浅析梅钢4#焦炉基础底板裂缝控制技术

摘要：本文结合工程实例对大体积混凝土结构裂缝的产生原因进行了分析，工程实践表明，通过在设计上采取合理的结构形式，设置后浇带及加强构造配筋，在施工上选用合适的浇筑方式和入模温度，加强混凝土浇筑后的养护等措施，可有效防止混凝土裂缝的产生，具有一定的实际意义。

关键词：大体积混凝土结构；裂缝控制；后浇带；温度

中图分类号：TV544+.91文献标识码： A 文章编号：

建筑结构的功能必须满足两种极限状态的要求：一种是承载能力的极限状态，以确保结构不产生破坏，不失去平衡，不产生破坏时过大的变形，不失去稳定，即不超过承载力的极限状态；另一种是正常使用的极限状态，以确保结构不产生超过正常使用状态的变形、裂缝及耐久性、振动以及其他影响使用的极限状态。

裂缝是影响正常使用极限状态的主要因素。裂缝产生的原因主要是变形作用(温度变形、收缩变形、基础不均匀沉降变形等)。变形作用引起的裂缝涉及到结构设计、地基基础、施工技术、材料质量、环境影响等方面。因此，混凝土结构裂缝控制技术便可以从上述几个方面着手。

1工程实例

梅钢炼焦二期主体工程炼焦车间4#焦炉基础底板为现浇钢筋混凝土结构，Φ800钻孔灌注桩桩基，底板长106.1m，宽18m。厚度：两端抵抗墙处为1.7m，其余位置厚1.2m，相对应的底部标高分别为-5.500和-5.000。底板为C30砼，底板在板中央设置两条800mm宽的横向后浇带，后浇带采用C35无收缩混凝土配制，在底板施工完45天后施工。钢筋保护层40mm。

2 结构设计

本工程基础底板设计采用直径800的钻孔灌注桩基础，共366根，承载力特征值3780KN

底板基础沉降在可控范围内，能有效控制基础由于不均匀沉降引起的沉降裂缝。设计主要考虑结构温度收缩应力因素所引起的裂缝。

2.1设置后浇带

混凝土结构的长度是影响结构温度收缩应力控制结构开裂与否的重要影响因素之一。本工程底板结构长106.1m，长度较长，设计采取在底板中央设置两条800mm宽的横向后浇带（图1），后浇带采用C35无收缩混凝土配制，在底板施工完45天后施工。在这段时间内，后浇带两侧的混凝土收缩自由，且绝大部分能完成收缩。后浇带起到的作用是释放混凝土硬化过程中体积收缩而产生的收缩应力，使结构因收缩应力而引起的开裂现象得到有效控制。

图1

2.2加强构造配筋

混凝土膨胀要通过钢筋和邻位约束才能在结构中建立预压应力，所以要求采用细而密的配筋原则。由于配筋率对结构抗裂影响很大，在进行结构设计时很有必要适当增加配筋率。对连续式混凝土楼板不适合采用分离式配置板筋，最好采用双层双向连续式配筋。本工程底板结构采取双层双向连续式配筋，构造配筋为Ø12,间距为200。水平筋放在受力钢筋外侧，确保混凝土保护层厚度。

3 施工管理

基础底板属于大体积砼，除满足一般砼施工要求外，还应确保砼浇灌的连续性，控制温差、防止裂缝。

3.1混凝土的振捣

底板砼采用从低洼处向高处推移浇筑的形式进行。由于底板的面积较大必须分层下灰，每层不得超过500m m，并捣成阶梯形，随着阶梯形的不断延长，连续向前推进。（图2）

图2

砼捣固时应遵循“快插慢拔、分层捣实”的原则，捣固时间长短要适度，振动棒每次动的振捣中心距离不得超过500mm，插入点采取交错式排列，插入下层砼不少于50mm，严禁漏振。

3.2优化配合比，降低砼的入模温度

选用低水化热的42.5矿渣水泥；并掺入一定配合比的粉煤灰或超细矿粉等，降低砼中水泥用量，改善砼的和易性，降低水化热；掺缓凝减水剂，延缓水化热释放的速度，使峰值有所降低，降低水灰比，提高砼质量。

3.3控制好砼原材料质量

粗骨料：粗骨料粒径增大，可以减少用水量和水泥用量，从而可以减少砼的自身收缩。粗骨料必须是连续级配，针片状含量不得超标，可以减少砂率及细粉料含量，达到减少砼自身收缩的目的。但粗骨料最大粒径应满足结构钢筋净间距要求。细骨料：宜采用细度模数2.5以上的中、粗砂，细骨料级配合理，从而降低砼的收缩值。

3.4监测温度

针对本工程，设置测温孔，派专人采用水银温度计进行混凝土内外温度测定，砼浇筑后1～3天间隔2小时一次，，4～7天间隔4小时一次，其后间隔8小时一次，并做好实测记录。施工中及时掌握砼水化热升降规律，不同位置和深度的温度变化情况。混凝土内外温差不得超过25℃，如发现超过时，应采取局部或全部加厚保温层，以减缓降温速度，缩小温差。

测温孔采用Φ48钢管埋设（具体布置见下图3）

图3

3.5混凝土的保湿养护

在浇筑完毕后的24小时以内对混凝土加以覆盖并及时浇水, 浇水次数应能保持混凝土处于湿润状态。

混凝土养护阶段，浇筑体的温差已基本确定，温度控制应转为降温速度和内表温差的控制。控制的目标均可通过对混凝土浇筑体表面的覆盖保温养护来实现。

对大体积混凝土采取15天的长时间养护，以延缓降温降湿的时间及速度，减少内外温差，充分发挥混凝土的应力松驰和体积徐变效应，提高砼的抗拉性能。

当混凝土表面温差不大于20℃，块体中央部分和表面温差不大于15℃时方可拆模。

4 结语

混凝土裂缝形成原因十分复杂，往往多个因素共同作用，因此必须采取综合措施才能见效。以本工程的裂缝控制措施为例，说明通过做好各方面的裂缝成因分析，采取几种措施联合作用．控制大体积混凝土底板不产生超过正常使用状态的变形、裂缝，从而确保工程质量。

参考文献：

[1] 中国十九冶，《梅钢炼焦二期主体工程4#焦炉基础底板施工方案》

[2] 周松盛等，《最新建筑技术手册》,合肥：安徽科学技术出版社，2006.6

[3] 古田，从设计方面采取措施控制温度效应[J] ，科技资讯，2012，NO26：61