大体积混凝土基础底板容易产生裂缝的原因和预防措施

黄振兴

（温州华邦混凝土有限公司，浙江　温州　325000）

大体积混凝土基础底板容易产生裂缝的原因和预防措施

黄振兴

（温州华邦混凝土有限公司，浙江温州325000）

本文通过数个实际工程案列，例举了大体积混凝土基础底板产生裂缝的种类，分析了裂缝产生的原因，提出了预防裂缝产生的措施。

大体积混凝土；基础底板；裂缝

0　前言

大体积混凝土基础底板常常容易出现恼人的裂缝，其形态多种多样，有影响混凝土外观质量的浅表裂缝，也有会开裂到钢筋层、引起钢筋锈蚀而影响混凝土寿命的较深裂缝，更有影响混凝土抗渗性能、导致基础底板渗水的贯穿裂缝。这些裂缝产生的原因也多种多样，有因混凝土浇筑过程中施工工艺不对产生的裂缝，有混凝土浇筑完毕后没有按规范养护产生的裂缝，也有混凝土配合比设计和原材料使用存在问题产生的裂缝。因此，我们要事先根据混凝土浇筑和施工工艺、混凝土浇筑的环境条件、混凝土的配合比和所用的原材料提前分析出可能产生裂缝的环节，并采取相应的预防措施，才能保证施工质量，浇筑出无裂缝的优质混凝土基础底板。

1　裂缝的种类、产生的原因和应该采取的预防措施

1.1浅表裂缝产生的原因及预防措施

某工程一次性浇筑1500 立方混凝土基础底板，局部厚1.5米，浇筑完毕施工人员刮平混凝土后立即覆盖塑料薄膜，并覆盖保温材料保温，次日混凝土终凝后，发现混凝土表面有许多深度不到1cm、长度5～20cm 的杂乱无章裂缝。

经过工地施工人员和混凝土公司技术人员的认真分析，发现裂缝产生的主要原因是，施工人员在混凝土初凝前刮平混凝土后，没有等到快初凝时，进行二次抹面，没有消除混凝土凝固时通常会产生的塑性收缩裂缝。

找到原因后立即采取措施。该工程第二次浇筑时，混凝土刮平后，没有立即覆盖塑料薄膜，而是等到即将初凝（人可以站上混凝土，没有明显脚印时），先用机器抹面，然后人工再抹一次，抹完后立即覆盖塑料布保湿和覆盖保温材料保温，就没有再发生这种浅表裂缝。

1.2浅表“鸡爪纹和龟裂” 产生的原因及预防措施

某工程浇筑1800 立方混凝土基础底板，浇筑完毕施工人员刮平混凝土后立即覆盖塑料薄膜，并覆盖保温材料保温，次日混凝土终凝后，发现局部混凝土表面有许多深度不到1cm、长度5～20cm 的“鸡爪纹”和圈状“龟裂”。

经过工地施工人员和混凝土公司技术人员的认真分析，发现了裂缝产生的主要原因：第一个与上面产生浅表裂缝的原因相同，施工人员在混凝土初凝前刮平混凝土后，没有等到快初凝时，进行二次抹面，没有消除混凝土凝固时通常会产生的塑性收缩裂缝。第二个原因是，混凝土浇筑时坍落度太大（220～230mm），混凝土和易性还不好，有离析跑浆情况。第三个原因是施工人员振捣混凝土时间过长，导致混凝土表面浮浆过多，这从覆盖塑料薄膜的施工人员的脚印上可以看出，深3～4cm 的脚印边缘敲开后看到的都是浮浆，看不到粗、细骨料；施工人员没有按要求刮除浮浆，导致混凝土表层3～4cm 全是浮浆，没有骨料，使得混凝土表层收缩过大，就产生了许多深度不到1cm，长度5～20cm 的“鸡爪纹”和圈状“龟裂”。

知道了原因，第二次浇筑时，采取了以下措施：首先混凝土坍落度控制在160～180mm，混凝土和易性调整到比较好的状态；其次施工人员按要求振捣，没有过振；第三，抹面时刮除局部过多的浮浆混凝土，刮平后，没有立即覆盖塑料薄膜，而是等到即将初凝（人可以站上混凝土，没有明显脚印时），先用机器抹面，然后人工再抹一次，抹完后立即覆盖塑料布保湿和覆盖保温材料保温，就没有再发生这种裂缝。随后的几次浇筑严格按上述步骤施工后，也没有再发生这种裂缝。

