现象，能促使裂缝进一步开展。国内外对裂缝宽度都有相应的规定，如我国的混凝土结构设计规范，对钢筋混凝土结构的最大允许裂缝宽度就有明确的规定：室内正常环境下的一般构件为0.3mm；露天或室内高湿度环境下为0.2mm。
（2）贯穿裂缝
大体积混凝土浇筑初期，混凝土处于升温阶段及塑性状态，弹性模量很小，变形变化所引起的应力很小，温度应力一般可忽略不计。混凝土浇筑一定时间后，水泥水化热基本已释放，混凝土从最高温逐渐降温，降温的结果引起混凝土收缩，再加上混凝土多余水分蒸发等引起的体积收缩变形，受到地基和结构边界条件的约束，不能自由变形，导致产生拉应力，当该拉应力超过混凝土极限抗拉强度时，混凝土整个截面就会产生贯穿裂缝。贯穿裂缝切断了结构断面，破坏了结构整体性、稳定性、耐久性、防水性等，影响正常使用。应当采取一切措施控制贯穿裂缝的开展。
（3）深层裂缝
混凝土裂缝的三类原因：
由外荷载的直接应力（即按常规计算的主要应力）引起的裂缝。由结构的次应力（计算未考虑到的结构内部应力）引起的裂缝。由变形变化（温度、收缩、不均匀沉降等）引起的裂缝。大体积混凝土的裂缝多由上述第三种原因引起。当变形受到约束产生的应力超过混凝土的抗拉强度时，就引起裂缝。
混凝土基础底板内部温差引起的温度应力分布：
结构变形的内外约束：
内约束：结构变形时，其内部各质点之间产生的约束；外约束：结构变形时，不同结构之间产生的约束。外约束分为：自由体、全约束、弹性约束（部分约束）
建筑工程中的大体积混凝土，外约束应力占主要地位.
大体积混凝土产生裂缝的主要原因
1、设计方面
大体积混凝土采用的强度等级日趋增高，出现C40～C55甚至更高强度等级的高强混凝土，设计强度过高，水泥用量过大，必然造成混凝土水化热过高，混凝土块体内外温差过大，温度应力容易超过混凝土的抗拉强度，产生开裂。
对于大型基础底板，设计人员往往只重视满足强度和抗冲切要求的结构配筋和构造配筋，而忽视配置控制温度和收缩的构造钢筋，混凝土产生的温度应力和收缩应力变形不能受到足够的约束，从而产生裂缝现象。
2、施工方面
大体积混凝土裂缝主要产生于两个阶段：
混凝土浇捣后的温升阶段,因混凝土内部与表面温差过大,致使表面产生较大拉应力,使混凝土表面开裂；在混凝土降温阶段，因混凝土内部降温速率过快，使混凝土内部产生较大拉应力，从而在混凝土内部产生贯穿性裂缝。施工段的划分及浇筑顺序不合理，组织安排不周密，模板使用不当，钢筋锈蚀严重或运输过程严重变形，以及混凝土浇筑过程中配合比、水灰比过大、养护不当等等，都可能引起大体积混凝土结构的变形裂缝。
混凝土结构裂缝的控制:
设计方面
构造方面
合理配筋：
在构造设计方面进行合理配筋，对混凝土结构的抗裂有很大作用。工程实践证明，当混凝土墙板的厚度为400~600mm时，采取增加配置构造钢筋的方法，可使构造筋起到温度筋的作用，能有效提高混凝土的抗裂性能。 配置的构造筋应尽可能采用小直径、小间距。例如配置直径6~14mm、间距控制在100~150mm。按全截面对称配筋比较合理，这样可大大提高抵抗贯穿性开裂的能力。进行全截面配筋，含筋率应控制在0.3％~0.5％之间为好。 对于大体积混凝土，构造筋对控制贯穿性裂缝作用不太明显，但沿混凝土表面配置钢筋，可提高面层抗表面降温的影响和干缩。设计方面
设置滑动层
