大體積混凝土裂縫控制

【摘 要】大體積混凝土在施工中要防止混凝土因水泥水化熱引起的溫度差產生溫度應力裂縫。需要從材料選擇上、技術措施等有關環節做好充分的準備工作，才能保證基礎底板大體積混凝土順利施工。現以本人參加施工的廈門市仙岳醫院擴建項目（一期）地下室及上部工程大體積混凝土施工為例，簡述控制裂縫措施。

【關鍵詞】大體積混凝土；裂縫；原因；措施

1 前言

大體積混凝土施工中普遍會遇到裂縫控制問題，應嚴格控制裂縫產生和發展。現以本人參加施工的廈門市仙岳醫院擴建項目（一期）地下室及上部工程大體積混凝土施工為例，簡述控制裂縫措施。

2 工程概況

廈門市仙岳醫院擴建項目（一期）地下室及上部工程位于仙岳路，總建筑面積43308.041㎡，建筑總高度61M，其中：地下1層，地上15層。主要為醫院門診和住院用房。標高±0.000相當于絕對(黃海)11.50ｍ。上部結構體系為框架—筒體。地下室為框架—剪力墻結構。地基采用人工挖孔樁和沖孔灌注樁，鋼筋混凝土承臺，底板厚度為350㎜。

基礎混凝土總量約為3700M3。在地下室范圍內，外剪力墻、柱強度為C40。承臺、底板、外墻和水池側墻混凝土采用C35防水密實性混凝土，防水等級為一級，設計抗滲等級為S8。根據大體積混凝土裂縫產生的機理，在抗裂驗算的基礎上通過控制原材料質量、降低混凝土的溫差、減小地基的約束以及控制降溫速率、充分利用混凝土的應力松弛特性、延長養護期、表面布設溫度筋、加強施工過程控制等幾個方面綜合安排抗裂技術措施。

3 措施

3.1 措施一：嚴格選取原材料

3.1.1 水泥：采用32.5 級普通硅酸鹽水泥（C35）或42.5級普通硅酸鹽水泥（C50）。

3.1.2 粉煤灰：粉煤灰的級別不低于II 級，不得使用高鈣粉煤灰

3.1.3 商品混凝土：混凝土的強度等級要求為C35（S8）。

3.2 措施二：大體積混凝土溫度裂縫控制驗算

選取2.5M厚混凝土溫度裂縫控制驗算，取CT-2-10 7.95×2.1M承臺

3.2.1 混凝土的水化熱絕熱溫升值

按照設計要求，施工水泥選用P.O 32.5普通硅酸鹽水泥，以單方水泥用量300Kg，混凝土齡期為60天。混凝土的入模溫度20℃。

=43℃

3.2.2 混凝土中心計算溫度

T1（t）=Tj+Th●(t)，混凝土中心溫度為入模溫度+Th=20℃+43℃=63℃

各齡期混凝土內部的中心溫度計算，澆筑層厚度按2.5M查表。

3.2.3 混凝土表層溫度計算：

（1）混凝土表面模板的傳熱系數計算

式中：取0.02m；取0.23 W/m●K；取23 W/m2●K；=7.76 W/m2●K

（2）混凝土虛厚度計算：

h′=k●/ 取2.33W/m●K；h′=0.2m混凝土計算厚度:

H=h+ h′

式中:h取2.1 m。

H=h+ h′=2.5+0.2=2.7m

混凝土表層溫度計算：

T2（t）=Tq+4 h′(H- h′)[t1(t)-Tq]/H2

式中：Tq取25℃；t1(t)取63℃；

T2（t）=25+4×0.2(2.5-0.2)［63-25］/2.52

=35.4℃

則：T2（t）=35.4℃

由以上計算可知混凝土中心溫度與混凝土表層溫度溫差達到27.6℃，大于25℃。

結論：當混凝土承臺厚度≤2500㎜時，內外溫差大于25℃，但接近于25℃，應重點進行溫度測量，加強混凝土保濕保溫養護。主要針對的承臺有:CT-2-2、CT-2-4、CT-2-5、CT-2-7、 CT-2-9、CT-2-10、CT-2-12、CT-2-19 、CT-2-21、CT-16。保溫措施：當混凝土中心溫度與表面溫度之差大于25℃時，可增加保溫材料的層數和厚度。當混凝土中心溫度與表面溫度之差小于25℃，可減少保溫材料的層數和厚度。通過覆蓋保溫使混凝土的表面達到38℃，且隨著中心溫度的降低而調整。溫度降低時，降溫速率控制在2℃以內。

