房屋建筑基礎大體積混凝土施工技術研究

侯鑫

摘 ?要：大體積混凝土施工是一個比較先進的工藝，特別是在比較復雜的應用場合，該方法可以較好的為施工質量提供重要保障。大體積混凝土的施工會產生一定的裂縫，并且在整個過程中，確保裂縫的安全并借助施工的方式來確保整個施工過程中的裂縫處于有效的控制狀態。本文以好未來昌平教育園區項目為例，在建筑施工過程中針對混凝土施工的大體積混凝土的裂縫控制措施進行控制，通過對項目案例的分析得出大體積混凝土施工的裂縫應對措施以及相應的方法，主要包括設計措施、原材料控制措施、施工方法控制措施等。伴隨著經濟的發展與科學技術的進步，建筑物的高度越來越高，規模越來越大，大體積混凝土的應用越來越普遍。如何在施工過程中采取有效措施保證大體積混凝土的質量顯得尤為重要。大體積混凝土由于截面大、水泥用量大、內外溫差大、溫度收縮應力很容易導致鋼筋混凝土產生裂縫。這種裂縫有表面裂縫和貫通裂縫兩種，在不同程度上都屬有害裂縫，因此要保證大體積混凝土的質量。對大體積混凝土施工技術進行研究是十分必要的。本文的研究也指出，雖然大體積混凝土裂縫產生的原因很多，但只要嚴格按規范規定施工，認真積極的探索裂縫產生的原因，及早采取相應的預防措施，就能有效地控制大體積混凝土結構的裂縫。

關鍵詞：大體積混凝土;裂縫;措施

前言

大體積混凝土，英文是concrete in mass，我國《大體積混凝土施工標準》GB50496-2018里規定：混凝土結構物實體最小幾何尺寸不小于1m的大體量混凝土，或預計會因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導致有害裂縫產生的混凝土，稱之為大體積混凝土。

現代建筑中時常涉及到大體積混凝土施工，如高層樓房基礎、大型設備基礎、水利大壩等。它主要的特點就是體積大，最小斷面的任何一個方向的尺寸最小為1m。它的表面系數比較小，水泥水化熱釋放比較集中，內部升溫比較快。混凝土內外溫差較大時，會使混凝土產生溫度裂縫，影響結構安全和正常使用。所以必須從根本上分析它，來保證施工的質量。

一、大體積混凝土裂縫類型及裂縫產生原因

大體積混凝土結構在實際的使用過程中會產生裂縫，并且產生的原因有多重多樣，只有明確的針對可能產生的原因進行分析，才能更好的針對其產生裂縫來進行有效的提出措施。從工程實踐來看，大體積混凝土的裂縫所產生的原因包括收縮裂縫、溫差裂縫、安定性裂縫等類別。

1.收縮裂縫

基礎底板大體積混凝土澆筑采用斜面分層法，取“一個坡度、薄層澆筑、循序推進、一次到頂”的方法。即混凝土從一端向另一端，以同一坡度一次到頂向前連續澆筑。如下圖2-1所示

這種形成斜坡混凝土的澆筑方法能較好地適應泵送工藝，避免泵管經常拆除沖洗和接長，提高泵送效率，簡化混凝土的泌水處理，保證上、下層澆筑間隔不超過初凝時間。混凝土的收縮裂縫的產生原因是由于混凝土在散熱以及逐步硬化的過程中，由于其表面的體積收縮而產生的大體積混凝土收縮的過程，這種收縮過程就會更加明顯。如果在整個混凝土的收縮受到外界明顯的約束，那么就會在整個混凝土的內部產生相應的內應力。通過這種收縮所產生的內應力與混凝土所存在的極限抗拉強度相比，如果收縮所產生的內應力超過混凝土的抗壓極限，就會在混凝土中產生一定的收縮裂縫。

