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摘要: 本文结合工作实际，对大体积混凝土裂缝产生的原因做了分析，并提供了质量控制措施。
关键词:大体积混凝土；裂缝；质量控制措施
一、大体积砼的施工特点
1.1 砼强度级别高，水泥用量较大，因而收缩变形大。由于几何尺寸不是十分巨大，水化热温升快，降温散热也较快。因此降温与收缩的共同作用是引起砼开裂的主要因素。
1.2 控制裂缝的方法不像块体砼那样，要采用特别的低热水泥和复杂的冷却系统，而主要依靠合理配筋，改进设计，采用合理的砼配比，浇筑方案和浇筑后加强养护等措施，以提高结构的抗裂性和避免引起过大的内外温差而出现裂缝。
二、大体积砼温度裂缝产生原因分析
砼随着温度的变化而发生热胀冷缩，称为温度变形。对于大体积砼施工阶段来说，由于温度变形而引起的裂缝，可称为“初始裂缝”或“早期裂缝”。大体积砼施工阶段所产生的温度裂缝，是由其内部矛盾发展的结果。一方而由于内外温差和收缩而产生应力和应变，另一方面是结构物的外部砼各质点间的约束阻止这种应变，一旦温度拉应力超过砼能承受的抗拉强度时，即出现裂缝。
大体积砼由于截面大，水泥用量大，水泥水化释放的水化热会产生较大的温度变化,由此形成的温度应力是导致产生裂缝的主要原因。这种裂缝分两种:表面裂缝：砼浇筑初期，水泥水化产生大量水化热，使砼的温度很快上升，但由于砼表面散热条件好，热量可向大气中散发，因而温度上升较少。而砼内部由于散热条件较差，热量散发少，因而温度上升较多，内外形成温度梯度，形成内约束。结果砼内部产生压应力，面层产生拉应力，当该拉应力超过砼的抗拉强度时，砼表面就产生裂缝。收缩裂缝：砼浇筑后数日，水泥水化热已基本释放。砼从最高温度逐渐降温，降温的结果引起砼收缩，再加上砼中多余的水份蒸发等引起的体积收缩变形，二者都受到地基和结构边界条件的约束，不能自由变形，导致温度拉应力。当该温度应力超过砼抗拉强度时，则从约束面开始向上形成裂缝，如果该温度应力足够大，可能产生贯穿裂缝，破坏了结构的整体性、耐久性和防水性，影响正常使用。
三、 大体积砼施工技术及质量保证措施
3.1 大体积砼其浇筑量过大，整体要求高，在浇捣和养护过程水泥经水化发出大量的水化热，但因其体积厚大，大量水化热得不到散发，砼内部温度高于外层砼温度，产生较大的温度差，由于表里体积膨胀不一致，便会产生温度裂缝。故降低水化热，将砼的内外温差控制在规范的25℃内，砼表面与环境温差控制在15℃内，是施工的要点，对于裂缝的防止，还应在结构设计上采取措施。为进一步控制砼基础产生裂缝,减少砼的水化热温升,降低砼的浇灌温度,减少基础的约束,提高砼极限抗拉强度,减少温度收缩应力,预防裂缝的出现,除用草帘覆盖外,在砼上面先盖一层塑料薄膜,并适当延长养护、拆模时间，提高砼拆模强度，减少砼表面的温度梯度。同时加快基础四侧回填土，避免长期裸露，导致降温收缩与干缩共同作用，使应力叠加。
3.2 采用低水化热或中水化热的水泥品種配制砼 ，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥等。水泥应不结块，符合质量标准并有质保书和复验单。大体积砼浇注初期开裂的原因主要是由于砼的内部温升及收缩产生的内应力所致，产生收缩有两个方面的原因：①水泥水化硬化后生成的矿物体积比反应前的水泥、砂、碎石与水的总体积小。②因砼具有热胀冷缩的性能，在浇注初期，受水泥水化热影响，砼水化产生的较多的热量，使砼内部温度升高，散热缓慢，产生体积膨胀，随着龄期增大，又逐渐降温，发生体积收缩，收缩产生的拉应力大于砼自身的抗拉强度，导致砼产生收缩裂缝。