3.3 措施三：加強測溫工作

測溫儀器采用手持式數字溫度計，由專人負責。

3.3.1 測溫點布置：

（1）距混凝土表面1.5m 高度、露天、不易破壞處設三個普通溫度計測量大氣溫度，氣溫取讀數的平均值。

（2）在每個混凝土泵口用測溫探頭、測溫線固定在木棍上制成的探桿測量混凝土的入模溫度。

（3）各段測溫點的布置要求：當承臺厚度≤1500㎜時，選擇CT-2-17和CT-4各一個承臺作為測溫承臺，每個承臺設置兩個測溫點；當承臺厚度1500∠ｄ≤2100㎜時，選擇CT-2-1和CT-5-1各一個承臺作為測溫承臺，每個承臺設置兩個測溫點；當承臺厚度2100∠ｄ≤2500㎜時，選擇CT-2-10和CT-5-16各一個承臺作為測溫承臺，每個承臺設置三個測溫點。

（4）混凝土澆筑前在選定的測溫點上預留測溫孔，測溫孔直徑φ14 ，用PVC管插入，PVC管上口高出混凝土面500㎜。

3.3.2 測溫時間

（1）混凝土澆筑開始起測溫，第1～4d每2h測溫1次。

（2）第5～15d每3h測溫1次。

（3）第16～30d每6h測溫1次。

（4）第31～60d每12h測溫1次。

（5）原則上，在混凝土中心溫度低于入模溫度后可停止測溫。

3.3.3 測溫數據的管理

利用計算機對測溫數據進行統計實時管理。設置專人負責測溫工作，并在施工前對測溫人員進行詳細的交底，保證數據采集的準確性。

3.4 措施四：優化施工工藝

3.4.1 進場混凝土質量的控制

混凝土質量控制：攪拌站派人進駐施工現場，對澆筑過程中的質量進行監控。混凝土到現場后由項目試驗室人員與攪拌站共同對混凝土的出罐溫度、坍落度進行測試。施工現場嚴禁往混凝土內加水和減水。

3.4.2 澆筑

在各個澆筑段澆筑時采用“分層澆筑、分層振搗、一個斜面、一次到頂”的推移澆筑法。每個澆筑段澆筑混凝土時，各澆筑帶齊頭并進，互相搭接，確保各澆筑帶之間上下混凝土的結合，利用混凝土自然流淌形成的斜面，分層澆筑循序漸進，一次到頂。保證上下混凝土澆筑停歇時間不超過初凝時間，交界面分界處不漏振，從而提高泵效率，保證上下層混凝土澆筑不超過初凝時間。

3.4.3 泌水處理

在澆筑最后的階段，改變澆筑方向，與早些澆筑時的坡面形成積水坑，用潛水泵加軟管抽出，潛水泵外罩鋼筋籠和鋼絲網阻止水泥漿流失。泵送開始時泵管內的水及稀砂漿泵入吊斗內吊至坑上處理。

3.4.4 振搗

在振搗過程中，振搗棒略上下抽動，使混凝土振搗密實，插點要均勻，插點之間距離控制在50cm，離開模板距離為20cm。振搗點時間要控制在20～30s 之間，直至混凝土表面泛漿為止。在振搗時振搗器不得碰撞鋼筋、模板和預埋件。在澆筑過程中正確控制間歇時間，上層混凝土應在下層混凝土初凝之前澆筑完畢，并在振搗上層混凝土時，振搗棒下插5cm，使上下層混凝土之間更好的結合。為保證插入精度，在距振搗棒端部65cm 處捆綁紅色皮筋作為深度標記。

3.4.5 表面處理

混凝土筑完振搗密實后，表面用鋁合金刮桿將混凝土表面的腳印、振搗接槎不平處整體刮平，且使混凝土表面的虛鋪高度略高于其實際高度。待混凝土初凝前，再用平板振搗器振一遍。混凝土初凝后、終凝前再進行一次抹壓，使混凝土面層再次充分達到密實。澆水養護時間不得少于14d。澆水次數以保持混凝土面經常濕潤狀態即可，混凝土強度達到1.2MPa 之前，不得上料、上機具、上腳手、模板、鋼筋、支架等。

4 結束語

通過以上措施有效地降低水泥水化熱，降低混凝土入模溫度，混凝土溫差均在25℃以內，進而使裂縫減少到合理范圍內，取得了不錯的成效。

裂縫產生的原因很復雜，主要原因是溫度應力，通過了解混凝土內部的溫度變化規律，合理選擇水泥品種，嚴格控制水泥用量，摻加適量的混合材料和外加劑，優化混凝土配合比，合理施工，實時監測，加強養護，采取合理的方法進行處理，能夠在一定程度上控制裂縫，從而保證工程的質量和安全。