建筑工程中基礎大體積砼的施工技術及裂縫控制分析

摘要：隨著社會經濟和建筑技術的快速發展，建筑規模不斷的擴大，大型的現代化建筑不斷涌現，出現很多大體積混凝土的施工，基礎底板混凝土越來越厚，對施工單位提出了更高的施工要求。本文通過分析大體積混凝土的特點和裂縫產生的原因，從原材料選擇、混凝土配合比、鋼筋配置、溫度檢測和養護等方面的技術措施，控制底板大體積混凝土的施工質量，并達到其施工質量要求。

關鍵詞：建筑工程；大體積砼；混凝土配合比；溫度檢測

1 基礎大體積砼的特點及裂縫產生的原因

大體積砼是指其最小斷面的尺寸仍大于1000mm以上的砼結構，其具有形體龐大、混凝土數量較多、工程條件復雜、施工技術和質量要求高、混凝土絕熱溫升高和收縮等特點。在建筑施工中常見的大體積砼的裂縫并不是力學上的結構強度造成的，而是大體量混凝土水泥水化熱所產生的溫度、收縮變形導致的裂縫。具體原因分析如下：

1.1 內外約束條件產生的拉應力，易于引發表面裂縫

通常大體積砼的體積變化受內約束和外約束兩種條件約束產生內應力，易引發表面裂縫。內約束是由于內部水泥水化熱不易散發，表面則易于散發，內部體積膨脹，表面則體積收縮（特別是遇氣溫驟降或過水），受內部約束，產生拉應力。而外約束是指結構物的邊界條件，一般指基礎或其他外界因素對結構物的約束，水泥水化后期，散發熱量大于放熱量，構件溫度降低，體積收縮，受邊界條件約束，產生拉應力。在兩種約束條件共同作用下，大體積砼表面易產生裂縫。

1.2 大體積砼溫度變形產生的拉應力超過抗拉強度導致裂縫

混凝土是脆性材料，抗壓能力較高，抗拉能力較低，抗拉強度僅為抗壓強度的1/10左右，極限拉伸也很小，通常不足1×10－4。大體積混凝土溫度變形受約束時產生的拉應力很容易超過極限拉伸而產生裂縫。大體積混凝土結構設計中，通常要求不出現拉應力或只出現很小的拉應力。但施工中，大體積混凝土結構由于溫度的變化而產生很大的拉應力，要把這種溫度變化所引起的拉應力限制在允許范圍以內是非常困難的。

1.3 砼強度級別高，水泥用量較大，收縮變形大，產生裂縫

混凝土體積越大，水泥總用量相對大，水泥水化產生的熱量越不易散發，溫升越高，引起的體積變化也越大。大體積混凝土澆注后，內部溫度遠較外部高，形成較高的溫差，造成內漲外縮，使構件表面產生很大拉應力以至開裂。對于大體積砼施工階段來說，由于溫度變形而引起的裂縫，可稱為“初始裂縫”或“早期裂縫”。

2 現代建筑工程施工中基礎大體積砼常見的施工技術

2.1 二次振搗技術

二次振搗技術，對提高砼的抗裂性具有重要作用，大量的施工實踐表明，對已經完成澆筑但尚未凝固的砼加強二次振搗工作，能有效避免砼由于水平鋼筋下部產生的水分及空隙等，以此提高鋼筋與砼之間的凝聚力，避免由于砼沉降而產生裂縫，并能以此降低砼內微裂的現象，提高砼的密實度，并增強砼的抗壓強度約10％一20％，有效防止裂縫產生。

2.2 優化大體積砼的攪拌

改進大體積砼的攪拌方式，能有效提高砼的極限拉伸力，避免砼結構的收縮。為了進一步保障砼的質量，可以通過二次投料的砂漿裹石或者凈漿裹石等攪拌技術，既能防止水分過于向石子及水泥砂漿界面集中，又能保障硬化后的界面過度層更密集，并提高約10％的砼結構強度，提高其極限抗拉值與抗拉強度。大量的施工已經證明，在砼結構的強度基本趨同的情況下，能夠適當減少水泥用量，也避免了水化熱的產生。

