大體積混凝土筏板基礎溫度裂縫原因分析及防范對策

【摘 要】隨著建筑行業的發展，大體積混凝土基礎已越來越多，但溫度裂縫始終是大體積混凝土應用中難以解決的質量通病。本文結合大體積混凝土筏板基礎工程，對溫度裂縫的產生原因進行了分析，從施工方案優化、配合比設計、原材料的控制、溫度控制和養護方面制定了防范產生溫度裂縫的對策，取得了較好的效果，為類似工程的施工提供參考。

【關鍵詞】大體積混凝土；溫度裂縫；原因；防范對策

隨著我國社會經濟建設的快速發展，越來越多的高層建筑在城市中涌現，大體積混凝土在建筑施工當中也得到了廣泛的應用。筏板基礎是建筑工程的重要組成部分，主要由大體積混凝土澆筑而成。在筏板基礎大體積混凝土施工當中，由于混凝土單次澆筑方量大，加上混凝土自身放熱量大，若不能及時擴散，容易導致混凝土澆筑體產生了較大的內外溫差，進而溫差引起的不均勻變形會使混凝土內產生了很大的溫度應力，導致混凝土澆筑體內外均產生大范圍溫度裂縫，對大體積混凝土的整體性和耐久性將產生巨大的影響。因此，必須分析溫度裂縫產生的原因，進而采取有針對性的防范對策，避免裂縫的出現，從而保證工程的整體質量安全。

1 工程概況

某高層建筑工程，總面積52329.20m2，建筑總高97.2m（97.5m）。本工程為鋼筋混凝土剪力墻結構，基礎類型為預應力混凝土管樁+筏板基礎，結構安全等級為二級，抗震設防烈度為7度。筏板基礎墊層采用厚10mm的C15素混凝土，防水層采用厚4mmSBS防水卷材，底板混凝土標號C35，厚度為1000mm。底板配置上、下2層鋼筋網，均為φ25mm@150mm。

2 施工難點要點分析

通過對以往工程和本工程的比較和分析，本工程筏板基礎大體積混凝土施工難點和要點為：底板鋼筋綁扎量大，上層鋼筋網片距地1000mm，需要采用支撐；厚1000mm底板混凝土配合比選擇及防裂措施；底板混凝土澆筑策劃（包括攪拌站選擇、原材料質量控制、運輸保證措施）及現場組織（現場部署、技術交底、交通組織、現場施工協調）；混凝土澆筑過程中的分層控制；混凝土防裂養護。其中，大體積混凝土的溫度裂縫控制是影響施工質量的最重要因素。

根據國標的要求，筏板基礎大體積混凝土澆筑成型后溫度裂縫不產生一般缺陷，或一般缺陷符合合格要求（裂縫寬度≤0.05mm），即筏板基礎大體積混凝土實體無肉眼可見裂縫。

3 溫度裂縫原因分析

影響大體積混凝土施工質量和溫度裂縫的因素較多，結合本工程施工特點和當地工程現狀調查，主要從人、材、機、法、環5個方面對影響大體積混凝土施工質量的因素進行了全面的分析，得出溫度裂縫產生的主要原因如下：

（a）混凝土材料使用、配合比設計不當。本工程筏板基礎厚度為1m，混凝土標號為C35，體積較大，產生的水化熱較大且熱量不易散發。水泥水化熱使混凝土澆筑體早期塑性收縮和混凝土硬化過程中的收縮增大。

（b）混凝土出機入模溫度高。施工期間當地環境溫度較高，砂、石和水泥的溫度較高，致使混凝土出料溫度較高，且混凝土在運輸的過程中升溫較快，致使混凝土入模溫度較高。

（c）混凝土泌水引起開裂。大體積混凝土因泌水容易產生內部微裂，降低了混凝土密實度、抗壓強度和抗裂性，應加以解決。

4 防范對策

4.1 完善細化施工方案和技術交底

查閱、收集相關大體積混凝土施工規范和技術資料，對《筏板基礎大體積混凝土專項施工方案》重新編制，細化主要操作工藝；同時邀請業主單位、監理單位對本方案和主要操作工藝進行論證。經完善細化后，進行專題培訓和技術交底，并簽訂了施工質量承諾書，使管理人員、班組長和操作人員都做到心中有數。在施工中，通過操作人員自檢、班組長檢查、質量員驗收復核等程序并根據項目部的質量標準嚴格把關（圖1）。

