高層建筑基礎(chǔ)底板大體積混凝土溫度裂縫控制措施研究

盧瑞垚

摘? ? 要：本文根據(jù)高層建筑基礎(chǔ)底板大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的原因，繼而從混凝土強(qiáng)度，養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，混凝土溫度，提高抗拉能力等方面提出建議，對(duì)混凝土溫度裂縫的控制措施進(jìn)行研究，從而達(dá)到預(yù)期的效果。

關(guān)鍵詞：高層建筑基礎(chǔ)底板;大體積混凝土;水熱化

1? 引言

中國人口的增加和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展促進(jìn)了高層建筑的高速發(fā)展，而樓層越高基礎(chǔ)建筑底板也越加厚，因此，建筑施工團(tuán)隊(duì)需要面臨如何控制高層建筑基礎(chǔ)底板大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫的問題，需要解決的難題越來越多，這給建筑施工團(tuán)隊(duì)的施工技術(shù)和設(shè)計(jì)帶來了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

2? 高層建筑基礎(chǔ)底板大體積混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的原因

2.1? 混凝土抗壓性弱，易受外界自然環(huán)境的影響

高層建筑基礎(chǔ)底板采用的是大體積的混凝土，而混凝土的體積與水泥總用量成正比，其受外界自然因素影響較大。而混凝土本身的抗壓性是非常弱的，也就是說它的拉伸形變的能力弱，因此，高層建筑基礎(chǔ)底板大體積混凝土對(duì)外界溫度和自然環(huán)境的變化非常敏感，若是直接大面積的暴露在外面則會(huì)隨著自然界中四季的空氣、溫度和濕度的變化而變化。在短期時(shí)間內(nèi)，其拉伸應(yīng)變力的極限只能達(dá)到（0.6～1.0）[×]10-4，拉伸變形也只能達(dá)到（1.2～2.2）[×]10-4。

2.2? 混凝土熱脹冷縮，易產(chǎn)生裂縫

大體積的混凝土易受內(nèi)外溫差和收縮的影響，特別在高層建筑進(jìn)行基礎(chǔ)底板建筑時(shí)，水泥本身在水化時(shí)會(huì)發(fā)出一定的熱量，而高層基礎(chǔ)建筑采用的是大體積的混凝土，積聚在內(nèi)部的水化熱量極難散發(fā)，從而形成近表面區(qū)域的較大溫度梯度，引起較大的拉應(yīng)力，外界溫度降低，會(huì)產(chǎn)生混凝土熱脹冷縮的現(xiàn)象，產(chǎn)生裂縫。當(dāng)拉伸形變的程度超過混凝土的極限，則會(huì)變成其結(jié)構(gòu)性裂縫，貫穿了整個(gè)完全斷面，從而給地基的防水性與耐久性以及抗侵蝕性等方面造成重大危害。

2.3? 混凝土易受水的影響

從根本上來說，無論是我外部還是內(nèi)部對(duì)大體積混凝土地基影響最深的是水熱化問題，而水是產(chǎn)生水熱化現(xiàn)象的要素之一。水化反應(yīng)是混凝土放熱的過程，早期放熱快后期則放熱慢，而混凝土由于大面積暴露在空氣中，與空氣中的熱量進(jìn)行交換，因此，混凝土隨著水熱的變化而變化。而大面積的混凝土內(nèi)部的水熱散發(fā)的慢，外部卻散發(fā)較快，施工技術(shù)工人若是把控不好，就會(huì)容易產(chǎn)生裂縫。

3? 高層建筑基礎(chǔ)底板大體積混凝土溫度裂縫控制措施

3.1? 嚴(yán)格把控混凝土強(qiáng)度等級(jí)，提高養(yǎng)護(hù)質(zhì)量

大面積的混凝土高層基礎(chǔ)地基的抗壓性較弱，在滿足基本要求和承載力的同時(shí)還要考慮其水泥水熱化問題等，進(jìn)行綜合性考量，從大體積混凝土原材料上分析，可以控制水泥用量并選用水化熱較低、冷凝時(shí)間較長(zhǎng)的水泥，如大把水泥、礦渣酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥等。減少水泥用量，宜摻用粉煤灰、磨細(xì)礦渣以降低混凝土水熱化。或采用緩解型減水劑或高效減水劑。

高層建筑大體積的混凝土地基的強(qiáng)度要控制在C20～C35范圍之間并對(duì)后期的強(qiáng)度R60加以利用，若超過這個(gè)范圍的最大值，混凝土的內(nèi)部溫度必會(huì)過高，內(nèi)外溫差過大，抗拉應(yīng)力超過混凝土的極限，會(huì)產(chǎn)生裂縫。例如，溫度在C40～C55時(shí)，內(nèi)外溫差會(huì)超過30攝氏度。因此計(jì)算時(shí)，混凝土強(qiáng)度要控制在C20～C35之間，滿足抗沖切與抗壓的計(jì)算要求。