1.3沿钢筋网的网格状裂缝

某工程一次性浇筑2800 立方混凝土基础底板，但由于种种原因施工速度缓慢，开始浇筑的混凝土已经过了终凝，还有将近三分之一的混凝土没有浇筑。地泵管直接铺设在钢筋网上，没有做任何固定，随着混凝土的不断输送，泵管在钢筋网上不断的跳动。虽然施工单位认真做了二次抹面，抹完面后按规范要求覆盖塑料薄膜和保温材料保温、保湿养护，但是浇筑完毕第三天后发现，先浇筑的将近二分之一混凝土表面出现了沿钢筋网的网状裂缝。

经过分析，施工单位和混凝土公司的技术人员一致认为，这种裂缝是由于先浇筑的混凝土虽然严格进行了二次抹面，消除了混凝土凝固时必然产生的收缩裂缝，并且抹完面后按规范要求覆盖塑料薄膜和保温材料保温、保湿养护，但是由于地泵管在浇筑剩余混凝土时，不断跳动的地泵管对已经过了终凝、但还没有强度的混凝土下的钢筋网进行了扰动，不断晃动的钢筋网拉开了已经凝固没有裂缝、但也没有强度的混凝土，在混凝土表面形成了沿钢筋网的网状裂缝。

原因发现后，采取了以下措施：用钢管固定混凝土泵管，并离开钢筋网约30cm，尽量减少输送混凝土时泵管的跳动对钢筋网的扰动，同时加快施工速度，尽量在混凝土终凝前完成这块基础底板的浇筑。由于采取了正确的方法，此次浇筑的大体积基础底板和随后浇筑的数次大体积基础底板都没有产生类似的裂缝。

此类裂缝还常见于较薄的楼板（一般10～15cm），混凝土浇筑完毕后，过了终凝、但还没有强度时，过早上人踩踏、甚至过早上荷载（吊上钢筋、钢管、钢模等），都会扰动钢筋网，产生沿钢筋网的网状装裂缝。所以，施工单位不要为了赶工期，过早扰动没有强度、或强度很低的混凝土；而应该等混凝土有了一定强度以后，再进行下一道工序，这样才能保证混凝土质量。

1.4混凝土浇筑完毕后第四天出现数道较长裂缝

某工程一次性浇筑3200 立方混凝土基础底板，局部大承台厚4m，大部分承台厚1.2m、板厚60cm。施工单位是上市公司，施工质量很好，混凝土严格按规范分层浇筑，初凝前、后先用机器抹面，然后人工收面，完全消除了混凝土凝固时产生的微细收缩裂缝；抹完面后，立即覆盖塑料薄膜；然后在浇筑面外延用砂浆砌筑5cm 高拦水坝；混凝土终凝后立即在浇筑面上灌满水，保证混凝土表面有3～5cm 水，进行蓄水养护。前三天在严格的养护条件下，混凝土表面一条裂缝都没有。但是，在第四天施工单位为了赶工期，撤除了所有养护，开始下一道工序，混凝土表面直接裸露在环境中，下午混凝土就陆续产生几道较长裂缝，裂缝的数量和裂缝的长度不断增加。第五天混凝土公司接到通知后到达工地，发现裂缝已经形成，虽然较长，但是深度较浅，只有1cm 左右；同时发现混凝土表面温度很高，手摸上去都是热的，用温度计测得混凝土表面温度39℃；另外还发现，混凝土表面有积水处冒着热气。

经过施工单位和混凝土公司技术人员认真分析后，认为在浇筑完毕前三天、施工单位按规范要求养护时，没有裂缝出现，这充分说明混凝土没有任何问题。从第四天开始施工单位因为赶工期而撤除养护后混凝土出现裂缝，并且裂缝随着时间的推移，逐渐增多、加长。其原因主要有两条：首先，撤除养护后，混凝土表面逐渐失水，处于干燥状态，混凝土浇筑完毕第五天，混凝土公司技术人员接到施工单位通知到达现场后，与施工单位技术人员在现场做了试验，将一瓶水倒到干燥的混凝土上时，混凝土发出“吱、吱”声，并冒着气泡，水很快被混凝土吸收掉，充分说明此时混凝土处在严重缺水状态，混凝土的干缩应力非常大；其次，此次浇筑的混凝土是大体积混凝土基础底板，按规律，水化放热峰值会出现在浇筑完毕的第3～4天，此时混凝土中心温度会达到70～80℃。浇筑完毕第四天最高温度为19℃，最低气温为9℃，第五天最高温度为15℃，最低气温为11℃，这两天无论最高气温还是最低气温，与混凝土中心温度之差都大大超过了国家规范规定的“不得大于25℃”的规定，裸露的混凝土表面，受环境温度较低的影响，急剧降温，导致温差应力非常大。而此时施工单位已经撤除养护，混凝土就裸露在环境中，没有任何保温养护措施。

