簡(jiǎn)析建筑地下大體積混凝土松弛效應(yīng)

【摘要】本文結(jié)合工作實(shí)際，主要對(duì)建筑地下大體積混凝土施工及混凝土松弛效應(yīng)作出相關(guān)分析，并提出相應(yīng)的措施，以供參考！

【關(guān)鍵詞】混凝土施工松弛效應(yīng)措施分析

一、工程施工方案

以某商住樓為例，該工程地上15 層，地下2 層，剪力墻結(jié)構(gòu)，總建筑面積118864m2，其中地下建筑面積29483 平方米，地下分為二層。地下一層標(biāo)高-3.850 米，20000 平方米，為小區(qū)停車庫(kù)和停車位共499 個(gè)，地下二層標(biāo)高-7.55 米，9483 平方米，為小區(qū)人防，分10 個(gè)口部，平時(shí)停車位198 個(gè)。該項(xiàng)目為樁基礎(chǔ)，樁徑φ700～φ800，樁長(zhǎng)63～66.5 米，共748 根。地下室底部為600～3300㎜厚的鋼筋混凝土底板，周邊為350㎜厚鋼筋混凝土墻，砼強(qiáng)度均為C40P8 抗?jié)B混凝土，內(nèi)摻1.2 千克/ 立方米纖維。所以地下室底板及墻體的混凝土澆搗是本工程的關(guān)鍵。為了確保工程質(zhì)量，減少由于水化熱和混凝土收縮引起的混凝土結(jié)構(gòu)裂縫，本工程主要從以下幾方面采取了預(yù)防裂縫的綜合技術(shù)措施

1、材料的選用：

1）水泥：雖然礦渣水泥水化熱比普通硅酸鹽水泥低，但其泌水性、干縮性及用量比普通硅酸鹽水泥要大，所以不宜采用普通礦渣水泥。由于溫差主要是由水化熱產(chǎn)生的，因而為降低水化升溫、減小體積形變，大體積混凝土一般不宜使用水化熱高的硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥，應(yīng)使用中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣水泥。另外，由于水泥的細(xì)度會(huì)影響水化熱的放熱速率，在不影響水泥活性的情況下，要盡量使水泥的細(xì)度適當(dāng)減小。所以本工程使用中熱硅酸鹽水泥，有效地減少了因水化熱產(chǎn)生的熱量，降低了溫度。

2）骨料：本工程對(duì)骨料也提出了嚴(yán)格的要求，由于混凝土由水泥漿和骨料組成，其線脹系數(shù)為水泥漿和骨料線脹系數(shù)的加權(quán)平均值。在水泥漿的線脹系數(shù)和權(quán)值一定的情況下，要減小混凝土的線脹系數(shù)，就宜采用線脹系數(shù)小的骨料。骨料的線脹系數(shù)因母巖種類而異，不同巖石的線脹系數(shù)又有所差別，根據(jù)當(dāng)?shù)厥袌?chǎng)情況采用青石加工的碎石。黃砂和碎石的含泥量都要求小于1％，砂石堆場(chǎng)底部材料需要重新檢驗(yàn)，質(zhì)量不符合規(guī)范要求，堅(jiān)決不采用。砂子選用中砂，細(xì)度

模數(shù)2.3，級(jí)配區(qū)域11 區(qū)，砂率為42％。碎石最大粒徑25.0mm。

3）外加劑：粉煤灰的水化熱遠(yuǎn)低于水泥，7 天約為水泥的1/3，28天約為水泥的1/2，摻加粉煤灰既可以減少水泥用量，又可以有效地降低水化熱。同時(shí)優(yōu)質(zhì)粉煤灰需水量小，有減水作用，可以降低混凝土的單位用水量，在水灰比固定的情況下減少水泥用量，還可以減少混凝土自生體積收縮，有利于防裂。但粉煤灰的比重較水泥小，混凝土振搗時(shí)比重小的粉煤灰容易浮在混凝土的表面，使上部混凝土中的摻合料較多，強(qiáng)度降低，表面容易產(chǎn)生塑性收縮裂縫。因此，粉煤灰的摻量不宜過(guò)多，通過(guò)配合比試驗(yàn)，本工程摻加20%的粉煤灰。