3.3 粗骨料选用5mm-40mm 单粒级卵石比选用5mm-25mm 石子好，每立方米砼减少用水量15kg左右，在相同水灰比情况下，水泥可减少30kg左右，细骨料采用中粗砂，其细度模数为218。它比采用细砂，每立方米砼减少用水量20kg 左右，水泥相应减少28kg-35kg，从而降低砼的干缩。
3.4 尽可能按设计和规范掺用外加剂，减少单位体积水泥用量，外加剂应有质保书和复验单，配制计量要正确，选择合适的外掺剂，因砼分层浇注，要保证砼在浇注上层时，下层砼不至于初凝，又要延缓砼在浇注上的内部温度峰值的出现，砼内可掺用适量的微膨胀剂（UEA 等）替代水泥，以起到降低水泥用量，减少水化热的作用，同时在砼在硬化时产生一定的微膨胀，以补偿砼部分收缩。砼中掺入水泥重量0.25% 左右的缓凝型减水剂-木质素磺酸钙，一方面可明显延缓水化热释放的速度，推迟水化热峰值的出现；同时又减少10% 拌和用水，节约10% 左右的水泥，从而降低水化热。砼中掺入适量粉煤灰，不仅改善砼 的和易性，减少砼的用水量，减少泌水和离析现象；同时代替部分水泥，减少水化热。掺入适量UEA 膨胀剂，有效地补偿砼干缩，并在一定程度上补偿冷缩，改变砼分子结构组织，增加密实性，提高了抗渗能力。
3.5 降低砼的入模温度，如夏季采用低温水或冷水拌制砼，对于泵送砼，要对泵的管或泵车进行必要的覆盖或降温。
3.6 大体积砼的浇筑；大体保砼宜采用斜面分层浇筑，一般为400mm-500mm 为一层，根据各层的工程量及浇捣速度正确计算砼输出量，以保证上下层砼 的衔接时间，都在初凝前完成，同时在上层砼振捣时，将振动棒插入下层表面下50mm 左右使上下层连成一体。浇捣一般要求：⑴砼自由倾落高度不应超2000mm，否则应用串筒、溜槽，以保证砼不致发生离析现象。
⑵振动棒快插慢拔，插点布置均匀排列，逐点移动，顺序进行，不应遗漏，移动间距一般不大于300mm-400mm，根据泵送砼 浇筑速度准备足够的振动机械和人员。
⑶浇筑砼时，应经常检查观察模板、钢筋、预留孔和埋件，发现问题及时纠正。
⑷基础梁和板不能同时连续浇注，在水平交接时，应适当间歇1h-2h，待砼沉实再继续浇捣，以防“吊脚”。[在每一下料口，三个振捣手均匀分布在整个斜面，沿图示中小箭头方向推进，确保不漏振，使新泵出的砼与上一斜面砼充分密实地结合。振捣应及时、到位，避免砼中石子流入坡底，发生离析现象。详见图1。
3.6.1 根据砼泵送时自然形成的坡度实际情况，为防止砼集中堆集，先振捣出料口处砼，形成自然流淌坡度，然后全面振捣，振捣器快插慢拔，插点均匀排列，逐点移动，不得遗漏。移动间距300mm-400mm。振捣上一层时插入下一层50mm，使上下层结合紧密，以不再排出气泡和砼面不在下降为振捣密实，不得过振、欠振。
3.6.2 为撑握砼分层浇筑厚度的正确性，插点间距在浇筑部位预先设置间距400mm 红白标尺杆。分层形式如图2：
3.6.3 后浇带留设成平接式，中间加设橡胶膨胀止水条，后浇带浇筑前用竹浇板进行覆盖保护。后浇带在浇砼前须将砼表面按照施工缝的要求进行处理，填充的砼采用微膨胀砼，且必须要求填筑砼的强度等级比原结构强度提高一级，并保持至少15d的湿润养护。
3.6.4 砼表面处理
