大體積混凝土基礎裂縫的控制

董 彥 剛

(山西宏廈建筑工程第三有限公司，山西 陽泉 045000)

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大體積混凝土基礎裂縫的控制

董 彥 剛

(山西宏廈建筑工程第三有限公司，山西 陽泉 045000)

結合大體積混凝土基礎裂縫的常見形式，分析了混凝土裂縫的產生原因，并從控制水泥水化熱、控制混凝土澆筑入模溫度、降低溫度應力等方面，提出了防治大體積混凝土裂縫的措施。

大體積混凝土，施工裂縫，水化熱，溫度應力

0 引言

進入2000年以來，隨著中國國民經濟的迅猛發展，工程建設行業更是轟轟烈烈，隨處可見塔吊林立，大規模的工程建設促進了建筑施工技術的發展，大體積混凝土的施工技術就是其中的一項，比如高層及中高層民用建筑的筏板基礎、工業廠房及構筑物的基礎，在施工的過程當中，廣泛采用的是大坍落度商品混凝土，因混凝土的方量異常的大，導致混凝土基礎時常出現施工裂縫，對建筑物的質量造成重大隱患，因此我們從混凝土的原材料及混凝土的施工過程當中，尋找預防和控制裂縫的措施，從混凝土的抗裂、抗滲、抗侵蝕三方面的性能的探索，具體指導混凝土的施工。

1 大體積混凝土的概述

1)大體積混凝土：大體積混凝土同時具備兩個條件：a.混凝土結構物實體的外形尺寸長、寬、高都不小于1 m；b.混凝土中膠凝材料的水化熱，引起混凝土的溫度變化，使混凝土產生有害的施工裂縫。

2)具備大體積混凝土基礎的特性有：混凝土基礎的長、寬、高比一般基礎的尺寸都大很多；混凝土基礎的基坑很深，深基坑的防護難度大；混凝土基礎內部的高溫需要較長的時間才能降下來；混凝土基礎施工措施不當常會出現施工裂縫。

3)大體積混凝土基礎的裂縫形式，大致可分為兩類:一類是結構性裂縫，通常由外荷載引起的裂縫；另一類是非結構性裂縫，即混凝土的溫度、濕度、收縮和膨脹等變形因素變化引起的裂縫。根據混凝土施工的大數據統計，大體積混凝土基礎的裂縫中，結構性裂縫所占概率很小，非結構性裂縫達到95%以上，結構性裂縫可通過結構設計給予解決，但是非結構性裂縫常發生在施工過程當中，下面就非結構性裂縫的形成原因和控制方法作一些探討和分析。

4)非結構性裂縫，通常是因為大體積混凝土基礎的工程實際長度超長、超寬、超厚的外輪廓尺寸和成分含量超大，導致混凝土基礎在成型過程中產生了大量的水泥水化熱，混凝土基礎隨著內部的溫度的不斷升高、下降的變化而產生相對應的熱脹和冷縮現象，即混凝土的溫度收縮應力，當混凝土的溫度收縮應力超過其自身的極限抗拉強度時，混凝土就產生裂縫，這種裂縫通常被稱之為非結構性裂縫。因此，控制大體積混凝土基礎的溫差，是控制大體積混凝土基礎施工質量的重要措施之一。

5)混凝土基礎的溫差裂縫的表現形式通常有兩種：即貫穿性裂縫和表面裂縫，當混凝土基礎的表面溫度和對混凝土基礎表層的溫度的差值，與混凝土表層溫度和混凝土環境溫度的差值大于25 ℃時，混凝土基礎表面的溫度應力就超過了混凝土的抗拉強度，這種情況出現時，混凝土基礎的上表面和側面出現表面裂縫;此時，混凝土基礎的內部，溫度依然在繼續升高，大約在混凝土成型的2 d～4 d之內，溫度會達到最高值，之后溫度開始下降，溫度不能下降太快，一天不能超過2 ℃，否則，混凝土內部的收縮變形受到混凝土基礎外部條件的限制，混凝土內部出現的拉應力太大，混凝土的極限抗拉強度抗不住時，沿混凝土的截面出現通縫。貫穿性裂縫和表面裂縫對結構實體產生的危害性很大，降低了混凝土的耐久性；降低了建筑結構的剛度；降低了建筑物的使用壽命。

2 大體積混凝土基礎裂縫的防治措施

2.1 控制水泥的水化熱

1)水泥的選擇。

大體積混凝土的水泥選擇有定性的要求，選用水化熱比較低的水泥，水泥3 d的水化熱在240 kJ/kg以內，7 d的水化熱在270 kJ/kg以內，低水化熱水泥常選用比如礦渣硅酸鹽水泥，復合水泥。混凝土基礎的水灰比通常為0.55，混凝土的水泥用量控制在380 kg/m3之內，水的用量控制在175 kg之內。另外，還可以采用定制水泥解決體積量超大的混凝土的水化熱問題。

2)水泥的用量。

水泥的用量在混凝土基礎中決定混凝土基礎內部溫度的最高值，水泥越多混凝土內部溫度會越高，水泥減少混凝土內部溫度會相應下降，在保證混凝土基礎的強度不變的情況下，混凝土中水泥的用量盡量降低，而混凝土的強度一般采用混凝土的60 d或90 d強度。

另外，在混凝土的試配過程中發現，除了使用礦渣水泥、混凝土的后期強度外，還可以摻加粉煤灰、礦粉。大量的數據顯示，摻加了粉煤灰、礦粉的大體積混凝土，在體積相同、周圍環境條件相同的情況下，混凝土內部的水化熱溫度能夠降低15 ℃左右。當然，粉煤灰和礦粉的用量也不能太多，否則會影響混凝土的強度。

