混凝土裂縫控制設計案例分析

張志偉

摘? 要：大體積混凝土一般來說是指是指實心最小橫截面沒有超過1m的此類混凝土構件。大體積混凝土具有外表面系數不大的性質，集中釋放水泥的熱量以及混凝土的內部溫升也非常快。所以當混凝土的內部和外部溫度明顯相差很多，混凝土在內外溫度不同的情況下就會發生形狀的改變，這樣會對建筑物的常規運轉和結構安全造成影響。本文詳細的講述了大體積混凝土的開裂是因為什么，從相關的資料，設計和施工等不同的幾個方面提出了管控措施，還增添了實例進行講解。

關鍵詞：大體積混凝土施工;裂縫;溫度應力;測溫

一.裂縫形成分析概述

混凝土結構裂縫能夠以下數種不一樣的類型進行分類：由于干燥收縮，彎曲剪切力和其他外部載荷引起的裂縫，溫度裂縫引起的裂縫以及混凝土本身的收縮造成的裂縫。因為水泥使用量大而且大體積混凝土結構截面不小，澆筑后，水泥將釋放非常多的熱量以提高混凝土的溫度。 由于混凝土體積不小且導熱系數不怎么好，散熱少，導致混凝土水化內部的水化熱較難下降溫度而外部的冷卻速度相比較要快。按照熱脹冷縮這個原理，結構自身的束縛是因為建筑體積的溫度和應力兩個因素發生改變導致的。在受拉應力比混凝土抗拉強度大的這種情況就會一種情況：裂開縫隙。

因此，有必要從兩個不同的方面對大體積混凝土的開裂進行控制。 首先，提高我國混凝土的抗拉強度，讓強度變得很大，至于針對企業多種不同影響因素所造成的裂縫，就需要進行讓它變小，其次把溫度應力控制在足夠小的情況，讓它始終比混凝土的拉力小。

二.混凝土裂縫控制設計案例分析

2.1工程概況

設該工程總建筑面積26543㎡，地下四層，四周均為城市道路。基礎部分的厚度不超過2000mm，獨立基礎部分的厚度不超過1200mm。 C40S8防水混凝土用于混凝土。底板分為四個結構部分。最大混凝土體積為1500平方米。

大型混凝土項目都是商業混凝土。根據結構特點和混凝土用量的分布，結合掛車的輸送能力，一般在掛車和汽車泵的配合下完成澆筑。泵管在頂部用架子管加固，并在塔式起重機上調平。

由于施工場地不大，施工現場的混凝土罐車不能錯開，停滯時間很長。因此，在混凝土澆筑施工中，需要安排合理的布置，并應安排指定人員引導車輛進出，以確保混凝土澆筑不間斷。

從建筑原料，配合比，水灰比，可加工性，坍落度，運輸，澆筑，振動，固化到商業混凝土的施工接縫等步驟，均按施工標準的嚴格規范來進行要求操作，以確保混凝土的施工質量。

在混凝土施工過程中，采用散熱，保溫和溫度監測等方法控制混凝土的加熱和冷卻速度，以防止底板出現溫度裂縫和強烈的溫度應力這種不好的情況。

根據施工過程和進度安排，混凝土澆筑應盡可能不打擾人民。在方便的施工和良好的交通條件允許下，相關行業的領導和施工人員都應及時跟進工作，與各方共同協調工作。

2.2控制手段

1.混凝土原材料預控

2.在選擇混凝土原料水泥時，需要各種證書，例如產品認證證書，工廠檢查報告，重新檢查報告以及《混凝土結構工程施工質量驗收標準》 GB50204-的所有要求。 ..需要2002。用于地板混凝土的水泥強度等級應至少為42.5 MPa。同時，由于對耐用性的設計要求，基底部的最小水泥含量必須大于275 Kg / m3的最大水水泥。該比例不應超過0.55，最大氯離子含量不應超過0.2%，最大堿含量不應超過3.0 Kg / m3。使用了高質量的普通波特蘭水泥（P.O42.5），其質量必須符合當前的國家標準“普通波特蘭水泥”（GB175）。