大体积砼的表面水泥浆较厚，且泌水现象严重，应仔细处理。对于表面泌水，当每层砼浇筑接近尾声时，应人为将水引向低洼边部，处缩为小水潭，然后用小水泵将水抽至附近排水井。
在砼浇筑后4h～8h 内，将部分浮浆清掉，初步用长刮尺刮平，然后用木抹子搓平压实。在初凝以后，砼表面会出现龟裂，终凝要前进行二次抹压，以便将龟裂纹消除，注意宜晚不宜早。
3.7 对于体积特别大的大体积砼，可以事先在砼内埋设冷却水管，用循环水降低体内温度，以减小温差，内部设置冷却水管，布5层，竖向每层间距为1000mm，水平位置顺桥向间距1350mm，横桥向间距为1300mm，每层分别设一个入水口、一个出水口，根据出水口水温温差用加压水泵控制输入水量，并在浇注过程中一直循环通水，使砼快速地通过钢管把热传递给水，降低砼 内部的水化温升，并在浇注完砼 后持续通水14d。
3.8 设置测温点，在砼养护期内，随时观察温差情况，以便采取相应措施，为了掌握大体积砼的温度变化规律，及时了解温差对大体积砼质量的影响，采取常规测温技术，对底板砼的上、中、下进行布点观测，以便采取相应的技术措施，防止砼开裂，在砼 浇筑前，用钢管预先放置在底板内并高出板顶100mm，并固定于底板筋上，钢管下口事先封死，温度计顶端与预埋管之间 用保温材料塞严，防止水分浸泡，并做好测温点的编号，采用玻璃温度计，温度计在管内停留不少于5min，当温度计在管内抽出时，立即读出温度值，砼浇筑后第1d-5d,每2h测一次，第6d-10d，每4h测一次，每次同时测出大气温度及草袋与砼表面之间的温度。为及时了解砼的内部温度变化，基础底板需要布置测温孔，每个测温点设三个测孔，a孔距砼表面
100mm 处，b孔在底板中部700mm处，c孔距底板底部100mm处，测温点布置见附图3、4。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:大体积混凝土；裂缝；质量控制措施
一、大体积砼的施工特点
1.1 砼强度级别高，水泥用量较大，因而收缩变形大。由于几何尺寸不是十分巨大，水化热温升快，降温散热也较快。因此降温与收缩的共同作用是引起砼开裂的主要因素。
1.2 控制裂缝的方法不像块体砼那样，要采用特别的低热水泥和复杂的冷却系统，而主要依靠合理配筋，改进设计，采用合理的砼配比，浇筑方案和浇筑后加强养护等措施，以提高结构的抗裂性和避免引起过大的内外温差而出现裂缝。
二、大体积砼温度裂缝产生原因分析
砼随着温度的变化而发生热胀冷缩，称为温度变形。对于大体积砼施工阶段来说，由于温度变形而引起的裂缝，可称为“初始裂缝”或“早期裂缝”。大体积砼施工阶段所产生的温度裂缝，是由其内部矛盾发展的结果。一方而由于内外温差和收缩而产生应力和应变，另一方面是结构物的外部砼各质点间的约束阻止这种应变，一旦温度拉应力超过砼能承受的抗拉强度时，即出现裂缝。
大体积砼由于截面大，水泥用量大，水泥水化释放的水化热会产生较大的温度变化,由此形成的温度应力是导致产生裂缝的主要原因。这种裂缝分两种:表面裂缝：砼浇筑初期，水泥水化产生大量水化热，使砼的温度很快上升，但由于砼表面散热条件好，热量可向大气中散发，因而温度上升较少。而砼内部由于散热条件较差，热量散发少，因而温度上升较多，内外形成温度梯度，形成内约束。结果砼内部产生压应力，面层产生拉应力，当该拉应力超过砼的抗拉强度时，砼表面就产生裂缝。收缩裂缝：砼浇筑后数日，水泥水化热已基本释放。砼从最高温度逐渐降温，降温的结果引起砼收缩，再加上砼中多余的水份蒸发等引起的体积收缩变形，二者都受到地基和结构边界条件的约束，不能自由变形，导致温度拉应力。当该温度应力超过砼抗拉强度时，则从约束面开始向上形成裂缝，如果该温度应力足够大，可能产生贯穿裂缝，破坏了结构的整体性、耐久性和防水性，影响正常使用。