2、混凝土

1）嚴(yán)格控制混凝土塌落度：混凝土塌落度的大小，取決于混凝土拌和時(shí)用水量的多少，混凝土塌落度往往與水灰比成正比，水灰比大則塌落度大，要防止混凝土產(chǎn)生裂縫，必須控制混凝土澆筑時(shí)的塌落度，而控制塌落度，則是以控制水灰比為前提的。本工程混凝土配合比設(shè)計(jì)時(shí)的施工塌落度確定為120±20mm，水灰比(W/C)為0.47。每次澆筑混凝土前都要進(jìn)行塌落度的測(cè)試，待塌落度基本穩(wěn)定后每2個(gè)小時(shí)再測(cè)試一次，設(shè)專人測(cè)試記錄。目的是保證混凝土澆筑時(shí)的塌落度控制在120±20mm 范圍內(nèi)。同時(shí)在澆搗時(shí)由于混凝土坍落度比較大，會(huì)在表面鋼筋下部產(chǎn)生水分，或在表層鋼筋上部的混凝土產(chǎn)生細(xì)小裂縫。為了防止出現(xiàn)這種裂縫，在混凝土初凝前和混凝土預(yù)沉后采取二次抹面壓實(shí)措施。

2）混凝土澆筑：澆筑時(shí)應(yīng)采用“分區(qū)定點(diǎn)、一個(gè)方向、循序推進(jìn)、一次到頂”的澆筑工藝。為防止形成施工冷縫，劃定澆筑區(qū)域，每臺(tái)泵車負(fù)責(zé)本區(qū)域混凝土澆筑，混凝土搭接時(shí)間不能超過(guò)2 小時(shí)，建議每次澆搗寬度控制在2m 以內(nèi)。每輛砼泵車配備4 臺(tái)振搗器，因澆筑時(shí)間較長(zhǎng)且在夜間，每臺(tái)振搗器要有兩名振搗手負(fù)責(zé)輪流振搗，以免振搗手因勞累而漏振。混凝土振搗間距不超過(guò)500mm，每次振搗時(shí)間為15 秒，振搗時(shí)要快插慢拔。每臺(tái)振搗器負(fù)責(zé)振搗的方位要明確，振搗手之間要協(xié)調(diào)好交接位置的振搗工作，防止漏振或過(guò)振。振搗現(xiàn)場(chǎng)要準(zhǔn)備水瓢，出現(xiàn)泌水時(shí)應(yīng)有人負(fù)責(zé)將水及時(shí)舀出。梁支座處鋼筋較密，當(dāng)振動(dòng)棒無(wú)法伸入梁內(nèi)振搗時(shí)，要采用振搗片或在振動(dòng)棒前加焊鋼筋來(lái)振搗。振搗過(guò)程要注意保護(hù)埋設(shè)在梁、板內(nèi)的傳感器，裝有傳感器的位置已經(jīng)作了明顯的標(biāo)記，振搗時(shí)禁止把振動(dòng)棒伸入有標(biāo)記的位置進(jìn)行振搗。混凝土澆筑攤平后的2 至4 小時(shí)要采用木抹進(jìn)行二次或多次壓光，出現(xiàn)裂縫時(shí)要隨見(jiàn)隨抹。

3)混凝土養(yǎng)護(hù)：

a.為使混凝土水化初期盡量避免氣溫的干擾，本工程混凝土澆筑時(shí)多在夜間或傍晚進(jìn)行。有效控制混凝土的入模溫度。為了準(zhǔn)確掌握混凝土中水化熱過(guò)程中的溫度及應(yīng)力狀況，在5～8 區(qū)埋置了溫度及應(yīng)力傳感器，每隔半小時(shí)儀器自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)，這樣就便于隨時(shí)觀察混凝土內(nèi)部的溫度應(yīng)力狀況，隨時(shí)準(zhǔn)備恰當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施。