3.與混凝土混合的粉煤灰等級至少高于2級，其質量必須符合現行國家標準“水泥和混凝土中使用的粉煤灰” GB1596-2005的相關規定。混合物的含量需要通過實驗確定，并且該含量優選小于20%。

4.建議使用具有高抗壓強度的粗骨料。粒徑范圍為5至40毫米，最大粒徑應為泵送過程中輸送管直徑的1/4。對于所有要求，根據當前國家標準“普通混凝土”，“碎石或小卵石的質量標準和檢驗方法”（JGJ53），石頭的泥漿含量不得超過1%。

5.最好使用中型粗砂，其他要求必須滿足當前國家標準“普通混凝土砂的質量標準和檢驗方法”（JGJ52）的標準。

6.最好將混凝土與飲用水混合，以符合當前國家標準“混凝土攪拌水”（JGJ63）的要求。

7.延遲復合高性能減水劑的添加延長了水化熱的釋放時間，減少了水泥的用量，降低了混凝土的峰值溫度，減緩了峰值的出現。

8.同時，需要添加經UEA建設部批準的混凝土膨松劑。同時，制造商需要提供技術質量保證。添加劑的劑量也需要由設計單位和制造商的技術人員協商確定。，并且應親自指導制造商的技術人員。建造。

2.3 大體積混凝土裂縫預控計算

為了使目標溫度保持在可控范圍內，有必要計算大體積混凝土的溫度。建筑溫度的計算方法如下：

混凝土攪拌比（攪拌站提供的28天混凝土強度等級滿足圖紙要求C40S8）：水泥：293Kg / m3;沙土：728Kg / m3;石材：1027Kg / m3;水：175Kg / m3;

添加劑高效膨松劑：13.1Kg / m3;膨松劑：26Kg / m3;

粉煤灰：50Kg / m3高爐礦渣粉：50Kg / m3

溫度：18°C混凝土入口溫度：20°C

由于地下第二部分的澆筑面積最大，混凝土用量最大，因此在第二部分中進行計算：初始維護方法：在下面鋪一層塑料布并進行絕緣頂部還有一個兩層的草編袋用于維護。

（1）最大絕熱溫升：Th=mc×Q/c×ρ×（1-e-mt）=47.2℃

（2）混凝土中心計算溫度：T1（t） =Tj+Th×ξ（t）=50.7℃

（3）混凝土表面溫度：T2（t） =Tq+4×h’（H-h’）〔T1（t）-Tq〕/H2=42.4℃

（4）混凝土的平均溫度：Tm（t）=（T1（t）+ T2（t））/2 = 46.5℃。通過計算混凝土×表面溫度與中心溫度之差：50.7-42.4 = 8.3℃，該標準由所需代碼指定。

（5）應力：σ= E（t））×α×ΔT×S（t）×R /1-ν= 1.497N / mm2 <ft = 1.80N / mm2

（6）安全系數：K = ft /σmax= 1.80 / 1.497 =1.20≥1.15安全儲備符合規范中指定的標準。在混凝土施工階段，根據施工過程中的氣溫和混凝土侵入溫度及時進行測算和控制計算，整個施工過程都在可控范圍內。

2.4 混凝土運輸量的計算

放置混凝土時，層厚度范圍為400毫米至500毫米。要開始下部混凝土層的初始設置，需要澆筑上部混凝土層。按一層厚度計算，混凝土澆筑厚度為0.5 m。根據基礎板，根據該標準計算基礎板第二段的最大混凝土澆筑量，根據位置的混凝土最大厚度不超過2400mm;

當每層分別澆筑時，每層的最大混凝土用量為：

37.2×5×2.4 = 446.4立方米;

考慮到外加劑的調整，混凝土的初始凝固時間不應少于8小時。由于道路運輸時間和人為因素等多種原因，需要以5小時為單位進行計算。必須滿足最小運輸量;446.4 / 5 = 89.28立方米/小時

計算的實際排量：

HBT80型混凝土泵的理想最大輸出為80m3，因為項目的實際條件（例如混凝土的可使用性，坍落度和天氣變化）將極大地影響混凝土泵的實際輸出。計算如下：

Q1 = Qmax×α1×η= 80×0.85×0.7 = 47.6m3;