2.溫差裂縫

混凝土澆筑完后主要采取如下養護覆蓋措施：2層塑料薄膜+2層碳纖維棉被+1層防水布。混凝土澆筑完畢后立即進行表面覆蓋塑料薄膜及碳纖維棉被進行保溫保濕養護，并通過計算機監測混凝土硬化過程中的溫度、溫差、應力變化，當混凝土內外溫差超過25℃及時加蓋保溫層等措施。在澆筑、抹面完畢后12h之內對混凝土加以塑料薄膜覆蓋并保濕養護，保濕養護時間不少于14天。如下圖所示2-2所示

溫差裂縫又是一類比較典型的大體積混凝土施工裂縫產生的重要原因。產生這種裂縫的主要原因是在施工的過程中，混凝土內部和外部的溫差過大，從而針對這種溫差所形成較大的裂縫。從建筑工程的時間來看，混凝土內部和外部的溫差過大會產生裂縫的重要原因是由于水泥的水化熱所引起，特別是在混凝土的內部以及混凝土的表面的溫差過大，特別是針對大體積的混凝土，更是在施工過程中容易產生裂縫。

3.安定性裂縫

安定性是指塑性材料在特殊結構的受載條件下屈服后，仍表現出彈性行為且不馬上破壞的性質，如引起不連續應力或熱應力的結構，經過初始階段少數幾次加載、卸載循環，會產生一定的塑性變形，在以后的加載、卸載循環中不再發生新的塑性變形，即不會出現塑性疲勞或棘輪現象，此時結構呈安定狀態。

塑性力學中研究具有初始塑性變形的物體或結構在變值載荷的作用下能否不產生新塑性變形的理論。所謂變值載荷是指在某一范圍內作周期性變化或按其他規律循環變化的載荷。

若物體或結構在具有一定范圍的變值載荷作用下，除初始階段產生一定塑性變形并出現一個殘余應力分布外，不管載荷在此范圍內如何變化，物體或結構中不再出現新的塑性變形，則稱結構所處的狀態為安定狀態;反之稱為非安定狀態。在變值載荷作用下，即使載荷不會使物體或結構達到極限狀態（即當外載荷達到某一定值時，物體或結構可以無限制變形的狀態），結構也可能變壞。

而安定性裂縫，則主要表現為龜裂，其主要產生的原因就是在實際的施工過程中，因為水泥的安定性等指標不合格而導致出現的一種裂縫。該裂縫產生的主要原因是在實際的施工過程中，因水泥的質量而產生的一種偏差。

二、大體積混凝土裂縫類型的控制措施

1.混凝土的溫度監測

（1） 混凝土的溫度監測管理

混凝土溫度的監測主要是指混凝土的出罐溫度、入模溫度、混凝土內部溫度的監測，為檢查混凝土塊體溫度是否滿足溫控標準，溫控措施是否有效，就必須進行溫度臨測與管理，并做詳細記錄，實行情報信息化施工。溫度監測就是在混凝土中埋入一定量的測溫儀器，測量混凝土不同部位溫度變化過程，檢驗不同時期的溫度特性。

（2）混凝土的溫度監測方法

混凝土在澆筑過程中每隔4小時測量一次原材料溫度，每隔2小時測量一次出罐溫度和入模溫度，控制其入模溫度不超過16℃。混凝土內部溫度的監測，我們主要是根據根據基礎底板的形狀、尺寸和標高在施工段布置測溫點，每個點均預埋鋼管至基礎底部和中部，分別監測記錄混凝土底、中、面部溫度。測溫從混凝土澆筑4小時后開始，其時間間隔為前4日2小時一次，第5～8日4小時，第9日起12小時，持續到14天，當溫控措施效果不佳，達不到溫控標準時，可及時采取補救措施。

（3）混凝土的溫度監測的控制措施

結合水化熱預測計算及溫度測試記錄，當內外溫度大于25℃ 時，必須采取措施加以控制：①如果混凝土體積大而表面積較小時，宜在內部預埋管道，通過循環水來散發混凝土內部的熱量;②夏季施工時，應采取冰水或冷水拌制混凝土。以降低混凝土的人模溫度;③冬季施工時，應采取草苫覆蓋或采用雙覆塑苯板覆蓋，以減少表面熱量的散發;④如果采用磚胎膜，在混凝土澆筑前，胎模采用素土虛填，既可起到保溫作用。又可抵消來自混凝土對磚胎模產生的側壓力。

