高層建筑厚板基礎(chǔ)大體積混凝土裂縫的防治

田 華， 郭心平

河南省第一建筑工程集團(tuán)有限責(zé)任公司（450014）

在濕陷性黃土地基上建造的高層建筑,除采取措施消除地基濕陷性外，往往設(shè)計(jì)采用厚實(shí)的鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，施工中如果不采取有效的措施,基礎(chǔ)底板將有可能由于各種原因產(chǎn)生裂縫，影響結(jié)構(gòu)的整體性并造成地下水滲漏，給整個(gè)工程帶來(lái)嚴(yán)重的危害。因此，研究防止此類(lèi)大體積混凝土裂縫的控制技術(shù)是非常重要的。本文結(jié)合高層建筑的施工管理的實(shí)踐，就大體積混凝土裂縫的預(yù)防措施進(jìn)行探討。

1 高層建筑厚板基礎(chǔ)大體積混凝土常見(jiàn)裂縫

1.1 貫穿性裂縫

這種裂縫表象特征是由交界面向上延伸,靠近基底最大而在上部較小，此類(lèi)裂縫破壞結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性、防水性和穩(wěn)定性等，危害極其嚴(yán)重。

1.2 表面裂縫

這種裂縫一般產(chǎn)生較早，多呈不規(guī)則形狀，深度較淺，屬表面性質(zhì)。但表面裂縫易產(chǎn)生應(yīng)力集中，能促使裂縫進(jìn)一步開(kāi)展。

2 防止混凝土裂縫的措施

2.1 降低混凝土發(fā)熱量

1）采用低水化熱的水泥品種

在施工過(guò)程中我們可在保證混凝土強(qiáng)度的前提下盡量減少水泥用量，并宜優(yōu)先選用水化熱低、凝結(jié)時(shí)間較長(zhǎng)的礦渣硅酸鹽水泥，以減少水泥水化熱，降低混凝土溫度。在選擇大體積混凝土所用水泥時(shí),應(yīng)當(dāng)把混凝土的絕熱溫升和抗拉強(qiáng)度結(jié)合起來(lái)同時(shí)考慮。因?yàn)樗療嵝〉乃鄰?qiáng)度發(fā)展緩慢，對(duì)防止混凝土開(kāi)裂有一定的影響。

2）摻加適量粉煤灰

混凝土中摻加適量粉煤灰不僅可以代替部分水泥，減少水泥用量以削減水化熱產(chǎn)生的高溫峰值,同時(shí)粉煤灰能夠改善混凝土的和易性，增加混凝土的粘性,減少離析和泌水，延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間，降低混凝土水化熱反應(yīng)。粉煤灰最大摻量因水泥品種不同而不同，一般可取代10%～30%的水泥，但混凝土中水泥用量應(yīng)不少于300 kg/m3。

3）摻加緩凝減水劑或早強(qiáng)減水劑

施工中經(jīng)常應(yīng)用摻加外加劑來(lái)改善水泥特性。對(duì)于大體積混凝土主要摻加緩凝減水劑或早強(qiáng)減水劑來(lái)提高混凝土早期強(qiáng)度，同等強(qiáng)度下減少用水量和水泥用量，延長(zhǎng)混凝土達(dá)到最高溫度的時(shí)間，同時(shí)可減少干縮。一般來(lái)說(shuō)，摻減水劑的混凝土早期溫度較低。

4）采用較大粒徑的粗細(xì)骨料

實(shí)踐表明,采用較大粒徑的骨料配制同樣強(qiáng)度的混凝土，在水灰比相同的條件下水泥用量可減少40～50 kg,用水量也會(huì)相對(duì)減少。如混凝土配制時(shí)采用細(xì)度模數(shù)較大的粗砂較采用細(xì)砂水泥用量及單位用水量都會(huì)減少,可以有效降低混凝土內(nèi)部溫升。在實(shí)踐中，我們?cè)诤翊鬅o(wú)筋或疏筋的大體積混凝土基礎(chǔ)中,摻加混凝土體積20%以下的符合規(guī)范要求的塊石來(lái)吸熱，可節(jié)省混凝土，降低混凝土水化熱。