施工中使用了兩個混凝土泵。在這種情況下，泵送力為95.2 m3> 89.28m3;

因此，選擇兩臺HBT80混凝土泵即可滿足施工要求。同時，為了避免發生事故，有必要在現場安裝備用的HBT80混凝土泵或汽車泵。

計算所需的混凝土運輸車輛的數量：

N1 = Q1 /（60V1）×（60×L1 / S0 + T1）= 15.8單位;

因此，至少需要32輛運輸卡車來澆筑這部分混凝土，以確保混凝土的供應。澆筑和振搗要求：

在每個流段連續澆筑混凝土，必要時應盡可能縮短。上部混凝土要求在初始凝固下部混凝土之前先澆注混凝土。

澆筑混凝土時，目的是避免混凝土分離。從料斗和泵管中排出混凝土時，其自由澆筑高度應小于2m。當超過時，需要使用串聯缸或溜槽從排出口掉下。澆筑層之間的自由傾角高度不能大于1.5m，澆筑混凝土時不能與模板直接碰撞。

澆筑混凝土時，需要指定人員觀察模板，并注意模板，托架，鋼筋，預埋件，預留孔和鋼保護層的狀況。當發生變形和位移時，應立即終止澆筑，并應在初始凝固之前對澆筑的混凝土進行修補和完善。

選擇30或50個插入式振動器時，應將它們快速插入并緩慢拉出。插入點呈梅花狀分布，應按順序進行，不能忘記。移動距離應小于振動棒作用半徑的1.5倍。振動時，混凝土表面應有漂浮的泥漿，不得有氣泡或下沉。使用快速插入和緩慢拉動分層振動的振動方法。振動上層時，插入5厘米的下一層混凝土，以使兩層之間的接縫消失。

混凝土澆筑采用漿液分層分段澆筑的方法，使底板的一側振動，并逐步向前推進。臺階的長度應小于5000mm，分層推鑄件的厚度應在400mm至500mm之間，并且應同時振動和壓實。首先從水槽底部倒水，比水槽模板下方的開口高50-100mm，然后倒入平板。泵送的混凝土流會自動生成一個坡度，該坡度需要在1：5左右。當坑底的混凝土尚未開始凝固時，將其倒在坑的側面。在澆注坑側面時，應將物料均勻地布置在坑側面附近，以防止混凝土一側的擠壓改變模板或鋼筋在坑側面上的位置。

混凝土的初始凝固時間應超過8h（已在商業混凝土供應合同中確定），并且在下部混凝土尚未開始凝固時，需要在1h內澆筑上部混凝土。

混凝土澆筑的方向遵循先建造深底板然后建造淺基礎的方法。混凝土澆筑過程中會產生滲出，使混凝土表面的水泥砂漿層容易過厚，導致混凝土各部位強度不一致，導致收縮裂縫。在澆筑階段需要進行準時處理。在施工過程中，滲水會從鋼筋與澆筑后區域的模板之間的縫隙流到澆筑后區域的區域。出血水應沿澆筑后的傳送帶排入收集井，并需要將其排出。

坑附近的防水導壁的混凝土需要用工具鏟入模板，并且泵管不能直接排到外面。泵車的進給速度需要根據建筑工作表面所需的速度進行更改。另外，必須控制澆筑混凝土的溫度以盡可能降低最大溫升。

每個泵至少需要2個振動器。輸送到基坑的混凝土需要及時振動和壓實，并且禁止泄漏或過度振動。

混凝土澆筑高度的控制采用拉線的方法。墊子表面用4米長的刮刀壓平，并用木制的刮刀壓平。當混凝土尚未開始凝固時，應大力刷洗表面層，并且紋理應均勻且筆直。

結論

受施工階段多個方面都會影響施工質量，全部階段的工作需要員工們仔細研討研究和積極主動的配合，結合影響質量的原因，做到先前準備，事中控制和事后解決。 需要控制舉措，加強前期控制以提升管理人員的綜合素質來適應不斷變化的建筑市場。

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