由于边界存在约束才会产生温度应力，如在与外约束的接触面上全部设置滑动层，则可大大减弱外约束。如在外约束的两端的1／4~1／5的范围内设置滑动层，则结构的计算长度可折减约一半，为此，遇有约束强的岩石类地基、较厚的混凝土垫层等时，可在接触面上设置滑动层，对减少温度应力将起到显著作用。
滑动层的做法有：涂刷两道热沥青加铺一层沥青油毡；或铺设10~20mm厚的沥青砂；或铺设50mm厚的砂或石屑层等。
设置应力缓和沟
设置应力缓和沟，即在结构的表面，每隔一定距离(一般约为结构厚度的1/5)设一条沟，设置应力缓和沟后，可将结构表面的拉应力减少20％~50％，可有效地防止表面裂缝。这种方法是日本清水建筑工程公司研究出的一种防止大体积混凝土开裂的方法。我国已用于直径 60mm、底板厚3.5~5.0m、容量1.6万m3的地下罐工程，并取得良好效果。应力缓和沟的形式，如图3-11所示。
材料方面
合理选用外加剂
混凝土的泌水处理：
大体积混凝土施工，由于采用大流动性混凝土分层浇筑，上下层施工的间隔时间较长(一般为1.5~3h)，经过振捣后上涌的泌水和浮浆易顺混凝土坡面流到坑底。当采用泵送混凝土施工时，泌水现象尤为严重，解决的办法是在混凝土垫层施工时，预先在横向上做出2cm的坡度；在结构四周侧模的底部开设排水孔，使泌水从孔中自然流出；少量来不及排除的泌水，随着混凝土浇筑向前推进被赶至基坑顶端，由顶端模板下部的预留孔排至坑外。
当混凝土大坡面的坡脚接近顶端模板时，应改变混凝土的浇筑方向，即从顶端往回浇筑，与原斜坡相交成一个集水坑，另外有意识地加强两侧模板外的混凝土浇筑强度，这样集水坑逐步在中间缩小成小水潭，然后用软轴泵及时将泌水排除。采用这种方法适用于排除最后阶段的所有泌水，如图3-17所示。
5、混凝土的表面处理
1）处理程序
初凝前一次抹压→临时覆盖塑料膜→混凝土终凝前1~2h掀膜二次抹压→覆膜
2）混凝土表面泌水应及时引导，集中排除。
3）混凝土表面浮浆较厚时，应在混凝土初凝前加粒径为2~4cm的石子浆，均匀撤布在混凝土表面用抹子轻轻拍平。
4）四级以上风天或烈日下施工应有遮阳挡风措施。
5）当施工面积较大时可分段进行表面处理。
6）混凝土硬化后的表面塑性收缩裂缝可灌注水泥素浆刮平。
6、混凝土的养护与温控
1）蓄热法养护混凝土：盛夏，混凝土终凝后立即覆盖塑料膜和保温层。保温层厚度及保温层外是否再加一层塑料膜，通过计算决定。
2）当设计无特殊要求时，混凝土硬化期的实测温度应符合下列规定：
① 混凝土内部温差(中心与表面下100或50mm处)不大于20℃；
② 混凝土表面温度(表面以下100或50mm)与混凝土表面外50mm处的温度差不大于25℃；对补偿收缩混凝土，允许介于30~35℃之间；
③ 混凝土降温速度不大于1.5℃/d；
④ 撤除保温层时混凝土表面与大气温差不大于20℃。
3）混凝土的养护期限：除满足上条规定外，混凝土的养护时间自混凝土浇筑开始计算，使用普通硅酸盐水泥不少于14d，使用其他水泥不少于21d，炎热天气适当延长。
4）养护期内(含撤除保温层后)混凝土表面应始终保持温热潮湿状态(塑料膜内应有凝结水) 。
7、测温
使用普通玻璃温度计测温：测温管端应用软木塞封堵，只允许在放置或取出温度计时打开。温度计应系线绳垂吊到管底，停留不少于3min后取出迅速查看温度。 使用建筑电子测温仪测温：附着于钢筋上的半导体传感器应与钢筋隔离，保护测温探头的插头不受污染，不受水浸，插入测温仪前应擦拭干净，保持干燥以防短路。也可事先埋管，管内插入可周转使用的传感器测温。下载最新的《大体积混凝土施工标准》，私信回复：大体积