2.3 分塊澆筑法

分塊澆筑法又可以分為水平分段澆筑與豎向分層澆筑兩種方式，其中分層澆筑又可分為全面分層、分段分層及斜面分層三種方式。在竣工時間較充足的情況下，可以將大體積砼的結構采取分層多次澆筑，各施工層之間的結合均按照施工縫來處理，也就是薄層澆筑技術，這種技術能充分散發砼內的水化熱。在施工過程中，應注意每道程序的間歇時間，如果間歇的時間太長，會影響竣工，同時也會使原來的砼對新澆筑砼產生約束力，進而會在上下層砼結合面產生難以發現的裂縫；如果間歇的時間過段，則可能正處在下層砼的升溫階段，表面溫度高，再覆蓋上層砼，就不利于下層砼的散熱，也可能造成上層砼的沉降問題，提高裂縫的可能性。

3 基礎大體積砼施工中裂縫的控制措施分析

3.1 提高對原材料的控制

在基礎大體積砼施工中，選用水化熱較低的水泥以及盡量降低單位水泥用量(每減少10kg水泥，降低溫度1℃)，粗骨料選用5～40mm單粒級卵石，細骨料采用中粗砂，其細度模數為218，此外在混凝土中摻入水泥重量0.25%左右的木質素磺酸鈣，摻入適量UEA膨脹劑。科學適當的選材，不但可以節約水泥和減少混凝土的用水量，而且能夠減少泌水和離析現象，有效地補償混凝土干縮冷縮，增加密實性，提高抗滲能力。

3.2 混凝土配合比與澆筑

根據選用的材料，確定混凝土配合比，混凝土坍落度控制在3～5cm。混凝土配合比(kg/m3)參考可為水泥:黃砂:石子:水=330:771:1087:173?；炷翝仓捎眯泵嬉淮螡仓謱雍穸葹?3cm左右，在斜面下層混凝土未初凝時(初凝時間為3h左右)進行上層混凝土澆筑，在不同部位用3臺振動棒分上、中、下3個層次，采用循環推進，一次到頂的辦法，以消除冷凝，增強混凝土的密實性，保證防水質量。

3.3 適當調整鋼筋配置，增設溫度的傳遞分布筋，防止內部熱量增高

在鋼筋的配置設計上，一般采取在配筋率不改變的前提下、上下皮配筋差異的方案，也就是說底皮鋼筋在沒有柱板帶的地方橫縱均采用Φ25@150，在有柱板帶的地方上下皮筋則采Φ25@130。由于砼的厚度約為1米，出于其散熱速度的考慮，可在底皮鋼筋與頂皮鋼筋之間設置Φ25，溫度分布筋采用每平方米1根的方式，采用搭接焊的方式連接上下，放棄原來28@200的配筋方案。通過這種上下錯位的分布方式，可使鋼筋的直徑減小，鋼筋之間的間距縮短，這樣就減少了砼的收縮程度，上下搭接的方式能夠使中間的熱量迅速散發出來，減少裂縫發生的幾率。

3.4 混凝土測溫監控與養護

為了掌握大體積混凝土的溫度變化規律，及時了解溫差對大體積混凝土質量的影響，采取常規測溫技術，對底板混凝土的上、中、下進行布點觀測，以便采取相應的技術措施，防止混凝土開裂。有效控制溫差梯度，要符合《混凝土工程施工及驗收規范》(GB50204-92)中混凝土表面和內部溫差“不宜超過25℃”的要求。對大面積的底板面，一般可采用先一層塑料簿膜后二層草包作保溫保濕養護。草包應迭縫，騎馬鋪放。養護必須根據混凝土內表溫差和降溫速率，及時調整養護措施，應盡可能多養護一段時間，拆模后應立即回土或在覆蓋保護，同時預防近期驟冷氣候影響，以控制內表溫差，防止混凝土早期和中期裂縫。

參考文獻

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