引言

大体积混凝土就其尺寸的定义而言，业界尚没有统一的数据规定，基本认为当水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差>25℃的大结构断面混凝土即为大体积混凝土，有的提出结构最小断面<80cm ，整体连续浇筑混凝土方量大，混凝土结构内外温差预计达到25℃以上为大体积混凝土。无论从哪个角度讲，南水北调倒虹吸均属于大体积混凝土施工。

一、大体积混凝土裂缝分析

对于裂缝的形成，主要是混凝土所承受的拉应力大于混凝土本身的抗拉强度的结果。

(一)温度应力裂缝

这类裂缝是由于混凝土结构内外温差较大引起的。在混凝土结构硬化过程中，水泥释放大量的水化热，随着热量的散发，混凝土内部温度就会不断上升，此时，如果内部的热量得不到及时向外散发，则混凝土表面和内部温差会急剧变大，于是混凝土内部膨胀就会高于外部，同时混凝土表面将受到很大的拉应力，内部温度最高期在混凝土浇筑后3～5d，而此时混凝土强度特别是抗拉力很低，因而混凝土极易被拉裂。

(二)外部约束条件产生的裂缝

大体积混凝土浇筑在受外部约束的空间里，混凝土与地基浇筑在一起，当早期温度上升时产生的膨胀变形受到下部地基的约束而形成压应力。由于混凝土的弹性模量小，徐变和应力松弛度大，使混凝土与地基连接不牢固，因而压应力较小。但当温度下降时，产生较大的拉应力，若超过混凝土的抗拉强度，混凝土就会出现垂直裂缝，如深桩基贯通裂缝即属这类裂缝。

(三)混凝土的收缩变形裂缝

混凝土的拌合水中，只有约两成的水分是水泥水化所必需的，其余大部分要被蒸发。混凝土中多余水分的蒸发是引起混凝土体积收缩的主要原因之一。这种收缩变形不受约束条件的影响，如果存在约束，就会产生收缩应力而出现裂缝。此外混凝土浇筑过程中因振捣不密实、入混凝土仓塌落度大、振捣过程骨料下沉，表层浮浆多，出现裂缝。

二、裂缝的控制措施

(一)原材料选择

1.水泥：从前面的裂缝分析中，温度应力是裂缝形成的一个原因，而混凝土的温升主要是由于水泥的水化放热引起的，为了避免温升引起的裂缝产生，优选水泥成为了大体积混凝土施工中最为关键的一步。在辉县七标倒虹吸混凝土浇筑中，我们主要是选用水化热较低的中热水泥，如水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥等，尽量减少混凝土中的水泥用量也是减少水化热的有效办法，据测1m 3 的混凝土水泥用量，每增减10kg，水泥水化热将使混凝土温度相应升降1℃。因此，为控制混凝土温升，降低温度应力，减少产生温度裂缝的可能性，根据结构实际情况，酌情减少水泥用量。然后通过掺加合适的外加剂来改善混凝土性能的方法也是可行的。

2.粗骨料：为了达到预定的要求，同时又要发挥水泥最有效的作用，粗骨料应达到合理的最大粒径，素混凝土可尽量选用粒径较大、级配好的石子，因为增大骨料粒径，可减少用水量，而使混凝土的收缩和泌水减少。同时减少了水泥用量，水泥水化热随之减小，最终降低混凝土的温升。但钢筋混凝土还要与结构物的配筋间距、模板形状以及混凝土浇筑工艺结合考虑。

3.细骨料：细骨料以采用中、粗砂为宜。根据有关试验资料表明，同标号的混凝土，当细度模数减小时，用水量及水泥用量可相应减少。这样就降低了混凝土的温升和减小了混凝土的收缩。另外砂的含泥量必须严格控制，通常≤3% 。

(二)混凝土出机温度和浇筑温度控制

为了降低大体积混凝土总温升和减少结构的内外温差，控制出机温度和浇筑温度是两个重要的环节。对混凝土出机温度影响最大的是石子及水的温度，砂的温度相对较小，水泥的温度影响很小。所以若降低混凝土的出机温度，最好的办法就是降低石子的温度。辉县七标在夏季施工时采用冰水拌和、砂石料场遮阳等措施来降低混凝土的出机和入模温度。这样从一定程度上降低了混凝土的出机温度。夏季浇筑时，最高浇筑温度控制在40℃以下，项目部通过完善浇筑工艺以及加强养护工作。在控制混凝土的浇筑温度方面，通过计算混凝土的工程量，做到合理安排施工流程及机械配置，调整浇筑时间为以夜间浇筑为主，少在白天进行，避免了因暴晒而影响质量。

(三)混凝土养护

倒虹吸混凝土浇筑后，对混凝土进行保湿和保温养护是至关重要的，混凝土养护时的温度控制一般有两种方法：一种是降温法，即在混凝土浇筑成型后，通过循环冷却水降温，从结构物的内部进行温度控制;另一种是保温法，保温养护作用是减少混凝土表面的热扩散，减小混凝土表面的温度梯度，防止产生表面裂缝。其方法是混凝土浇筑成型后，通过保温材料、外部加热或定时喷浇热水、蓄存热水等办法，提高混凝土表面及四周散热面的温度，从结构物的外部进行温度控制。此外，倒虹吸侧墙拆模后尽快回填，用土体保温，避免气温骤变时产生有害影响，同时可延缓降温速率，避免产生裂缝。

四、结束语

倒虹吸大体积混凝土裂缝经过多项措施的控制，达到了良好效果，经检测，强度均达到设计要求，表面裂缝得到有效控制，所以对于大体积混凝土只要在施工中适当投入，多加分析，科学实施，大体积混凝土施工质量定会达到预期目标。