三、 大体积砼施工技术及质量保证措施
3.1 大体积砼其浇筑量过大，整体要求高，在浇捣和养护过程水泥经水化发出大量的水化热，但因其体积厚大，大量水化热得不到散发，砼内部温度高于外层砼温度，产生较大的温度差，由于表里体积膨胀不一致，便会产生温度裂缝。故降低水化热，将砼的内外温差控制在规范的25℃内，砼表面与环境温差控制在15℃内，是施工的要点，对于裂缝的防止，还应在结构设计上采取措施。为进一步控制砼基础产生裂缝,减少砼的水化热温升,降低砼的浇灌温度,减少基础的约束,提高砼极限抗拉强度,减少温度收缩应力,预防裂缝的出现,除用草帘覆盖外,在砼上面先盖一层塑料薄膜,并适当延长养护、拆模时间，提高砼拆模强度，减少砼表面的温度梯度。同时加快基础四侧回填土，避免长期裸露，导致降温收缩与干缩共同作用，使应力叠加。
3.2 采用低水化热或中水化热的水泥品種配制砼 ，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰水泥等。水泥应不结块，符合质量标准并有质保书和复验单。大体积砼浇注初期开裂的原因主要是由于砼的内部温升及收缩产生的内应力所致，产生收缩有两个方面的原因：①水泥水化硬化后生成的矿物体积比反应前的水泥、砂、碎石与水的总体积小。②因砼具有热胀冷缩的性能，在浇注初期，受水泥水化热影响，砼水化产生的较多的热量，使砼内部温度升高，散热缓慢，产生体积膨胀，随着龄期增大，又逐渐降温，发生体积收缩，收缩产生的拉应力大于砼自身的抗拉强度，导致砼产生收缩裂缝。
3.3 粗骨料选用5mm-40mm 单粒级卵石比选用5mm-25mm 石子好，每立方米砼减少用水量15kg左右，在相同水灰比情况下，水泥可减少30kg左右，细骨料采用中粗砂，其细度模数为218。它比采用细砂，每立方米砼减少用水量20kg 左右，水泥相应减少28kg-35kg，从而降低砼的干缩。
3.4 尽可能按设计和规范掺用外加剂，减少单位体积水泥用量，外加剂应有质保书和复验单，配制计量要正确，选择合适的外掺剂，因砼分层浇注，要保证砼在浇注上层时，下层砼不至于初凝，又要延缓砼在浇注上的内部温度峰值的出现，砼内可掺用适量的微膨胀剂（UEA 等）替代水泥，以起到降低水泥用量，减少水化热的作用，同时在砼在硬化时产生一定的微膨胀，以补偿砼部分收缩。砼中掺入水泥重量0.25% 左右的缓凝型减水剂-木质素磺酸钙，一方面可明显延缓水化热释放的速度，推迟水化热峰值的出现；同时又减少10% 拌和用水，节约10% 左右的水泥，从而降低水化热。砼中掺入适量粉煤灰，不仅改善砼 的和易性，减少砼的用水量，减少泌水和离析现象；同时代替部分水泥，减少水化热。掺入适量UEA 膨胀剂，有效地补偿砼干缩，并在一定程度上补偿冷缩，改变砼分子结构组织，增加密实性，提高了抗渗能力。
3.5 降低砼的入模温度，如夏季采用低温水或冷水拌制砼，对于泵送砼，要对泵的管或泵车进行必要的覆盖或降温。
3.6 大体积砼的浇筑；大体保砼宜采用斜面分层浇筑，一般为400mm-500mm 为一层，根据各层的工程量及浇捣速度正确计算砼输出量，以保证上下层砼 的衔接时间，都在初凝前完成，同时在上层砼振捣时，将振动棒插入下层表面下50mm 左右使上下层连成一体。浇捣一般要求：⑴砼自由倾落高度不应超2000mm，否则应用串筒、溜槽，以保证砼不致发生离析现象。
