大體積基礎(chǔ)混凝土裂縫控制措施

郭小龍??

【摘要】大體積混凝土裂縫控制，是建筑施工控制的關(guān)鍵，本文從原材料選擇使用、混凝土配合比設(shè)計(jì)、施工過(guò)程及養(yǎng)護(hù)等方面進(jìn)行監(jiān)督控制，取得良好效果。

【關(guān)鍵詞】大體積混凝土；裂縫控制；原材料；補(bǔ)償收縮；抗裂構(gòu)造筋

Crack Control Measures for Large Volume Foundation Concrete

Guo Xiao-long

（Xinjiang Tianqi project management consulting limited liability companyKaramayXinjiang834000）

【Abstract】Mass concrete crack control is the key to the construction control. This article has made good control effect from the selection of raw materials， concrete mix design， construction process and maintenance.

【Key words】Mass concrete；Crack control；Raw material；Compensatory shrinkage；Cracked structural tendons

大體積基礎(chǔ)混凝土裂縫控制，是建筑施工控制的主要內(nèi)容，本文通過(guò)對(duì)某辦公樓工程基礎(chǔ)大體積混凝土澆筑的實(shí)際應(yīng)用，從結(jié)構(gòu)構(gòu)造和原材料選擇使用、混凝土配合比設(shè)計(jì)、施工過(guò)程及養(yǎng)護(hù)措施等多方面，對(duì)其進(jìn)行監(jiān)督控制，并提出一些經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)行之有效的控制裂縫具體方法措施。

1. 工程概況

該工程總建筑面積47 320m2，地下1層，地上13層，裙樓3層，主樓高度62.4 m，為框架剪力墻結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)混凝土1800 m3，主樓、裙樓部分底板厚度為800mm，核心筒底板部位局部厚為1.5m，澆筑期間氣溫在15～36 ℃之間。為確?；炷凉こ虧仓|(zhì)量，嚴(yán)格控制超規(guī)范允許裂縫的出現(xiàn)，本工程采用綜合溫控防裂措施，取得了較好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。

2. 溫控防裂技術(shù)措施

（1）嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量：澆筑前對(duì)所有的原材料，均按有關(guān)規(guī)范抽檢其質(zhì)量指標(biāo)。澆筑過(guò)程中，由施工單位同監(jiān)理共同，不定期去攪拌站抽檢商品混凝土所用各種原材料質(zhì) 量及配合比例，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)糾正。

（2）按設(shè)計(jì)規(guī)定的高性能混凝土設(shè)計(jì)配合比 ：工程原設(shè)計(jì)用42.5R普通硅酸鹽水泥配制C40混凝土，考慮到筏板底板大厚度達(dá)800m m，采用42.5R普通硅酸鹽水泥水化熱較高，而且從高性能混凝土的要求考慮，采用42.5R礦渣硅酸鹽水泥可以滿足強(qiáng)度要求，故采用42.5R礦渣硅酸鹽水泥拌制混凝土，減少早期升溫過(guò)快。

（3）采用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)：采用補(bǔ)償收縮混凝土是防止有害裂縫出現(xiàn)的可行辦法。施工人員選出相溶性優(yōu)異的膨脹劑，并在摻量及膨脹率上予以充分考慮，為取得良好的防裂效果創(chuàng)造必要條件。

（4）增設(shè)構(gòu)造鋼筋防裂抗裂 ：在混凝土側(cè)立面增設(shè)10水平防裂鋼筋，使水平鋼筋間距不超過(guò)100 mm。該核心筒底板周長(zhǎng)很大，其收縮值會(huì)比較明顯，因此僅靠混凝土本身抗裂是不夠的。實(shí)踐證明，在構(gòu)造上適當(dāng)增加防裂抗裂鋼筋，對(duì)防止裂縫的出現(xiàn)起到了不可忽視的作用。

（5）采取嚴(yán)格的養(yǎng)護(hù)措施： 混凝土采用了3項(xiàng)養(yǎng)護(hù)措施：混凝土表面收光后立即覆蓋一層塑料薄膜，以防止早期失水出現(xiàn)塑性裂縫；根據(jù)測(cè)溫結(jié)果，適時(shí)在塑料薄膜上覆蓋2～3層棉氈保溫，同時(shí)在混凝土中部設(shè)置冷卻水管降溫；在塑料薄膜下適時(shí)補(bǔ)水，以保證水泥和膨脹劑發(fā)揮補(bǔ)償收縮作用的充分條件。

