論大體積混凝土承臺底板裂縫防治

曹中梁

【摘要】如何防止大體積混凝土施工中出現有害裂縫是大體積混凝土施工中的關鍵技術問題。通過分析大體積混凝土裂縫產生的原因，基于技術先進、經濟合理、安全適用的原則，在混凝土強度設計、原材料的選擇、配合比優化、施工工藝、混凝土保溫保濕養護及溫度監控等技術環節，采取了一系列的大體積混凝土防裂技術措施和方法，確保大體積混凝土施工質量，產生了良好的社會效益。

【關鍵詞】大體積混凝土；有害裂縫；測溫；防治

近幾年隨著建筑業的發展，其地下室的層數、規模、建筑高度不斷增多，大體積混凝土承臺底板等施工比較常見。特別是隨著國民經濟的快速發展，在大體積混凝土施工中，由于混凝土建構筑物的設計強度等級的提高，水泥等膠凝材料細度的提高，各種外加劑的摻入，用水量的減少，使大體積混凝土施工過程中因水泥水化熱產生的溫度應力或由于混凝土干燥收縮而產生的收縮應力的變化引起混凝土體積變形而產生裂縫的防控問題更為突出。

深圳某工程設計三層地下室，地下室底板配筋為人防區雙層雙向Φ18@200，非人防區雙層雙向Φ16@200，底板設寬為2000mm的沉降后澆帶/伸縮后澆帶，底板由后澆帶劃分為十三個區塊。其核心筒區域承臺最厚達5.5m，地下室底板厚500MM，承臺底板砼強度等級為C35、P10，混凝土一次澆筑量大，屬典型的大體積混凝土。通過分析大體積混凝土裂縫產生的原因，借鑒同類型工程經驗，在混凝土強度設計、原材料的選擇、配合比優化、施工工藝、混凝土保溫保濕養護及溫度監控等技術環節，采取了一系列的大體積混凝土防裂技術措施和方法，確保大體積混凝土施工質量，產生了良好的社會效益。

一、大體積混凝土裂縫產生的原因

1、溫度應力和混凝土的收縮變形

大體積混凝土與普通鋼筋混凝土相比，具有結構厚、體積大、鋼筋及混凝土數量多，工程條件復雜和施工技術要求高的特點。其混凝土的內部與表面溫差易過大，從而產生溫度應力，當混凝土的抗拉強度不足以抵抗溫度應力時，便開始產生溫度裂縫，這是大體積混凝土易產生裂縫的主要原因?；炷羶炔繙囟扔蓾仓囟?、水泥水化熱的絕熱溫升和混凝土的散熱溫度三者疊加，水泥在水化過程中產生大量的熱量，是大體積混凝土混凝土內部熱量的主要來源。大體積混凝土截面厚度大，水化熱聚集在結構內部不易散失，使混凝土內部溫度升高，混凝土內部的最高溫度大多發生在澆筑后的3d左右。外界溫度越高，混凝土的澆筑溫度也越高，外界溫度下降，尤其是驟降，大大增加外層混凝土與混凝土內部的溫度梯度，產生溫差應力，造成混凝土出現裂縫?；炷恋陌韬纤?，只有約20%的水分是水泥水化熱所必須的，其余80%被蒸發。水分的蒸發引起混凝土體積的收縮，從而產生裂縫。此種裂縫多數體現為表面裂縫，雖然對混凝土整體防水效果影響不大，但是影響混凝土的保護層效果和觀感質量。所以，大體積混凝土的施工，必須采用溫度和溫度應力雙控制的方法，在澆筑前應進行溫度、溫度應力及收縮應力的驗算分析，將控制加以量化，以確?；炷临|量。

2、內外約束條件：大體積混凝土因溫度變化而發生變形會受到外部，如模板、地基、樁基和已有混凝土等外部不同程度的約束，限制其變形，從而產生了約束應力。溫度下降時，混凝土內部產生巨大的拉應力，當超過混凝土的極限抗拉強度，混凝土將會出現垂直裂縫。也就是習慣上講的中心裂縫，此裂縫對混凝土防水效果破壞最大。

3、混凝土材料及配合比：混凝土材料如砂、石、粉煤灰等質量達不到施工質量要求；混凝土塌落度大、水灰比高，大體積混凝土泵送時，在保證混凝土可泵性的情況下應盡力減少水灰比，如果塌落度過大，勢必使澆筑后的砼留茬面積過大，不易在混凝土初凝時間內進行上層混凝土的澆筑。

4、混凝土澆筑方法不科學合理，保溫養護不到位，溫度監測不及時等。

二、技術控制措施

1、從混凝土強度方面控制

混凝土強度過高并不能使大體積混凝土裂縫減少，設計結合使用用途和各種荷載作用，盡可能地降低混凝土強度等級，一般設計強度等級在C25～C40的范圍內比較適宜，并采用60d或90d混凝土強度作為評定工程交工驗收及設計的依據。

2、從混凝土材料及配合比方面控制

選用發熱量低、低堿的普通硅酸鹽水泥，選用級配好、孔隙率小的骨料，提高混凝土密實度，以節約水泥、降低水泥水化熱、減少用水量和提高混凝土抗拉強度，降低了混凝土的溫升和減小了混凝土的收縮。摻入一定量的優質粉煤灰，降低了混凝土中的堿含量，且減小了水泥用量。摻入緩凝高效減水劑和泵送劑，降低了塌落度及水灰比，保證混凝土泵送及和易性等技術指標。

3、從溫度方面控制

大體積混凝土施工前，應與當地氣象臺站聯系，掌握近期的氣象情況，避開惡劣氣候的影響。根據混凝土達到穩定時溫度，計算混凝土水化熱，絕熱溫升、混凝土各齡期溫度應力，如計算混凝土各齡期溫度應力大于同期混凝土抗拉強度，則需要調整混凝土入模溫度，降低水化熱升值，在混凝土內加鍍鋅管循環水冷卻，從而降低混凝土內外溫差，并采取改善約束等技術措施，盡量控制應力在允許范圍內，避免混凝土早期裂紋的產生。

通過測溫工作確切的了解大體積混凝土不同深度處溫度場的變化規律，隨時監控溫差的發展狀況，并根據測溫結果指導混凝土外部的保溫、保濕等工作以減小混凝土內外溫差，對保證混凝土的后期質量和控制混凝土的裂縫有重要的意義。

4、施工注意事項

a. 合理劃分施工段，使混凝土在早期凝固中能得到有效的自由伸縮，減少早期裂縫的出現。

b. 澆筑混凝土前對模板、鋼筋、預埋件、監控元件及線路等進行檢查，檢查合格后方可施工。

c. 嚴格規劃混凝土澆筑次數和厚度，確?；炷吝\輸、澆筑、間歇全部時間在150分鐘內。

d. 加強養護，采用塑料膜覆蓋，塑料薄膜內有凝結水為限，保持澆筑后的濕潤狀態。

三、結語

施工嚴格按照施工方案及其質量控制措施，根據現場施工條件復核計算混凝土最大溫度應力，加強對混凝土的測溫監測，做好養護措施，成功地解決大體積混凝土承臺底板容易開裂這一質量問題，供以后同類型的工程施工管理參考借鑒。

【參考文獻】

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[3]李克江 丁紅巖 姚曉東.大體積混凝土裂縫分析與工程應用[D].天津大學，2009.