浅析大体积混凝土的裂缝控制

摘要：随着我国经济的发展，工程建设规模的不断扩大，大体积混凝土在结构中的应用越来越广泛。随之而来，如何克服裂缝成为了具有相当普遍性的问题。作为长期困扰大体积混凝土的难题，裂缝的成因涉及到建筑材料、设计、施工和管理等多方面。本文仅就笔者浇筑的筏板基础对大体积混凝土的裂缝成因及其控制技术进行浅析。

关键词：大体积混凝土；裂缝；浇筑；控制

中图分类号：TV544+.91文献标识码：A 文章编号：

引言：

近年来，随着大体积混凝土愈来愈多地应用于众多工程,对大体积混凝土的研究不断深入，针对裂缝的控制技术越趋成熟。

1．大体积混凝土的概念

大体积混凝土指的是混凝土结构物实体最小几何尺寸不小于lm 的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。例如，高层建筑的箱形基础、筏式基础等，都属于大体积混凝土的范畴。这些大体积混凝土具有结构厚，体形大、钢筋密，方量多,施工条件复杂和施工技术要求高等特点，除了必须满足强度、刚度、整体性和耐久性要求外，还存在如何控制和防止温度应力,有害裂缝产生等难题。

2．大体积混凝土产生裂缝的原因

大体积混凝土产生裂缝的原因有很多，但最主要的原因是水泥水化热引起的温度应力和温度变形。由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升。而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差。就笔者浇筑的筏板基础来看，在混凝土浇筑后3～5天内，混凝土内部温度将达到最高。当混凝土内表温差过大时，就会产生温度应力和温度变形。而温度应力或变形一旦超过了混凝土内外的约束力，就会产生裂缝。这也是大体积混凝土容易产生裂缝的主要原因。

因此，防止大体积混凝土出现裂缝的关键就是控制混凝土的里表温差，这也是笔者在筏板基础浇筑前拟定的施工要点。

3．如何防止大体积混凝土的开裂

为了防止筏板基础产生贯穿性裂缝，笔者采取了多种措施。

3.1浇筑前的准备措施

3.1.1原材料控制

本次筏板基础采用商品砼浇筑，为降低混凝土浇筑过程中的水泥水化热，减少裂缝产生的几率，我特地对原材料做了以下调整：

（1）、要求商品砼公司采用矿渣硅酸盐水泥，并在不影响强度的基础上，通过调整配合比，减少水泥含量。

（2）、尽量采用粒径较大的碎石充当骨料，但应符合泵送要求。

（3）、适当掺加减水剂和缓凝剂，降低游离水含量，减缓水化热放热速度。

（4）、掺入适量膨胀剂，使混凝土在早期湿养护时体积微膨胀，以期补偿混凝土早期失水收缩产生的收缩裂缝。

（5）、采用拌和水掺冰降低水温，对砂石骨料遮阳防晒或喷凉水冷却，散装水泥提前储备，避免新出厂水泥温度过高等措施，来降低混凝土的出机温度。

3.1.2温度控制

（1）、测温准备

为确保能随时跟踪混凝土里表温差，满足小于25℃以及混凝土内部温度不高于80℃的要求，我委托了省一站对筏板进行了测温追踪。在筏板内部（中部、表面、底部）分别预留了测温孔，通过电子测温仪对测点进行定时测温。

（2）、降温准备

因施工时，正处于夏季，气温较高。为防止温度应力引起裂缝，我收集了混凝土原材料的相应参数，并经周密分析，计算出温度(包括收缩)应力。在此基础上，我拟定了采用冷却水循环的降温养护措施。待浇筑的筏板基础，总长度约51m，总宽度约33.4m，筏板厚1.7米，局部厚度2.5m。为均匀降温，我采用Φ50*2的薄壁钢管，在1.7m厚的筏板上下布置两层，下层从底板向上0.6m，上层从顶板向下0.5m，上下层之间为0.6m，水平间距为1.0m，上下层错开0.5m布置。在2.5m厚的筏板电梯坑部位以下布置三层，下层在坑底上0.9m处，中层在坑底以上1.8m处，上层在坑底上2.7m处，当遇到坑洞时，从坑边绕开通过。冷却管放置在钢筋支架上，钢筋支架固定在受力钢筋的内支撑槽钢上。冷却水管的走向，在1.7m厚筏板处以东西方向布置，长度在200m以内布置呈水平U字形，一进一出，一头进水，另一头出水，送至基础顶面以上通至基础边东侧集水池。