3. 施工中注重的問(wèn)題

3.1測(cè)溫點(diǎn)布置：測(cè)溫點(diǎn)布置的原則應(yīng)在不同施工區(qū)段、不同標(biāo)高處的混凝土溫升均能得到監(jiān)控。該承臺(tái)混凝土的施工方案為自北向南一次連續(xù)澆筑，混凝土的初凝時(shí)間控制在8～10 h，采用4臺(tái)混凝土泵自北向南全斷面推進(jìn)，混凝土供應(yīng)量應(yīng)保證在初凝時(shí)間內(nèi)，使流淌距離達(dá)11～15 m的混凝土得以振搗密實(shí)并能及時(shí)覆蓋。 而測(cè)溫點(diǎn)布置采用“V”型布置，在混凝土斷面上布置3～5個(gè)溫度傳感器，即1.5 m厚處為3個(gè)溫度傳感器，保證不同施工區(qū)段、不同標(biāo)高處的混凝土溫升均可在顯示屏上得到反映，從而及時(shí)掌握溫控工作的實(shí)際，及時(shí)采取補(bǔ)救措施。

3.2對(duì)于混凝土內(nèi)部的最高溫升控制： 影響混凝土內(nèi)部最高溫升的主要因素：混凝土配合比中的水泥強(qiáng)度等級(jí)、品種和水泥用量；混凝土入模溫度；混凝土澆筑厚度；混凝土內(nèi)部冷卻系統(tǒng)效率等。 方法是取兩個(gè)具有代表性的點(diǎn)：A點(diǎn)靠承臺(tái)北側(cè)（800mm厚）一個(gè)點(diǎn)；B點(diǎn)為核心筒底板1.5m厚上一個(gè)點(diǎn)。澆筑該承臺(tái)北側(cè)（A點(diǎn)）時(shí)的氣溫為36 ℃，混凝土入模溫度達(dá)29 ℃?；炷翝仓樞?yàn)閺谋毕蚰线B續(xù)澆筑，A點(diǎn)附近的混凝土最先完成澆筑，在較高入模溫度作用下，水泥加速水化放熱并在內(nèi)部積聚，混凝土中心最高溫度達(dá)到71.6 ℃，而1.5m厚的B點(diǎn)處混凝土內(nèi)部最高溫度只有70.1 ℃。這一現(xiàn)象與混凝土溫升規(guī)律不相符，究其原因在于泵送商品混凝土流動(dòng)性較大（出機(jī)坍落度在200 mm以上），混凝土澆筑過(guò)程中流淌距離長(zhǎng)達(dá)11～15 m，因此在B點(diǎn)客觀上形成了分層澆筑，從而使水泥水化熱得以分層釋放，避免了溫峰迭加，使B點(diǎn)最中心高溫升得以降低。

3.3關(guān)于混凝土溫差控制 ：

3.3.1人們習(xí)慣性認(rèn)為，大體積混凝土裂縫防治的關(guān)鍵在于控制混凝土內(nèi)外溫差小于25 ℃，最大不得超過(guò)30 ℃。但對(duì)于厚度和體量均較大，而且采取一次性連續(xù)澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，在混凝土溫升早期階段，這一限定可適當(dāng)放寬，這樣不僅降低了施工和溫控難度，而且有利于增進(jìn)混凝土（摻活性礦物摻合料）早期強(qiáng)度，提高混凝土自身抗裂能力。 基礎(chǔ)承臺(tái)1.5m厚A點(diǎn)處混凝土，在澆筑后16～24 h內(nèi)，混凝土中心與表面溫差一度達(dá)到30.4 ℃，測(cè)溫結(jié)束后檢查該處混凝土均未出現(xiàn)裂縫。主要是由于在混凝土澆筑早期升溫階段強(qiáng)度較低或呈塑性狀態(tài)，混凝土彈性模量很小，由變形變化引起的應(yīng)力很小，溫度應(yīng)力可忽略不計(jì)。但在混凝土降溫階段，溫差必須控制在30 ℃以內(nèi)，而且降溫速率不能過(guò)快，否則很容易引發(fā)溫度收縮裂縫。承臺(tái)處降溫速率平均為1.5 ℃/d，降溫速率平均為1.39 ℃/d。實(shí)踐表明，養(yǎng)護(hù)溫度越高，摻用活性礦物摻合料的結(jié)構(gòu)內(nèi)部混凝土強(qiáng)度越高。因此，承臺(tái)C40混凝土14 d強(qiáng)度應(yīng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的80%，由溫差引起的收縮 應(yīng)力遠(yuǎn)小于該齡期混凝土的抗拉強(qiáng)度，所以沒(méi)有出現(xiàn)溫差裂縫的產(chǎn)生。