⑵振动棒快插慢拔，插点布置均匀排列，逐点移动，顺序进行，不应遗漏，移动间距一般不大于300mm-400mm，根据泵送砼 浇筑速度准备足够的振动机械和人员。
⑶浇筑砼时，应经常检查观察模板、钢筋、预留孔和埋件，发现问题及时纠正。
⑷基础梁和板不能同时连续浇注，在水平交接时，应适当间歇1h-2h，待砼沉实再继续浇捣，以防“吊脚”。[在每一下料口，三个振捣手均匀分布在整个斜面，沿图示中小箭头方向推进，确保不漏振，使新泵出的砼与上一斜面砼充分密实地结合。振捣应及时、到位，避免砼中石子流入坡底，发生离析现象。详见图1。
3.6.1 根据砼泵送时自然形成的坡度实际情况，为防止砼集中堆集，先振捣出料口处砼，形成自然流淌坡度，然后全面振捣，振捣器快插慢拔，插点均匀排列，逐点移动，不得遗漏。移动间距300mm-400mm。振捣上一层时插入下一层50mm，使上下层结合紧密，以不再排出气泡和砼面不在下降为振捣密实，不得过振、欠振。
3.6.2 为撑握砼分层浇筑厚度的正确性，插点间距在浇筑部位预先设置间距400mm 红白标尺杆。分层形式如图2：
3.6.3 后浇带留设成平接式，中间加设橡胶膨胀止水条，后浇带浇筑前用竹浇板进行覆盖保护。后浇带在浇砼前须将砼表面按照施工缝的要求进行处理，填充的砼采用微膨胀砼，且必须要求填筑砼的强度等级比原结构强度提高一级，并保持至少15d的湿润养护。
3.6.4 砼表面处理
大体积砼的表面水泥浆较厚，且泌水现象严重，应仔细处理。对于表面泌水，当每层砼浇筑接近尾声时，应人为将水引向低洼边部，处缩为小水潭，然后用小水泵将水抽至附近排水井。
在砼浇筑后4h～8h 内，将部分浮浆清掉，初步用长刮尺刮平，然后用木抹子搓平压实。在初凝以后，砼表面会出现龟裂，终凝要前进行二次抹压，以便将龟裂纹消除，注意宜晚不宜早。
3.7 对于体积特别大的大体积砼，可以事先在砼内埋设冷却水管，用循环水降低体内温度，以减小温差，内部设置冷却水管，布5层，竖向每层间距为1000mm，水平位置顺桥向间距1350mm，横桥向间距为1300mm，每层分别设一个入水口、一个出水口，根据出水口水温温差用加压水泵控制输入水量，并在浇注过程中一直循环通水，使砼快速地通过钢管把热传递给水，降低砼 内部的水化温升，并在浇注完砼 后持续通水14d。
3.8 设置测温点，在砼养护期内，随时观察温差情况，以便采取相应措施，为了掌握大体积砼的温度变化规律，及时了解温差对大体积砼质量的影响，采取常规测温技术，对底板砼的上、中、下进行布点观测，以便采取相应的技术措施，防止砼开裂，在砼 浇筑前，用钢管预先放置在底板内并高出板顶100mm，并固定于底板筋上，钢管下口事先封死，温度计顶端与预埋管之间 用保温材料塞严，防止水分浸泡，并做好测温点的编号，采用玻璃温度计，温度计在管内停留不少于5min，当温度计在管内抽出时，立即读出温度值，砼浇筑后第1d-5d,每2h测一次，第6d-10d，每4h测一次，每次同时测出大气温度及草袋与砼表面之间的温度。为及时了解砼的内部温度变化，基础底板需要布置测温孔，每个测温点设三个测孔，a孔距砼表面
100mm 处，b孔在底板中部700mm处，c孔距底板底部100mm处，测温点布置见附图3、4。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。