4.2 調整配合比設計，嚴格控制原材料質量

預拌混凝土供應公司生產能力制約著現場澆注的速度和質量，確認選用當地優質混凝土企業深圳華潤混凝土有限公司。經現場考察，其擁有2條HZS120生產線，日生產能力可達3000m3；2條HZS180生產線，日生產能力高達4500m3，能夠滿足現場澆注施工。

根據《大體積混凝土施工規范》（GB50409—2009）4.3配合比設計相關要求，與商品混凝土公司就大體積混凝土施工配合比配置遵循以下原則：選用水化熱低、凝結時間長的水泥，以降低混凝土的溫度；摻加粉煤灰取代一部分水泥以降低水化熱產生的高溫峰值；摻加高效減水劑，以減少水和水泥的用量，延長混凝土達到最高溫度的時間；在保證可泵性的前提下，盡量減少單位體積混凝土的用水量，嚴格控制水灰比。具體要求和參數為：應符合現行國家現行標準《普通混凝土配合比設計規范》JGJ55相關規定；所配制的混凝土拌合物，到澆筑面的坍落度不低于160mm；拌合物用水量不宜大于175kg/m3；粉煤灰摻量不宜超過膠凝材料的40%，礦渣粉摻量不宜超過膠凝材料的50%，粉煤灰和礦渣粉摻合料的總量不宜大于混凝土中膠凝材料用量的50%；水膠比不宜大于0.55；砂率宜為38%-42%，拌合物泌水量宜小于10L/m3。

實際配合比設計情況：滿足相關規定；實測稠度180mm；設計拌合物用水量176kg/m3；粉煤灰摻量13.3%；礦渣粉摻量11.3%；粉煤灰和礦渣粉摻合料的總量為混凝土中膠凝材料用量的24.6%；水膠比為0.42；砂率為39%；泌水量8.5L/m3。

對配制大體積混凝土各原材料進行審查，檢查其出廠合格證書和進場檢驗報告是否符合要求。混凝土原材料散裝水泥以500t為一驗收批；石子、砂以400m3為一驗收批，外加劑以50t為一驗收批；石子的檢測項目為顆粒級配、含泥量、泥塊含量及針、片狀含量檢驗、壓碎指標檢驗；砂的檢測項目為顆粒級配、含泥量、泥塊含量。試驗員定時抽查現場實際使用材料，是否與試驗所用材料一樣，并要求攪拌站生產室配合比操作臺，實施24h輪流值班制度，保證生產混凝土配合比無異常情況發生。

4.3 降低混凝土出機、入模溫度

通過與商品混凝土公司的溝通與交涉，并實地考察、確定其原材料的降溫措施：降低砂石料和水泥等材料溫度，砂石料倉和水泥罐上搭設涼棚，避免太陽光直接照射，碎石用冷水噴淋；拌和用水在距離開盤前1h從水井內抽出來；拌制混凝土中摻入冰塊，并從用水量中扣除；混凝土輸送罐車外包裹塑料保溫膜，防止太陽照射后升溫過快。

同時，組織對到達現場的每車混凝土進行測溫，發現溫度過高的退回混凝土攪拌站。

4.4 加強振搗和養護

本工程基礎底板澆筑采用坡度為1：6左右，分層澆筑厚度控制在500mm，由一邊退向另一邊、斜面分層澆搗。根據混凝土澆筑時自然坡度，在每個澆筑帶的前后布置2道振動器，第1道布置在混凝土的卸料點，解決上部混凝土的搗實；第2道布置在混凝土的坡腳處，確保下部混凝土的密實，澆筑方向由前往后退澆，振動器也相應跟上，以確保整個混凝土的澆筑質量。

5 實施效果檢查

通過以上一系列措施和質量控制，完善細化大體積混凝土專項施工方案，明確了主要施工工藝和流程，確定了崗位責任制度；