3.3.2基礎(chǔ)承臺(tái)采用摻粉煤灰和膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土，增設(shè)了水平抗裂鋼筋，從材料和構(gòu)造角度提高了混凝土抗裂能力。同時(shí)采用分層澆筑，一次連續(xù)完成1800 m3混凝土的整體澆筑施工。在施工和養(yǎng)護(hù)期間，對(duì)全場(chǎng)混凝土進(jìn)行了溫度測(cè)控?；炷敛鹉ず?，側(cè)面平整光滑，表面未出現(xiàn)任何有害裂縫。該承臺(tái)混凝土施工實(shí)踐證明：（1）采用“雙摻”、補(bǔ)償收縮技術(shù)和60 d甚至90 d齡期強(qiáng)度驗(yàn)收，優(yōu)選配合，盡可能減少水泥用量，可以最大程度地降低混凝土溫升，為混凝土防裂抗裂創(chuàng)造有利條件；（2）增設(shè)抗裂構(gòu)造鋼筋，可有效減少混凝土表面裂縫；（3）混凝土施工采用分層澆筑，可延長(zhǎng)水泥水化放熱時(shí)間，減緩混凝土降溫速率，減小溫度應(yīng)力，有利于控制混凝土內(nèi)部收縮裂縫；（4）混凝土表面及時(shí)充分補(bǔ)水養(yǎng)護(hù)是充分發(fā)揮膨脹劑效能，防止有害裂縫出現(xiàn)的重要條件。

3.3.3對(duì)于混凝土溫差控制傳統(tǒng)認(rèn)為，大體積混凝土裂縫防治的關(guān)鍵在于控制混凝土內(nèi)外溫差小于25 ℃，最大不得超過(guò)30 ℃。但對(duì)于厚度和體量均較大，而且采取一次性連續(xù)澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)而言，在混凝土溫升早期階段，這一限定可適當(dāng)放寬，這樣不僅降低了施工和溫控難度，而且有利于增進(jìn)混凝土（摻活性礦物摻合料）早期強(qiáng)度，提高混凝土自身抗裂能力。 由于在混凝土澆筑早期升溫階段強(qiáng)度較低或呈塑性狀態(tài)，混凝土彈性模量很小，由變形變化引起的應(yīng)力很小，溫度應(yīng)力可忽略不計(jì)。但在混凝土降溫階段，溫差必須控制在30 ℃以內(nèi)，而且降溫速率不能過(guò)快，否則很容易引發(fā)溫度收縮裂縫。該承臺(tái)1.5 m厚處降溫速率平均為1.5 ℃/d，5 m厚處降溫速率平均為1.39 ℃/d。實(shí)踐表明，養(yǎng)護(hù)溫度越高，摻用活性礦物摻合料的結(jié)構(gòu)內(nèi)部混凝土強(qiáng)度越高。因此C40混凝土14 d強(qiáng)度應(yīng)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的80%，由溫差引起的收縮應(yīng)力遠(yuǎn)小于該齡期混凝土的抗拉強(qiáng)度，所以沒(méi)有出現(xiàn)溫度裂縫。

4. 綜上所述

基礎(chǔ)大體積混凝土，采用摻粉煤灰和膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土，增設(shè)了水平抗裂鋼筋，從材料和構(gòu)造角度提高了混凝土抗裂能力。同時(shí)采用分層澆筑，一次連續(xù)完成基礎(chǔ)混凝土的整體澆筑施工。在施工和養(yǎng)護(hù)期間，對(duì)全場(chǎng)混凝土進(jìn)行了溫度測(cè)控?；炷敛鹉ず?，側(cè)面平整光滑，表面未出現(xiàn)任何有害裂縫?；炷潦┕?shí)踐證明：（1）采用“雙摻”、補(bǔ)償收縮技術(shù)和60 d甚至90 d齡期強(qiáng)度驗(yàn)收，優(yōu)選配合，盡可能減少水泥用量，可以最大程度地降低混凝土溫升，為混凝土防裂抗裂創(chuàng)造有利條件；（2）增設(shè)抗裂構(gòu)造鋼筋，可有效減少混凝土表面裂縫；（3）混凝土施工采用分層澆筑，可延長(zhǎng)水泥水化放熱時(shí)間，減緩混凝土降溫速率，減小溫度應(yīng)力，有利于控制混凝土內(nèi)部收縮裂縫；（4）混凝土表面及時(shí)充分補(bǔ)水養(yǎng)護(hù)是充分發(fā)揮膨脹劑效能，防止有害裂縫出現(xiàn)的重要保證。

參考文獻(xiàn)

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[文章編號(hào)]1619-2737（2017）03-18-101

[作者簡(jiǎn)介] 郭小龍（ 1976.4-） 男，2012年中國(guó)石油大學(xué)（北京），學(xué)歷：本科畢業(yè)，職稱：工程師 現(xiàn)從事工程監(jiān)理工作。