高层建筑基础大体积混凝土施工质量控制探讨

摘要：本文介绍了高层建筑基础大体积混凝土的特点，对高层建筑基础大体积混凝土产生裂缝的原因进行了分析，并针对产生裂缝的各种原因，列举了大体积混凝土裂缝的防治措施，用以确保施工质量。

关键词：高层建筑基础大体积混凝土 施工

中图分类号： TU97 文献标识码： A 文章编号：

1前言

随着城市建设用地的日益减少，高层建筑以及其基地面积小、标志性强等特点逐步成为各个城市建设的发展趋势。高层建筑的基础因底板平面尺寸相对较大，所以一般均为大体积混凝土。与一般的混凝土相比较，大体积混凝土具有形体庞大、混凝土数量较多、工程条件复杂、施工技术和质量要求高、混凝土绝热温升高和收缩等特点。因此，大体积混凝土经常出现的问题不是力学上的结构强度，而是混凝土的裂缝。防止大体积混凝土的开裂，一直是工程技术人员关心和研究的主要课题。

2 高层建筑基础大体积混凝土的特点

高层建筑基础大体积混凝土如箱形基础和筏式底板，有以下特点：

(1)结构形式常采用现浇钢筋混凝土超静定结构，温差和收缩变化复杂约束作用较大，容易引起开裂。

(2)均为地下或半地下建筑，有防水要求，钢筋混凝土必须控制裂缝开展，一般不存在承载力不足问题。

(3)混凝土标号高，水泥用量多，水灰比大，收缩变形较大，经常会出现收缩裂缝。

(4)超静定的地下建筑结构，一般都能满足承载力要求，有较大的安全度，控制温度收缩作用是控制裂缝的主要因素。

(5)这些结构一般均为配筋结构，其构造配筋率约为O．2％～O．5％，控制裂缝必须考虑钢筋作用。

(6)控制裂缝的方法主要是靠改进构造设计，合理配筋及改进浇筑方案，加强养护等方法提高结构的抗裂性能。

(7)水化热升温较高，降温散热较快，收缩和降温共同作用是引起混凝土裂缝的主要原因。

3 混凝土产生裂缝的原因

3．1水泥水化热

水泥在水化反应过程中都要释放 一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。由内而外形成温度梯度，又由于受热膨胀形成内约束，致使混凝土内部产生托应力，当该拉应力超过混凝土极限抗拉强度时，混凝土表面就产生裂缝。

3．2外界气温变化

大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差，从而产生温度应力。这对大体积混凝土是极为不利的。温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下．大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达60～65℃并且有较长的延续时间。因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。

3．3混凝土的收缩

混凝土在逐渐散热和硬化过程会导致其体积的收缩．对于大体积混凝土，这种收缩更加明显。如果混凝土的收缩受到外界的约束，就会在混凝土体内产生相应的收缩应力．当产生的收缩应力超过当时的混凝土极限抗拉强度，就会存混凝土中产生收缩裂缝。影响混凝土收缩的主要因素是混凝土中的用水量、水泥用量及水泥品种。混凝土中的用水量和水泥用量越高，混凝土收缩就越大。水泥品种对干缩量及收缩量也有很大的影响 一般中低热水泥和粉煤灰水泥的收缩量较小。

自身收缩是混凝土收缩的一个主要来源。自身收缩与干缩一样，是由于水的迁移而引起的。但它不是由于水向外蒸发散失， 而是因为水泥水化时消耗水分造成凝胶孔的液面下降形成弯月面，产生所谓的白干燥作用，导致混凝土体的相对湿度降低及体积减小而最终自身收缩。自身收缩主要发生在混凝土拌合后的初期。因此存模板拆除之前，混凝土的自身收缩大部分甚至大部已经完成。大体积混凝土里即使水灰比并不低，自身收缩量值也不大，但是它与温度收缩叠加到一起，就要使应力增大，所以在水工大坝施工时早就将自身收缩作为一项性能指标进行测定和考虑。但是，许多断面尺寸虽不很大，且水灰比也不算小的混凝土，也必须考虑水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂影响。

4防止裂缝措施

1)单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增大。由于混凝土结构表面可以自然散热，实际上内部的最高温度，多数发生在浇筑后的最初3～5天。采用改善骨料级配、用硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量。

2)设计措施：① 精心设计混凝土配合比，在保证混凝土具有良好工作性的情况下，应尽可能降低}昆凝土的单位用水量，采用“ 低(低砂率、低坍落度、低水胶比)二掺(掺高效减水剂和高性能引气剂)一高(高粉煤灰掺量)”的设计原则，生产出“高强、高韧性、低热和高抗拉值”的抗裂混凝土。② 增配构造筋，提高抗裂性能，应采用小直径、小间距的配筋方式，全截面的配筋率应在0．3％～0．5％之间。③ 避免结构突变产生应力集中，在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施。

3)拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。

4)热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。

5)在混凝土中埋设水管，循环冷水或冷气冷却。

6)规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。

7)施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。

8)为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性．正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一，例如使用减水防裂剂。

9)混凝土的早期养护：实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。

10)大体积混凝土的浇筑：浇筑方案，除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一层新混凝土覆盖并捣实完毕外，还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响。

11)选择级配良好的骨料：骨料存大体积混凝土中所占比例一般为混凝土绝对体积的80％～83％。因此在选择骨料时，应选择线膨胀系数小、岩石弹模较低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料。

5 结语

总的来看，高层建筑基础底板大体积混凝土施工过程中，只要遵循前文提到混凝土原材料以及配合比的优选，做好施工前的准备，采用施工中的．各种技术措施，加强混疑土的养护等，高层建筑基础底板设计的要求一定能够达到。