b.混凝土澆筑及二次抹面壓實(shí)后應(yīng)立即覆蓋保溫，先在混凝土表面覆蓋二層草席，然后在上面覆一層塑料薄膜。

c.新澆筑的混凝土水化速度比較快，蓋上塑料薄膜后可進(jìn)行保溫保養(yǎng)，防止混凝土表面因脫水而產(chǎn)生干縮裂縫，同時(shí)可避免草席因吸水受潮而降低保溫性能。

d.柱、墻插筋部位是保溫的難點(diǎn)，要特別注意蓋嚴(yán)，防止造成溫差較大或受凍。

e.停止測(cè)溫的部位經(jīng)技術(shù)部門(mén)和項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人同意后，可將保溫層及塑料薄膜逐層掀掉，使混凝土散熱。

二、混凝土松弛效果分析

在下面的分析中，我們將各區(qū)第五天、第七天、第十四天及第二十一天的松弛系數(shù)進(jìn)行列表對(duì)比，以便從中找出規(guī)律。其中松弛系數(shù)的計(jì)算是以每區(qū)對(duì)應(yīng)點(diǎn)在對(duì)應(yīng)天數(shù)松弛應(yīng)力的平均值除以彈性應(yīng)力的平均值為依據(jù)。由以上對(duì)松弛系數(shù)的計(jì)算及曲線對(duì)比，我們可以初步得出以下結(jié)論：

(1)各區(qū)各點(diǎn)的松弛系數(shù)大體上是隨著齡期的增加而減小的。有個(gè)別點(diǎn)不符合這一規(guī)律，主要是由于養(yǎng)護(hù)條件的改變以及封區(qū)的影響，但在總體上，各點(diǎn)在第五天的平均松弛系數(shù)為0．584，各點(diǎn)在第七天的平均松弛系數(shù)為0.429，各點(diǎn)在第十四天的平均松弛系數(shù)為0．324，在第二十一天的平均松弛系數(shù)為0.320。是符合這一規(guī)律的。

(2)在混凝土的收縮階段，各點(diǎn)的松弛系數(shù)較小，說(shuō)明混凝土的松弛效果比較好。這也正說(shuō)明“抗放兼施，以抗為主，先放后抗”的原則起到了釋放溫度應(yīng)力的理想效果。再加上在混凝土放熱階段，養(yǎng)護(hù)措施的應(yīng)用，更使得最終的松弛效果更加明顯。

(3)在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)中，個(gè)別點(diǎn)的約束應(yīng)變達(dá)到300，而混凝土板最終并沒(méi)有出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。因?yàn)榛炷恋拈_(kāi)裂條件是混凝土所承受的拉應(yīng)力大于它的最大抗拉強(qiáng)度，而混凝土凝結(jié)過(guò)程中的應(yīng)力、應(yīng)變關(guān)系由于應(yīng)力松弛等原因，并不表現(xiàn)為線性關(guān)系，所以，以約束應(yīng)變的大小來(lái)判斷混凝土是否會(huì)開(kāi)裂是不恰當(dāng)?shù)模炷灵_(kāi)裂的最根本原因還是要?dú)w結(jié)到松弛應(yīng)力的大小上來(lái)。

三、結(jié)語(yǔ)

對(duì)上述分區(qū)域的施工原理及其施工技術(shù)控制措施進(jìn)行了闡述，從材料的選擇、混凝土塌落度的控制、施工的振搗方案以及養(yǎng)護(hù)措施的加強(qiáng)等方面入手，說(shuō)明了施工各個(gè)環(huán)節(jié)技術(shù)控制措施的必要性，并重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了加強(qiáng)混凝土養(yǎng)護(hù)的重要性。由于采用科學(xué)方法且管理措施到位，本項(xiàng)目地下混凝土工程有效控制了內(nèi)外溫差，減小變形，杜絕了有害裂縫的發(fā)生，工程質(zhì)量及成本控制都達(dá)到預(yù)期的效果。經(jīng)熱工計(jì)算后，節(jié)省了保溫材料工900m2，每平米按6 元計(jì)算，共節(jié)省成本費(fèi)用11400元。