3)循環水降溫。

根據混凝土基礎的厚度，每間隔1.5 m左右，設置一層循環水管，通入循環冷水，當混凝土內部的溫度超過規定數值時，加快冷水的流速，來降低混凝土內部的溫度；混凝土內部溫度達到規定值時，則放慢冷水的流速。

4)摻加石塊。

如果大體積混凝土基礎內沒有鋼筋或鋼筋量比較少時，可以摻加一些大石塊，大石塊(MU>C40)含量約占混凝土總量的20%，來減少混凝土的方量，從而降低混凝土的水化熱。

2.2 控制混凝土澆筑的入模溫度

根據工程實踐經驗和數據計算分析，入模溫度是混凝土溫升的基礎，入模溫度低，混凝土的最高溫度就低，所以降低混凝土的入模溫度從攪拌站混凝土的原材料開始，把混凝土的入模溫度控制在20 ℃以內。因此周圍環境的溫度很重要，如果在冬季施工，需要對混凝土的原材料進行加溫和對混凝土的運輸工具采取保溫措施；如果夏季氣溫過高，需要對混凝土的原材料遮陽、澆水，混凝土的運輸工具遮陽等降溫措施。而常溫條件下是非常有利于施工大體積混凝土的，施工成本會低很多。

2.3 大體積混凝土施工過程中的溫度控制措施

1)混凝土基礎的測溫點的設置。

根據基礎的整體形狀，從代表性和對稱性兩個方面設置測溫點，通常為通過基礎中心的兩個豎向的半交叉剖面，沿剖面的豎向設置測溫線，每個剖面不少于三條測溫線，間隔1 m；沿剖面的橫向設置四條測溫線，間距約為8 m。豎向測溫線和橫向測溫線的交叉位置設為測溫點。測溫點沿剖面的豎向和橫向對稱、對齊?；炷粱A的表面測溫點和表層的測溫點的數量和位置互相對應。混凝土基礎的環境測溫點至少設兩處以上。

2)混凝土的測溫要求。

在混凝土基礎內部敷設穩固的測溫點，澆筑混凝土前各測溫點的溫度為混凝土的環境溫度，當混凝土首次覆蓋測溫點時的溫度為這點的入模溫度，之后混凝土的溫度開始發生變化，按規定時間記錄混凝土的溫度?；炷恋淖畲鬁厣秊?，用所測得的同一點位的最高溫度值減去同一點位的入模溫度值，也就是混凝土的溫升峰值。

3)混凝土的測溫頻率。

混凝土基礎內部的最高溫度通常在混凝土澆筑后的第2天～第4天之間達到最高值，所以第1天～第4天，每4 h測一次；第5天～第7天，每8 h測一次；第7天至測溫結束，每12 h測一次。

4)混凝土的溫差控制。

按規定的測溫時間，應用信息化管理，及時了解混凝土的內、外溫度的變化情況，采取外部保溫、內部降溫的措施，將混凝土表面和混凝土表層的溫差、混凝土內部豎向相鄰兩個測溫點的溫差通過溫度控制措施使溫差不要超過25 ℃；當混凝土的表面與表層溫差下降到25 ℃或以下時，可以考慮拆除混凝土的保溫措施，當混凝土的表面與表層溫差低于20 ℃時停止測溫?；炷恋酿B護時間盡量延長，不能過快降溫，防止溫度應力導致有害裂縫的出現?；炷恋慕禍厮俣让刻觳怀^2 ℃。

5)混凝土的最大溫升。

混凝土基礎的施工準備階段，要大量收集施工地的氣溫信息、環境信息、原材料信息、工人信息、機械信息等等，做好充足的準備工作，預計混凝土基礎內部的最高溫度升高值，最好不要超過50 ℃，但是混凝土的最高溫升也需要靈活應用，當混凝土的入模溫度低時，最大溫升可小幅超過50 ℃；當混凝土的入模溫度較高時，混凝土的最大溫升必須得控制?；炷恋淖罡邷厣蓞⒖脊剑篢max=T0+WQ/(Cρ)。

6)混凝土的施工程序。

根據混凝土基礎的實際情況，安排合理的施工順序，放慢分層澆筑的速度，澆筑混凝土的分層厚度控制在30 cm～50 cm之間。

2.4 改善混凝土基礎的約束條件，降低溫度應力

1)對超長的混凝土基礎的施工，設置變形縫、后澆帶或分倉施工，能有效的降低混凝土內部的水化熱。

2)如果混凝土基礎的地基為巖石或混凝土的墊層很厚，基礎施工前可以在墊層上面刷三遍熱瀝青或鋪一層SBS卷材作為滑動層；用聚苯乙烯泡沫板貼在基礎四周模板的內側作為緩沖層，減少對基礎的硬防護。

3 結語

在混凝土基礎的施工過程中體會到，影響基礎施工的因素很多，為減少混凝土的施工裂縫，我們從材料方面、施工環境方面做了很多的工作，對裂縫控制的效果還是不錯的，因此制定經濟合理、施工方便、優化的施工方案，保證建筑物基礎的施工質量還是確實可行的。

Control of mass concrete crack control

Dong Yangang

(ShanxiHongshaBuildingEngineering3rdCo.,Ltd,Yangquan045000,China)

Combining with common mass concrete foundation cracks, the paper analyzes concrete cracking causes, and puts forward mass concrete cracks preventing measures from aspects of controlling cement hydration heat, controlling concrete grouting modeling temperature and reducing temperature stress.

mass concrete, construction crack, hydration heat, temperature stress

1009-6825(2017)07-0085-02

2016-12-23

董彥剛(1976- )，男，工程師

TU755.7

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