2.混凝土的澆筑與養護

（1）泌水現象的處理

在大體積混凝土澆筑過程中，混凝土表面泌水現象普遍存在，為保證混凝土的澆筑質量，要及時清除混凝土表面泌水。因為泵送混凝土的水灰比通常比較大，泌水現象也比較嚴重，若不及時清除泌水，會降低結構的混凝土質量。

（2）保溫養護措施的要求

每次混凝土澆筑完畢，應及時按溫控措施的要求進行保溫養護，并應符合以下規定：①保溫養護措施應能使混凝土澆筑塊體的內外溫度及降溫速度滿足溫控指標的要求;⑵保溫養護的持續時間應根據溫度應力（包括混凝土收縮產生的溫度應力）來確定，但養護時間不小于15 d ，保溫覆蓋層的拆除應分層逐步進行;③ 在保溫養護過程中應保證混凝土表面的濕潤。保溫養護是大體積混凝土施工的關鍵環節，其目的主要是降低大體積混凝土澆筑塊體的內外溫差，以降低混凝土塊體的溫度應力;其次是降低大體積混凝土澆筑塊體的降溫速度，充分利用混凝土的抗拉強度，以提高混凝土塊體承受溫度應力時的抗裂能力，達到防止或控制溫度裂縫的目的。施工人員應根據事先確定的溫控指標的要求，來確定大體積混凝土澆筑后的養護措施。

3.后澆帶的留置與處理

（1）后澆帶的留置優點

大體積混凝土施工中，合理分縫分塊，不僅可以減輕約束作用，縮小約束范圍;同時也可利用澆筑塊的層面進行散熱，降低混凝土內部的溫度。另外，尚可滿足綁扎鋼筋、預埋螺栓等工序的操作需要，但接縫的處理必須滿足防止滲漏水的要求。

（2）后澆帶的留置要求與處理方法

后澆帶的設置和處理如設計無規定時，其間距一般為20 m～30 m，縫寬1 m，可在后澆帶形成40 d后封閉，冬期可適當延長。封閉前，應仔細鑿毛，并將鋼筋按設計要求連接好，再用補償收縮混凝土（亦可在普通混凝土中摻入膨脹劑）將縫灌注密實。

結語

在工業與民用建筑鋼筋混凝土結構的冬期施工中，主要是防止早期混凝土被凍問題。而在大體積混凝土的冬期施工中，情況有所不同，除了要防止早期混凝土被凍外，還存在著控制溫差、防止裂縫的問題，而且防凍與防裂之間往往還存在著矛盾。在設計和施工中，必須妥善解決這個矛盾，兼顧防凍與防裂兩方面的要求。這是大體積混凝土冬期施工的主要特點。

混凝土冬期施工尤其是在嚴寒地區，無論采用何種施工方法，為了防止早期混凝土被凍，一般要求混凝土具有較高的澆筑溫度。但另一方面，正是由于氣候寒冷，基礎溫度和內外溫差必然加大，往往超過允許溫差，不能滿足防止混凝土裂縫的要求。因此，在大體積混凝土冬期施工中，防凍與防裂矛盾集中反映咋混凝土澆筑溫度的選擇上。實踐證明，如果單純從防止混凝土早期被凍的角度出發，選擇過高的澆筑溫度，往往會造成混凝土開裂，導致混凝土施工的質量問題。所以，大體積混凝土的冬期施工要選擇合理的澆筑溫度，采取一系列的技術措施。

參考文獻：

[1]黃永昌.大體積混凝土施工防裂措施[J].中國科技信息 ， 2007，（01）

[2]羅惠.大體積混凝土的裂縫控制[J].今日科技 ， 2006，（07）

[3]陳瓊.淺析對控制大體積混凝土結構溫度裂縫問題的探討[J].中國科技信息 ， 2005，（17）

[4]趙延朋.大體積混凝土在冬季施工中裂縫控制[J].科技信息（科學教研） ， 2007，（15）

[5]周齊.淺議大體積混凝土結構裂縫產生的原因與控制措施[J].黑龍江科技信息 ， 2003，（09）

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