某基础施工中大体积混凝土裂缝控制及施工质量控制

摘要：随着高层建筑的迅猛发展，大体积混凝土得到了越来越广泛的应用。本文作者结合工程实例，对大体积混凝土基础工程的质量控制以及监督进行分析；仅给予参考；

关键词：办公综合楼；基础工程；大体积混凝土；裂缝控制；质量控制

Abstract: along with the rapid development of high buildings, large volume concrete have been applied more and more. In this paper the author combined with practical engineering, the mass concrete foundation engineering quality control and supervision and analysis; Only give reference;

Keywords: office building; Basic engineering; Mass concrete; Crack control; Quality control

中图分类号：TV544文献标识码： A 文章编号：

1工程概况

本工程位于重庆某工业园区，是某办公综合楼，为框前结构，地下二层，地上十六层，建筑面积16389m2，设计采用桩基和钢筋混凝土筏式基础，筏板兼作地下室底板，底板厚度为1.6，平面尺寸30.35m×39.20m，底板混凝土浇筑量约1900m3，混凝土强度等级C30，抗渗等级S6，底板上下各配置双向双层φ25@200钢筋，中部配置双φ16@500构造钢筋。

2裂缝控制措施

大体积混凝土施工过程中，由于混凝土中水泥的水化作用是放热反应，大体积混凝土自身又具有一定的保温性能，因此其内部温升幅度较其表层的温升幅度要大得多，而在混凝土升温峰值过后的降温过程中，内部降温速度又比其表面慢得多，在这些过程中，混凝土各部分的温度变形及由于其相互约束及外界约束的作用而在混凝土内产生的温度应力，是相当复杂的。在混凝土降温阶段，由于混凝土降温收缩和硬化收缩共同作用，在混凝土中容易产生第二种裂缝（收缩裂缝）。

2.1表面裂缝控制

为了避免大体积混凝土基础出现表面裂缝，使其内部温度与表面温度之差尽量减小，满足《规范》规定的温差限值25℃的要求，采取了三个方面的措施。

2.1.1内部温度控制

要降低混凝土内部的最高温升，就要在满足混凝土强度等技术指标的前提下降低每1m3混凝土中的水泥用量及选用水化热较低的水泥。本工程采取了以下措施。

（1）选用优质水泥：采用某公司生产的52.5普通水泥。

（2）控制粗细骨料质量：选用5~40mm连续级配的碎石，含泥量不超过1%；选用细度模数在3.1左右的中粗砂，含泥量不超过2%。

（3）采用“双掺技术”：掺用Ⅱ级粉煤灰；掺用TW-4型高效缓凝减水剂，减水率20%左右，可减少水泥用量15%~20%，与基准相比，可延缓凝结时间8～10h。

（4）优化混凝土配合比：经检测室多组试配比较，确定该基础混凝土配合比如表1（单位：kg/m³）。

经试配确定混凝土初凝时间13h，终凝时间14h。

表1混凝土配合比

（5）内部温度预控：大体积混凝土浇筑后因水泥水化热升温而达到的最高温度，等于混凝土成型时温度与水泥水化热引起的温升峰值之和。水泥水化热引起的的混凝土内部实际最高温升，与混凝土的绝热温升有关。最高绝热温升计算公式为：

式中=最高绝热温升，℃；

W——每1m³混凝土的水泥用量，本工程311kg/m³；

——单位水泥28d的累积水化热，本工程3.75×105J/kg；

c——混凝土的比热，993.7J（kg·K）；

γ——混凝土的密度，2400kg/m³。

本工程中=311×3.75×105/（993.7×2400）=48.9℃根据文献[ 2 ]的统计资料显示（ 见图1 ） ， 对于浇筑厚度H=1.0～2.5m的混凝土，混凝土浇筑后内部的实际最高温度皆发生在第3天。

图1/与龄期t的关系曲线

（2）

式中——混凝土浇筑后内部的最高温度，℃；

——混凝土内部实际最高温升，℃；

——混凝土成型时温度，℃。

根据图1.2.17-1得出：=T3=0.49=0.49×48.9=24℃。即

=24℃+

2.1.2成型时的温度控制

混凝土成型时的温度可由混凝土拌合物的温度混凝土拌和物的出机温度及混凝土拌和物运输及浇筑时的温度增量等计算确定。根据文献[2]公式计算（过程略），本工程混凝土成型时的温度To约为15～20℃（环境温度15～25℃，施工用水温度12～18℃），混凝土浇筑后内部的最高温度TH约为39～44℃。为降低混凝土浇筑后内部的最高温度，控制混凝土拌和物温度和出机温度是一个有效的措施。本工程施工中，在砂、石堆场塔设了简易遮阳棚，施工用水采用深井地下水，搅拌机棚顶定时淋水降温，有效地降低了拌和物温度和出机温度。

2.1.3表面温度控制

工程施工时要对大体积混凝土表面实行保温潮湿养护，使其保持一定温度，或加热养护，是防止混凝土内部和外表面产生过大的温差而引起表面裂缝的有效措施。本工程采用保温潮湿养护，即在混凝土终凝后在其表面铺盖五彩塑料布加盖草袋进行保温潮湿养护，减小混凝土内外温差，延缓混凝土的降温速率。

2.2收缩裂缝控制

混凝土收缩裂缝产生在降温阶段，即当混凝土降温时，由于逐渐散热而产生收缩，再加上混凝土硬化过程中，由于混凝土内部拌和水的水化和蒸发，以及胶质体的胶凝作用，促使混凝土硬化时收缩。要防止大体积混凝土的收缩裂缝，就要解决混凝土降温收缩和硬化收缩这两个问题。

2.2.1温度应力

混凝土是由多种材料组成的。由于组成混凝土的多种材料的性能的多样性，以及混凝土施工工艺和养护环境的多样性，混凝土的温度应力变化是十分复杂的。本工程H/L=1600/39200=0.041＜0.2，符合计算假定要求。由收缩引起的最大温度拉应力计算公式为：

（3）

式中——收缩引起的最大温度拉应力，N/mm2；

E——混凝土一定龄期时的弹性模量，N/mm2；

a——混凝土的线膨胀系数，1.0×10-5/℃；

T——结构计算温差，℃；

S——应力松弛系数；

L——结构长度，本工程为39200mm。

其中：β=√/（HE）

式中——阻力系数，本工程地基土为坚硬砂质黏土，取值0.1N/mm³；

H——结构厚度，本工程为1600mm。

经过计算（过程略），混凝土收缩引起的最大温度拉应力=0.96N/mm²，而该混凝土28d龄期时的抗拉强度设计值f28=1.5N/mm²。＜f28，本工程基础底板不会由于降温温差和混凝土收缩而形成收缩裂缝。

2.2.2最大整浇长度计算

最大整浇长度，即是平均伸缩间距。本工程基础底板为结构自防水，因此有必要对最大整浇长度进行复核。最大整浇长度计算公式为：

1.5√HE/HE//Cxarcosh[︱αT︱/（︱αT︱-εP）] （（4）