浅谈基础大体积混凝土施工中的裂缝防治
|
来源：网友投稿
摘要：文章结合工程实例分析了基础大体积混凝土裂缝产生的原因、机理，并针对产生裂缝的原因提出了一套减少裂缝的有效措施，具有一定的实际意义。
关键词：大体积混凝土；裂缝；原因；措施
基础大体积混凝土裂缝控制是建筑施工中的一个难题。它的表面系数较小，水泥水化热释放较集中，内部升温较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。为确保基础大体积混凝土施工质量，除要满足强度等级、抗渗要求外，关键要严格控制混凝土在硬化过程中水化热引起的内外温差，防止因温度应力而造成混凝土产生裂缝。以笔者管理的工程为例，该工程地下2层，地上27层，基坑深9.7米，筏板基础厚约900mm。为保证底板大体积混凝土施工质量，主要采取的裂缝防治措施阐述如下：
一、产生裂缝的主要原因
第一，水泥水化热：水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热，实际上内部的最高温度，多数发生在浇筑后的最初3-5天。
第二，外界气温变化：大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差。应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。
第三：混凝土的收缩：混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不利的。
二、主要控温防裂技术措施
首先，严格控制原材料质量。水泥采用水化热较低的矿渣硅酸盐水泥，粗骨料选用粒径较大、级配良好，抗压强度较高的碎石，细骨料选用平均粒径较大的中、粗砂。另外，由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性，考虑掺加适量的粉煤灰。粉煤灰的掺量控制在10％以内。浇筑前所有原材料均按有关规范抽检其质量指标。浇筑过程中，由施工单位不定期抽检商品混凝土搅拌站所用原材料质量，发现问题及时纠正。其次，按高性能混凝土确定配合比。按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》、《普通混凝土配合比设计规程》及《粉煤灰混凝土应用技术规范》中的有关技术要求进行设计。再次，采用补偿收缩混凝土技术。采用补偿收缩混凝土是防止超规范裂缝出现的可行办法之一。我们筛选出优质膨胀剂，并在掺量及膨胀条件上予以充分考虑，为取得良好的防裂效果创造了必要条件。最后，采取严格的养护措施。该工程采用了三项养护措施：混凝土表面收光后立即覆盖一层塑料薄膜，以防止早期失水出现塑性裂缝；根据测温结果，适时在塑料薄膜上覆盖2-3层棉毡保温；在塑料薄膜下适时补水，以保证水泥和膨胀剂发挥补偿收缩作用的充分条件。
三、施工中注意的问题
第一，保证混凝土浇筑质量。浇筑采用“一个坡度、层层浇筑、一次到顶”的方针。根据混凝土泵送时形成的坡度，在上层与下层布置两道振捣点。第一道布置在混凝土卸料点，主要解决上部振实；第二道布置在混凝土坡角处，确保下部混凝土的密实。先振捣料口处混凝土，以形成自然流淌坡度，然后全面振捣。为提高混凝土的极限拉伸强度，防止因混凝土沉落而出现裂缝，减少内部微裂，提高混凝土密实度，还采取二次振捣法。在振捣棒拨出时混凝土仍能自行闭合而不会在混凝土中留孔洞，这时是施加二次振捣的合适时机。由于泵送混凝土表面水泥较厚，在浇筑2-6小时后，先用长刮尺按标高刮平，然后用木抹反复搓压数遍，使其表面密实，在初凝前用铁板压光。既能较好地控制混凝土表面龟裂，又能减少混凝土表面水分散发。
第二，加强混凝土的养护及测温工作。为防止混凝土内外温差过大，造成温度应力大于同期混凝土抗拉强度而产生裂缝，应根据当时的施工情况和环境气温，采用了混凝土表面进行覆盖，用麻包片和塑料布覆盖两层，减少内外温差。为及时掌握混凝土内部温度与表面温度的变化值，在基础内埋设测温点20个，深度分别设在板中及距表面10厘米处，分别测量中心最高温度和表面温度，测温管均露出混凝土表面12厘米。测温工作在混凝土浇筑完毕后进行，测温频率按持续28天考虑。具体安排是：1-3天，每两小时测温1次；4-8天，每4小时测温1次；9-15天，每6小时测温1次；16-20天，每12小时测温1次；21-28天，每24小时测温1次。从测温曲线图中可以看出，基础混凝土浇筑后，中心最高温度发生在第四天，最高温度55.1摄氏度。混凝土中心与表面温度升降基本同步上升，在前10天温差始终保持在8摄氏度-12摄氏度左右，远远低于不安全温差25摄氏度，后18天温差保持在3摄氏度左右，说明温差控制理想。
四、结束语
该工程基础底板混凝土养护期满后，通过检查，混凝土内实外光，质量良好，经检查未发现温度裂缝，可见完善的养护及选料等措施等起到了良好效果。
参考文献：
1、建筑施工手册编写组.建筑施工手册[M].中国建筑工业出版社,1997.
2、刘海卿.大体积混凝土温度裂缝控制机理分析[J].辽宁工程技术大学学报,1998(1).
（作者单位：河北省保定市市政公用工程建设监理有限公司）