5）用低流動(dòng)性混凝土

在施工技術(shù)允許的情況下盡可能用低坍落度混凝土(泵送混凝土坍落度一般選擇8～18 cm),同時(shí)，嚴(yán)格控制水灰比，盡量減少單位體積混凝土的用水量。

2.2 有效降低大體積混凝土成型時(shí)的溫度

1）注意澆筑時(shí)間

可利用低溫季節(jié)或環(huán)境氣溫較低的晚上、早晨澆筑混凝土。

2）降低砂、石子溫度

將骨料堆放在涼棚內(nèi)，避免陽(yáng)光直射，或噴水冷卻集料。

3）攪拌時(shí)加冰拌和

采用冷卻水或加冰拌和混凝土能有效降低混凝土入模溫度。用冰片代替部分水是一種常用方法(最大用量可達(dá)用水量的60%),但要注意在拌和終了前所使用的冰必須全部融化。

4）分塊分層澆筑

混凝土結(jié)構(gòu)平面尺寸越大約束也越大，將大體積混凝土結(jié)構(gòu)劃分為若干塊澆筑，可降低約束，但要注意避免斷面的突然變化。采取分層澆筑，每層20～30cm，減緩澆筑速度，利用層面的散熱來(lái)降低混凝土溫度。分塊分層澆筑有利于降低混凝土最高溫度和內(nèi)外溫度差。同時(shí)減少約束，但澆筑過(guò)程較長(zhǎng)，不利于工期控制。

2.3 有效降低混凝土的內(nèi)部溫度

基礎(chǔ)大體積混凝土施工前進(jìn)行降溫管設(shè)計(jì)，水管一般采用Ф25 mm的薄鋼管，管距1～1.5m。在混凝土施工時(shí)將管預(yù)埋，利用管中循環(huán)冷水來(lái)降低混凝土內(nèi)部的溫度。冷卻時(shí)間一般為澆筑開(kāi)始初期的5～l0 d。

通水持續(xù)時(shí)間應(yīng)足以保證混凝土第2次溫升小于最高溫度和避免出現(xiàn)大的溫度梯度。水管系統(tǒng)要經(jīng)過(guò)試壓不漏水檢測(cè)，確保模板安拆時(shí)不致中斷水管冷卻活動(dòng)。在降溫過(guò)程中要經(jīng)常測(cè)定混凝土內(nèi)外溫度和水溫,觀察溫度變化情況，作好記錄。

2.4 充分利用混凝土的后期強(qiáng)度

有關(guān)數(shù)據(jù)表明，每立方米混凝土水泥用量每增加l0 kg，水泥水化熱將使混凝土內(nèi)部溫度上升1℃,為了減少混凝土表面溫度裂縫，降低單位體積水泥用量，可根據(jù)結(jié)構(gòu)物在施工過(guò)程中的承載時(shí)間要求,充分利用混凝土在一定養(yǎng)護(hù)條件下隨時(shí)間的推移其強(qiáng)度繼續(xù)增長(zhǎng)的這一特性,適當(dāng)減少混凝土水泥用量，對(duì)控制混凝土內(nèi)部溫升十分有利。

實(shí)踐表明,高層建筑厚板基礎(chǔ)大體積混凝土只要采取溫差和溫度應(yīng)力雙控制措施,裂縫是可以有效進(jìn)行預(yù)防的。但有一點(diǎn)值得注意,在混凝土澆筑前應(yīng)考察混凝土輸送泵的實(shí)際泵送能力，選用較好的泵機(jī)，并了解天氣變化情況，盡量避開(kāi)雨天和高溫時(shí)間施工。

3 結(jié)語(yǔ)

對(duì)厚板基礎(chǔ)大體積混凝土只要從材料、施工等方面采取一系列措施加以控制溫升，控制混凝土內(nèi)外溫差，減少溫度應(yīng)力，裂縫是可以避免的，混凝土質(zhì)量能夠得到保證。

[1]趙志縉,李繼業(yè).高層建筑施工[M].上海:上海同濟(jì)大學(xué)出版社,1999.

[2]龔仕杰.混凝土工程施工新技術(shù)[M].北京:中國(guó)環(huán)境出版社,2002:49～50.

[3]涂嗚.簡(jiǎn)明混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2004:88,100.