混凝土的養(yǎng)護(hù)要避免混凝土暴露在空氣中，與自然環(huán)境產(chǎn)生反應(yīng)，在混凝土的表面增加一層覆蓋，但其覆蓋的厚度則需要通過熱工來計(jì)算，在混凝土的內(nèi)部預(yù)先埋好熱電偶，覆蓋12個(gè)小時(shí)后開始進(jìn)行測(cè)溫。

3.2? 增加智能化溫度監(jiān)控措施控制混凝土內(nèi)部溫度

由于高層建筑基礎(chǔ)地基大體積混凝土是不能出現(xiàn)裂縫的，因此要在其施工期間就控制好其較大的抗拉應(yīng)力與溫度變化。當(dāng)前混凝土的內(nèi)部溫度控制可以采用增加智能化溫度監(jiān)控措施來控制。即在大體積混凝土內(nèi)部埋設(shè)冷凝循環(huán)水降溫的方法，通過其自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備來控制冷凝循環(huán)水，這種方式可以有效調(diào)控其內(nèi)外溫差。如，當(dāng)設(shè)備自動(dòng)監(jiān)測(cè)到其內(nèi)外溫差超過25度時(shí)，就會(huì)自動(dòng)通水，達(dá)到智能化的控制，其效果極佳，有效防止出現(xiàn)溫度裂縫。

提高大體積混凝土的抗拉能力則需要改善混凝土的內(nèi)部與外部?jī)煞N約束力。減少外部的約束力需進(jìn)行合理的分塊設(shè)置，采取后澆帶設(shè)置、伸縮縫設(shè)置和施工縫設(shè)置等手段減少可縮小的約束范圍，減輕其產(chǎn)生的約束作用，同時(shí)要設(shè)置基礎(chǔ)滑動(dòng)層。經(jīng)調(diào)查，外約束力的裂縫是由于基礎(chǔ)地基使用大體積的混凝土?xí)r，將其澆筑在堅(jiān)實(shí)基巖或較密的樁基時(shí)，一旦處理不當(dāng)則會(huì)產(chǎn)生貫穿性裂縫，若在高層混凝土基礎(chǔ)地基底部設(shè)置滑動(dòng)層則會(huì)改善基礎(chǔ)和地基之間的接觸狀態(tài)，減少其產(chǎn)生的外部約束力，有效防止基礎(chǔ)底板發(fā)生裂縫。

內(nèi)部減少約束力的主要方法是加強(qiáng)對(duì)溫度的保護(hù)，降低混凝土內(nèi)外部間的溫差，控制降溫的速度和數(shù)值變化范圍度，采用翻蓋法或暖棚法實(shí)施保溫措施。

3.3? 嚴(yán)密監(jiān)控混凝土溫度上升

大體積混凝土澆筑時(shí)采用的是分層斜坡連續(xù)式澆筑，分層的厚度控制在400mm～500mm，要小于等于振搗棒1.25倍的長(zhǎng)度，坡度是1：6～1：10，并保證在下一層混凝土初凝之前澆筑上一層，以免出現(xiàn)裂縫。澆筑時(shí)間和施工的氣溫有一定的關(guān)系，一般不超過2個(gè)小時(shí)，否則混凝土?xí)跄?dāng)溫度高時(shí)其初凝的時(shí)間將會(huì)縮短。在其運(yùn)輸中，攪拌運(yùn)輸車應(yīng)保持低速旋轉(zhuǎn)，單程運(yùn)輸時(shí)間控制在1小時(shí)內(nèi)，若是使用外加劑調(diào)整或出現(xiàn)離析時(shí)，攪拌車則要加快2分鐘以上，禁止向混凝土中加水。

在對(duì)大體積基礎(chǔ)底板混凝土澆筑時(shí)，還應(yīng)設(shè)專人配合預(yù)埋其測(cè)溫管，其測(cè)溫管深入混凝土的長(zhǎng)度分別為0.1m、0.9m、1.7m與2.0m這四種不同的規(guī)格。每100平米的承臺(tái)要埋設(shè)兩組如圖1。其測(cè)溫管的位置要查標(biāo)志旗以便后期查找，一般溫控制表不宜大于其數(shù)值：混凝土澆筑在入模溫度基礎(chǔ)上的溫升值控制在45度以內(nèi);其里表溫差，不含混凝土收縮的當(dāng)量溫度控制在25度以內(nèi);其降溫速率控制在2.0度/天;其澆筑體表面與大氣中的溫差控制在25度以內(nèi)。

4? 結(jié)束語

建立高層時(shí)，施工團(tuán)隊(duì)必須要控制高層建筑基礎(chǔ)底板混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，需要從混凝土的整體特性出發(fā)，充分考慮到自然環(huán)境對(duì)其影響，技術(shù)團(tuán)隊(duì)要針對(duì)其原因，嚴(yán)格把控混凝土的強(qiáng)度、溫差變化以及提高其抗拉能力，提高養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，利用科學(xué)手段采取有效的控制措施，從而保證高層建筑質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 郝芬芬.淺析高層建筑基礎(chǔ)底板大體積混凝土施工技術(shù)[J].建材與裝飾，2020（1）：32～33.

[2] 劉琦.高層建筑大體積混凝土溫度裂縫控制研究[D].安徽理工大學(xué)，2018.