大體積混凝土的施工與措施

摘要：介紹了建筑的大體積砼的特點，及其對大體積砼工程中所取得的成就，介紹大體積砼結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原因并以材料、施工、設(shè)計和維護等幾個方面進行了綜合解決，并提出預防和和減少砼裂縫的方法和施工中所要注意的幾個問題。

關(guān)鍵詞：大體積砼；裂縫；控制

中圖分類號：TD229文獻標識碼：A

1建筑工程大體積混凝土的特性

大體積混凝土，國內(nèi)尚無一個確切定義。日本建筑學會標準（JASS5）中規(guī)定：“結(jié)構(gòu)斷面最小厚度在80cm以上的，同時水化熱引起混凝土內(nèi)部的最高溫度與外界氣溫之差預計超過25°C混凝土，稱為大體積混凝土”。美國混凝土學會（ACI）中規(guī)定：“任何就地澆筑的大體積混凝土，其尺寸之大小，必須要求采取措施解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，并以最大限度減少開裂”。

近十幾年來，由于高層建筑的發(fā)展，其基礎(chǔ)多采用了箱基等大體積混凝土，具有以下幾個特點：

混凝土設(shè)計強度較高，單方水泥用量較多，水化熱引起的混凝土內(nèi)部溫度較一般混凝土要大的多；結(jié)構(gòu)斷面內(nèi)配筋較多，整體性要求較高；基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)大多埋置地下，雖然受外界溫度變化的影響較小，但要求抗?jié)B性能較高。

因此，控制混凝土的內(nèi)外溫差和溫度變形而造成的裂縫，提高混凝土的抗?jié)B、抗裂和抗侵蝕性能，是建筑工程中大體積混凝土施工中的一個極為關(guān)鍵的問題。

對大體積混凝土的溫度控制，目前國內(nèi)尚無正式規(guī)定，過去曾提出內(nèi)外溫差應(yīng)控制在20°C以內(nèi)，南方一些地區(qū)規(guī)定控制在25°C以內(nèi)。寶鋼工程的大體積混凝土施工，溫度控制在30°C。從國內(nèi)的施工實踐來看，混凝土的溫升和溫差與表面系數(shù)有關(guān)，單面散熱的結(jié)構(gòu)斷面最小厚度75cm，雙面散熱在100cm以上，水化熱引起混凝土內(nèi)外最高溫差預計超過25°C的混凝土結(jié)構(gòu)，可按大體積混凝土施工。

20世紀80年代以來，全國一些大城市建造了一批高層建筑和高聳構(gòu)筑物。這些建筑物的基礎(chǔ)，大多采用大體積混凝土，通過這些工程的實踐，促進了大體積混凝土施工技術(shù)的發(fā)展。

對大體積混凝土工程的研究，取得不少成就，主要有：在設(shè)計上，改善了大體積混凝土的約束條件以及結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)，提出了行之有效的措施；在施工技術(shù)上，從選料、配合比設(shè)計、施工方法、施工季節(jié)的選定和測溫養(yǎng)護等，采取了一系列綜合性的措施，有效克服了大體積混凝土的裂縫問題。

2大體積混凝土的施工

2.1施工工藝

大體積混凝土施工，一般在低溫條件下進行，即最高氣溫≤30°C為宜。當氣溫大于30°C時，應(yīng)周密分析和計算溫度應(yīng)力，并采取相應(yīng)的降低溫差減少溫度應(yīng)力的措施。

混凝土的配制，應(yīng)嚴格掌握各種原材料的配合比。混凝土的攪拌時間為，自全部拌合料裝入攪拌筒內(nèi)起到卸料止，一般不少于1.5min～2min。雨季施工期間，應(yīng)勤測含水量，并隨時調(diào)整用水量和粗細骨料用量。

攪拌后的混凝土，應(yīng)及時運至澆筑地點，入模澆筑。在運送過程中，要防止混凝土離析、灰漿流失、坍落度等變化現(xiàn)象，如發(fā)生離析現(xiàn)象，必須進行人工二次拌合方可入模。

2.2施工中注意的問題

2.2.1泌水和浮漿的問題

大體積混凝土施工，由于混凝土采取分層澆筑，上下層施工的間隔時間較長（一般為1.5～3h，即控制在凝結(jié)前），因此各澆筑層易產(chǎn)生泌水層，采用泵送混凝土施工時，尤為嚴重。解決的辦法是，可在結(jié)構(gòu)四周側(cè)模的底部開設(shè)排水孔，使多余的水分從孔中自然排走，或利用正式設(shè)計的集水坑或人為的“水潭”，將多余水分集中后用專門的軟軸泵或隔膜泵抽水排出。對于墻體等豎向結(jié)構(gòu)，可用調(diào)整配合比和坍落度的辦法解決。

2.2.2后澆縫的留置與處理

大體積混凝土施工中，合理的分縫分塊，不僅可以減輕約束作用，縮小約束范圍；同時也可利用澆筑塊的層面進行散熱，降低混凝土內(nèi)部的溫度。另外，尚可滿足綁扎鋼筋、預埋螺栓等工序的操作需要。但接縫的處理必須滿足防止?jié)B漏水的要求。

