大體積混凝土基礎施工及裂縫控制的研究

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大體積混凝土基礎施工及裂縫控制的研究

楊大勇（湖北省工業建筑集團有限公司，湖北武漢430064）

大體積混凝土的施工技術要求高，尤其要防止混凝土因水化熱引起的溫度差產生溫度應力裂縫。要從材料選擇、技術措施等有關環節做好準備工作，才能保證基礎底板大體積混凝土順利圓滿完成。文章以湖北能源調度大樓基礎大體積混凝土為研究對象，采取合理措施以控制混凝土裂縫，實現了混凝土的體積穩定性。

大體積混凝土；裂縫控制；施工措施

0　前言

大體積混凝土結構，由于混凝土體積大，聚積在內部的水泥水化熱不易散發，混凝土的內部溫度將顯著升高，而混凝土表面散熱較快，將形成較大的內外溫差，使混凝土內部產生壓應力，表面產生拉應力。當這種溫差應力超過同期混凝土抗拉強度時，就會產生開裂，影響混凝土的質量及耐久性，對混凝土進行溫度應力裂縫控制是大體積混凝土質量控制最突出的特點，如何采取科學合理的措施預防大體積混凝土開裂，一直是學術界研究的熱點。

1　工程概況

湖北能源調度大樓地下結構由主樓、裙樓、地下汽車坡道連成整體，東西向長117.6m，南北向寬74.15m。采用筏板式基礎，主樓筏板厚度為2900mm（電梯核心筒處筏板厚度為5900mm），裙樓底板厚度900mm，混凝土設計強度等級均為C40P8，整個基礎底板面積8657.4m2，混凝土澆筑量13500m3。

2　本工程施工中采取的措施

2.1合理選擇技術措施

控制攪拌混凝土出機溫度和入模溫度，以降低混凝土的溫升，減少基礎底板的內表溫差。實際生產中，在不采取任何措施的情況下，混凝土出機溫度將達到18℃，因此為降低混凝土的出機溫度，我們采取了一系列技術措施。

①給石子堆澆水、冷卻石料。

②與附近冰站聯系，不斷向2個80m3的水箱中加冰，保持水溫度在10℃以內。采取措施后，實測混凝土平均出機溫度13℃。

③工地要求混凝土入模的澆筑溫度不超過16℃，為此采取措施選擇氣溫較低時段澆混凝土。澆混凝土時自然氣溫10℃～15℃，實測混凝土平均入模溫度15℃，達到了預期目的。

2.2合理選擇混凝土澆筑施工

本工程采用分段分層順序方式，采用趕漿法每層厚度控制在500mm以內，安排4臺泵車，前面2臺泵車澆下面第一層1m左右深混凝土，由于混凝土坍落度比較大，第一層混凝土有下層鋼筋網?；炷辽心馨捶桨甘┕?，后面2臺泵車澆上面一層，當振搗器插入后，混凝土斜向流淌可達1：6～1：8自然坡度，采用分段定點一個坡度薄層澆筑，循序推進，一次到頂方法。這種方法簡便，但應注意混凝土的入模及振搗以免產生離析或漏振。在每個澆筑點的前后布置二道振動器。第一道布置在混凝土卸料點，主要解決上部混凝土的搗實，因為底皮鋼筋間距較密。第二道布置在混凝土坡腳處，確保下部混凝土的密實。