所以，双方一致认为，混凝土浇筑完毕第四天施工单位撤除养护出现的裂缝，是干缩应力与温差应力共同造成的。施工单位没有按照国家规范明确要求的“抗渗混凝土要湿养14天，大体积混凝土要有保温措施，并缓慢降温”措施施工，是导致此次混凝土浇筑完毕第四天后产生裂缝的主要原因。

准确地分析裂缝产生的原因，采取了正确的措施后，将蓄水保湿、保温养护时间延长到7天，随后几次浇筑的大体积混凝土基础底板，就再也没有产生裂缝。

1.5坡道上出现的横向裂缝

某地下隧道坡道浇筑2000 立方混凝土，两台泵同时浇筑，一台从坡道底部开始浇筑，另一台从坡道顶部开始浇筑，其它施工程序和养护措施都符合要求。但是第二天发现，坡道上端（三分之一以上）出现了许多道横向裂缝，而三分之一以下的坡道下部却没有任何裂缝。

经过经过施工单位和混凝土技术公司技术人员认真分析后，认为三分之一以下的坡道下部没有任何裂缝，说明混凝土本身及混凝土施工没有问题，否则会都出现裂缝。坡道上端（三分之一以上）出现了许多道横向裂缝主要原因是，从坡道顶部浇筑的混凝土受到重力的影响，在混凝土凝固前和凝固后但还没有强度时，有一个向下滑动的力，由于是从上往下浇筑，下方的混凝土是新鲜混凝土，不能阻止上方混凝土向下滑动，于是就拉开了混凝土，形成了裂缝。

原因找到后，采取的措施是，都从底部往上浇筑混凝土。由于采取了正确的施工方法，随后隧道的几十次浇筑，就再也没有出现这种裂缝。

有坡度的混凝土桥面板施工时，也容易出现类似问题，必须从坡度低处往上浇筑，才能避免出现裂缝。

1.6混凝土配合比设计不当、砂率过大、砂过细出现的裂缝

某工程浇筑3000 立方大体积混凝土基础底板，施工单位施工、养护程序严格按规范进行，但是第二天发现塑料薄膜覆盖下的混凝土出现了许多较长、较深裂缝。

经过分析发现，问题主要出在混凝土公司，首先配合比中水泥用量过大、胶材用量过多，导致混凝土水化热过多；其次，混凝土公司盲目追求混凝土和易性，砂率设计过大；第三，所用砂过细。这些因素都导致了混凝土收缩过大，所有的施工措施都无法消除收缩应力，从而产生了裂缝。

了解原因后，混凝土公司及时调整了配合比和所用的原材料，在保证强度和耐久性的前提下尽可能少用水泥和胶材；在保证和易性的前提下，尽可能降低砂率；选用细度2.5左右的中粗砂。采取了以上正确措施后，后续浇筑的混凝土就没有再出现大面积裂缝。

1.7温差过大出现的较长、较深温差裂缝

某工程在海边建风力发电设施，混凝土基础都是5000立方左右的大体积混凝土。施工期间恰是北方的冬季，最高气温零下8℃、最低气温零下23℃，气候条件异常恶劣，非常不利于大体积混凝土的温差控制，容易产生温差裂缝。施工单位也非常重视，浇筑第一个基础时，浇筑完毕、抹完面后，立即用塑料薄膜覆盖，并覆盖两层棉被。但是第二天发现，大风将部分棉被吹开，混凝土表面出现了许多道较长、较深的裂缝。

施工单位和混凝土公司技术人员，达成了共识，这毫无疑问就是温差裂缝。找到原因后，立即采取如下措施：在基础中布设冷却水管，在基础边缘砌筑比基础最高点高10cm 挡水墙，将冷却水管出水口温度高达50℃ 以上的水引到混凝土表面，蓄水养护；同时，用帆布搭建帐篷作为挡风设施。采取了正确措施，消除了产生温差裂缝的因素，随后浇筑的几十个风电基础都没有产生温差裂缝。