后澆縫的設(shè)置和處理如設(shè)計無規(guī)定時，其間距一般為20～30m，縫寬1m，可在后澆縫形成40d后封閉，冬期可適當延長。封閉前，應(yīng)仔細鑿毛，并將鋼筋按設(shè)計要求連接好，再用比原設(shè)計砼強度提高一級補償收縮混凝土（亦可在普通混凝土中摻入膨脹劑）將縫灌密實。

2.2.3模板工程

大體積混凝土施工時，模板承受著混凝土的側(cè)壓力及振搗混凝土的振動力，必須保證模板及其支撐體系的可靠性，防止模板產(chǎn)生過大變形。

對于大體積混凝土模板，不能完全套用常規(guī)方法進行配置，而應(yīng)根據(jù)實際受力情況，對模板、立柱、拉桿及支撐系統(tǒng)的所有構(gòu)件，進行設(shè)計計算，爭取足夠的安全儲備量。

大體積混凝土對模板的剛度要求較高，在有條件的時候，宜優(yōu)先使用鋼模板。采用木模板時，澆筑混凝土前應(yīng)充分濕潤，防止木模吸收混凝土表面水分后膨脹變形。

3防止大體積混凝土裂縫的措施

合理選擇混凝土的配合比，選用水化熱低和安定性好的水泥，在滿足設(shè)計強度要求的前提下，盡可能減少水泥的用量，以減少水泥的水化熱。從實踐經(jīng)驗看來，水泥用量控制在450kg/m3可以防止裂縫出現(xiàn)。

控制石子、砂子的含泥量不超過1%和3%。

應(yīng)根據(jù)施工季節(jié)的不同，分別采用降溫法和保溫法施工。夏季用降溫法施工，即在攪拌混凝土時摻入冰水，一般溫度控制在5~10℃，在澆筑混凝土后采用冰水養(yǎng)護降溫，注意水溫和混凝土溫度之差不超過20℃，采用覆蓋材料養(yǎng)護。冬季采用保溫法施工，利用保溫模板和保溫材料防止冷空氣侵襲，達到減小混凝土內(nèi)外溫差的目的。

采用分層分段法澆筑混凝土。分層振搗密實以使混凝土的水化熱能盡快散失。采用二次振搗的方法，增加混凝土密實度，提高抗裂能力，使上下兩層混凝土在初凝前結(jié)良好。也可采用下層混凝土面上預留溝槽，加強上下層混凝土的連接。

作好測溫工作，控制混凝土的內(nèi)部溫度與表面溫度，以及表面溫度與環(huán)境溫度之差不超過25℃。

在混凝土中摻加少量磨細的粉煤灰和減水劑，減少水泥用量。可摻加緩凝劑，推遲水化熱的峰值期。

摻入適量微膨脹劑或膨脹水泥，使混凝土得到補償收縮，減少混凝土溫度應(yīng)力。

改善約束條件。根據(jù)工程特點，采取某些措施，降低外約束力。例如：在大體積混凝土下設(shè)置滑動的墊層，作法是在墊層混凝土上，鋪一層低強度水泥砂漿，降低新舊混凝土之間的約束力。防止護坡樁對混凝土約束力，在大體積混凝土四周與護坡樁之間砌筑隔離墻，既作為模板，又減小了大體積混凝土外約束力。

設(shè)置后澆縫。當大體積混凝土平面尺寸過大時，可以適當設(shè)置后澆縫，以減小外約束力和溫度應(yīng)力，同時也有利于散熱，降低混凝土的內(nèi)部溫度。

分層澆筑時，為了保證每個澆筑層上下均有溫度筋，設(shè)計者應(yīng)將溫度筋作適當調(diào)整。溫度筋宜細密，一般用?準8鋼筋，間距為15cm，雙向布筋，這樣可以增強抵抗溫度應(yīng)力的能力。上層鋼筋的綁扎，應(yīng)力爭在澆筑下層混凝土后進行，這樣便于混凝土的保溫覆蓋和保持鋼筋的整潔。對于一次綁扎成形的鋼筋網(wǎng)架，混凝土下料高度過大時，應(yīng)采用溜槽或串筒下料，防止混凝土的離析。

混凝土中摻加一定數(shù)量毛石。可以減少水泥用量，毛石還可吸收混凝土中一定的水化熱，這是防止大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的一種良好措施。

小結(jié)

大體積砼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)裂縫預防和控制是一門邊緣科學，也是一項系統(tǒng)工程，必須以材料、設(shè)計、施工和維護四個方面加以綜合解決。設(shè)計方面，要積極采用先進技術(shù)，配合成熟的技術(shù)措施，抗放兼施，以抗為主，在理論上提出可行的控制措施，在實踐操作中采用切實可行的技術(shù)，在經(jīng)濟上合理節(jié)約。材料配置，施工組織方面，要科學組織，合理安排，確保大體積砼的質(zhì)量，嚴格按照施工規(guī)范，施工操作規(guī)程操作，不斷改進操作工藝，加強養(yǎng)護，以預防和減少大體積砼裂縫的產(chǎn)生，將工程裂縫損害控制到最小程度。

參考文獻

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[2]高層建筑建筑施工手冊. 中國建筑出版社.

[3]大體積混凝土施工手冊[M].中國建筑工業(yè)出版社.