2.3降低大體積混凝土內的溫度措施

本工程大體積混凝土施工為控制混凝土溫度和收縮裂縫，在大體積混凝土中埋設冷凝管，根據圖紙會審紀要要求材料為Φ32的黑鐵管，分3層布設，具體見下圖。

每層冷凝管其進水、出水反向交叉布設，每個進水管和出水管均設置水閥，接入進水干管和排水干管，干管選用Φ80管，同主干管相連?；炷翝仓戤吅蠹纯蛇M行通水冷卻。

2.4混凝土養護措施

為保證已澆筑的混凝土在規定齡期內達到設計強度的要求和耐久性，防止產生收縮和溫度裂縫，必須加強對混凝土的養護。

地下室底板：在混凝土初凝后及時濕水，采取鋪設一層薄膜并加蓋一層草簾養護，然后在底板周邊砌筑180高的檔水檐通過蓄水進行養護，養護時間不低于14d。

地下室墻壁：墻壁模板拆除后，在不施工的一側立即噴水養護，并用濕草簾覆蓋，要求覆蓋嚴密。

地下室頂板：其養護方法用薄膜覆蓋并加鋪一層濕草簾即可。

混凝土的養護安排專人負責，24h負責澆水，始終保持混凝土保持濕潤狀態。

2.5溫度監測

本工程的測溫采用JDC-2建筑電子測溫儀進行測溫，通過在混凝土內預先埋設測溫導線，在混凝土澆筑完畢后即進行混凝土的測溫工作，前72h按每小時觀測1次，以后按每4h觀測1次，一直持續10d。

測溫點選擇應具有代表性和可行性，一般沿澆筑的高度方向布置在底部、中部和表面，平面方向布置遵循：①能反映整個大體積混凝土的溫度場及溫度變化規律；②溫度梯度大的區域測點布置密，反之溫度梯度小的區域測點布置。根據本工程基礎筏板的形狀，其測點按如下布置。

測溫點分別距頂面100mm，中間均勻，距離底面50mm。

測溫導線同鋼筋綁扎，露出板頂40cm～50cm，為防止搞錯，在測點插頭上用膠布標識，并編號，使測點與插頭一一對應，并用塑料袋將其封閉以免受潮，影響測溫數據。根據監測結果，混凝土在第3d達到升溫峰值，中心最高溫度60℃，平均溫度50℃，內表最大溫差為23℃，滿足了溫控要求。

3　施工準備

①針對該工程基礎體積大、設計強度等級較高的特點，按照粉煤灰混凝土應用技術規范的相關規定，該工程大體積混凝土設計強度的齡期宜采用60d進行評定。

②根據工程要求及施工條件，設計混凝土配合比的目標為：拌合物進入施工現場的坍落度滿足（180± 20）mm，無離析、泌水現象，和易性、可泵性能良好。硬化后混凝土的力學性能滿足規定齡期的設計要求，配合比的設計有利于溫度應力裂縫的控制。

③對于配合比的設計在滿足混凝土和易性、力學性能和耐久性的條件下盡量使水泥用量降低至最小限度，以降低溫升，減少溫度應力。有資料表明，用粉煤灰取代20%的水泥可使7d內的水化熱下降11%，取代30%的水泥時下降25%［1］。水膠比基本相同時，溫升隨水泥用量的減少 （粉煤灰摻量0～18%～30%）而下降；水泥用量基本相同（總灰量相同而粉煤灰摻量不同）時，溫升隨水膠比的降低而基本相同［2］。所以可采用摻高效緩凝泵送劑與需水量比較低的粉煤灰復合使用，以達到降低混凝土單方用水量、減少水泥用量、減少膠凝材料總量、降低水膠比的目的。同時，可稍微提高混凝土中的粗骨料用量，既可以降低水化熱又可以抑制混凝土的變形［3］。

4　結語

本工程采用粉煤灰，一方面代替部分水泥，降低水化熱，一方面改善混凝土的和易性。基礎的內外溫差值控制在20℃，在一定的技術措施配合下，達到了這一指標，混凝土未產生有害裂縫。基礎內部預埋冷卻水管，通水冷卻過程中混凝土降溫速率為23℃/d?？傊?，大體積混凝土的施工質量是一個系統化的工程，在工程設計和施工中必須通過精心策劃，嚴格管理，合理控制施工質量，才能確保工程質量，也只有這樣才可以使大體積混凝土在建筑領域的應用越來越廣泛。

［1］馮乃謙.實用混凝土大全［M］.北京：科學出版社，2001.

［2］吳中偉，廉慧珍.高性能混凝土［M］.北京：中國鐵道出版社，1999.

［3］尹建江.預拌混凝土質量問題及大體積混凝土施工控制［J］.混凝土，2005（2）.

TU755.7

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1007-7359（2016）04-0071-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.026

楊大勇（1982-），男，湖北荊州人，畢業于武漢輕工大學，碩士，工程師，國家注冊一級建造師，主要從事工程項目管理工作。