待砼浇筑完毕后24小时，以测温结果确定冷却水的通水时间。当砼的内部温度达到正常时和里表温差小于25℃时，可以停止通水。但须注意，砼的降温速率不应大于2℃/天。

3.2浇筑过程中的施工措施

3.2.1浇筑方式的选择

根据整体连续浇筑的要求，结合结构尺寸的大小、钢筋疏密、混凝土供应条件等具体情况，大体积混凝土浇筑一般选用以下三种方法：全面分层、分段(块)分层和斜面分层。依照筏板基础的长、宽和厚度尺寸，我采用了大斜面分层连续浇筑的方法，按50cm厚为一浇灌层进行覆盖作业。即由筏板一端底部下口开始浇筑，每层均由下向上找坡浇筑，坡度根据混凝土坍落度120～160mm的数值选为1:3，每层铺灰厚度不大于50cm。先分层施工局部2.5米厚的筏板砼，然后再自北向南，边打边退，一次整浇完成。这种自然流淌形成斜坡的浇筑方式能较好的适应泵送工艺，提高施工效率。

3.2.2振捣的操作要点

随着每层斜层混凝土浇筑，随层用振捣棒进行振捣，要求每次振捣时，振捣棒应插入下层未初凝的混凝土中不小于50mm，以利于上下两层混凝土接触面密实。振捣时应顺着每层斜面由下向上逐渐插点振捣。根据振捣棒有效作用半径为棒长1.25倍的依据，每层斜面应由下向上等距插6个点振捣。振捣程序以坡面出现返浆，不再冒气泡时为准。

为保证每层振捣时，振捣棒端部插入下层末初凝的混凝土中50mm，采取在振捣棒软轴上以每500mm长度间隔箍几圈彩色胶带，圈数为从下往上每过500mm加一圈，振捣时以外露胶带圈圈数来控制振捣棒下插深度。

3.2.3泌水的处理

由于混凝土中水的比重小，早期将出现表面泌水现象。距底板侧壁较近处的泌水，将通过侧壁上开设的泄水孔流入筏板边的集水坑中；板面中央的泌水有专人用软扫把扫入底板中的集水坑内，再用软塑料管抽走。该坑待泌水排除完后，用强度高一级的防水混凝土灌实。

3.2.4混凝土浇筑温度的监测

在浇筑过程中，对混凝土的出机温度进行布控，严格控制浇筑温度，保证不超过计算的控制标准，以便控制混凝土浇筑后的温度升高峰值。

3.3浇筑后的养护措施

3.3.1养护顺序及方式

由于浇筑时间较长，前后混凝土的凝固时间不同，我决定采取先浇先养，后浇后养的顺序进行养护。混凝土浇筑完并表面搓平后，及时用塑料薄膜满盖，以防水分散失。12小时后，覆盖毡毯洒水进行养护。24小时后采用蓄水养护法，养护时间不少于7天，蓄水深度不小于20mm。如水温过高，应及时换水，始终保持混凝土表面与大气温差不超过20℃。然后再采用自然养护，养护时间不少于7天。

3.3.2温度监控及降温

通过浇筑前预埋的测温点，采用电子测温仪对筏板基础内部（中部、表面、底部）的温度和环境气温的变化情况进行监控。根据实测温度值和绘制的温度升降曲线，我分别计算出各降温阶段产生的混凝土温度收缩拉应力，及其累计总拉应力值。若其不超过同期龄的混凝土抗拉强度，则表示前期所采取的防裂措施能有效地控制预防裂缝的出现，不致于引起结构的贯穿性裂缝；若超过该阶段时的混凝土抗拉强度，则须立即采取加强养护和保温措施，使混凝土缓慢降温和收缩，提高该龄期混凝土的抗拉强度、弹性模量发挥徐变特性等，以控制裂缝的出现。

4．结束语

通过实施以上措施，我收得了很好的成效。筏板基础浇筑至今一年多，未出现一道有害裂缝。实践证明，在大体积混凝土施工中，只要我们事先周密部署，事中严格布控，事后及时养护并建立应急处理机制，有害裂缝是完全可以控制甚至避免的。

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