裂缝的种类很多，成因也很复杂，有的是多种原因叠加在一起，上面列举的仅仅是其中一部分典型裂缝。还有许多种裂缝，要靠现场施工技术人员不断发现，不断根据裂缝成因采取相应的预防措施，才能浇筑出优质的混凝土。

2　施工单位浇筑大体积混凝土建议采取的预防裂缝措施

（1）同一块基础底板尽量使用同一家混凝土公司的混凝土，如果需要选择两家以上混凝土公司时，所有参与混凝土供应的厂家必须使用相同的配合比、使用相同的原材料，避免因为配合比不同、或原材料不同导致混凝土凝固和收缩不同步而产生裂缝。

（2）混凝土公司的配合比应该在保证混凝土强度和耐久性前提下尽可能少用水泥、少用胶材，并选用低水化热水泥；在保证和易性的前提下尽可能降低砂率；以减少混凝土的收缩裂缝。

（3）混凝土坍落度不要过大，应该控制在160～180mm，和易性要好，不得泌水跑浆，避免浮浆过多和收缩过大产生裂缝。

（4）浇筑时应该分层连续浇筑，使混凝土均匀上升，不得产生冷缝，避免交界处混凝土凝结时间不一致而产生裂缝。

（5）按需要浇筑的混凝土数量组织好泵车和罐车数量及混凝土浇筑速度，要保证在混凝土初凝前完成浇筑，避免已凝固、但还没有强度的混凝土受到扰动而产生裂缝。

（6）混凝土的摊铺厚度不要大于50cm，不要在同一处连续布料，也不要振动逼浆布料，更不能过振，以免混凝土表面浮浆过多而产生裂缝。

（7）混凝土浇筑到标高、刮平时，要刮除浮浆，避免浮浆过多导致混凝土表层收缩过大而产生裂缝。

（8）抹面时要掌握好抹面时机，一定要在混凝土初凝时（人站在混凝土上没有明显脚印时）抹面，过早抹面，混凝土在初凝时还会产生收缩裂缝，所以过早抹面是无效的，无法消除混凝土凝固时产生的收缩裂缝；过晚抹面，混凝土过了初凝就抹不动了，裂缝已经形成，无法消除。抹面必须两次，先机器抹面，再用人工二次抹面，彻底消除混凝土凝固时产生的收缩裂缝。

（9）抹完面后立即覆盖塑料薄膜，保湿养护。

（10）覆盖好塑料薄膜后，建议沿混凝土结构边缘砌筑5cm 高砂浆挡水小坝，在混凝土终凝后，立即在混凝土表面灌满水，使混凝土表面保持3～5cm 水，这样既压住塑料薄膜，又能给正在不断水化的混凝土补充水分，起到保湿养护的作用；同时由于水是热的不良导体，可以起到隔热保温的效果，一举三得。这已经在许多工地上得到验证，是成本最低效果最好的保湿、保温养护措施。混凝土的养护时间要严格按国家规范要求保湿、保温养护14天。

（11）混凝土拆模后要采取抗寒、抗剧烈干燥等措施，避免温差裂缝和干缩裂缝的产生。

（12）当大体积混凝土最小尺寸大于或等于3.5m 时，要在混凝土内部布设冷却水管，以降低混凝土内部温度；同时将排出的温度较高的水浇到混凝土表面，蓄水养护，控制好混凝土内外温差不大于国家规范规定的25℃，防止温差裂缝的产生。

3　结语

优质的混凝土实体是混凝土供应商和施工单位共同努力的结晶，混凝土供应商首先要提供合格的混凝土，施工单位要知道混凝土供应商运送到现场的混凝土，仅仅是半成品，需要施工单位严格按国家规范精心施工，才能打造优质的工程。

［通讯地址］浙江省温州市鹿城轻工业园区盛昌路1号温州华邦混凝土有限公司（325000）

Causes and preventive measures of crack in massive concrete foundation slab

Huang Zhenxing
(Wenzhou Huabang Concrete Co., Ltd., ZhejiangWenzhou325000)

Through a number of practical engineering case, this paper gave some examples of the foundation slab of mass concrete crack types, analyzed the causes of cracks, and put forward the preventive measures of crack.

massive concrete; foundation slab; crack

黄振兴（1964—），总工程师，从事混凝土行业26年，参加过高铁、地铁、几十座大型桥梁高强度、高性能混凝土的生产和供应，在国家级混凝土专业期刊发表论文20 多篇。