摘要：本文主要結(jié)合大體積混凝土施工技術(shù)，對大體積混凝土裂縫的成因及如何有效地防治所采取的措施進(jìn)行探討。

　　關(guān)鍵詞：大體積混凝土，裂縫成因，養(yǎng)護(hù)措施，施工技術(shù)

　　1大體積混凝土簡述及工程概況

　　隨著科學(xué)發(fā)展現(xiàn)今建筑中時(shí)常涉及到大體積混凝土施工,如高層樓房基礎(chǔ)、大型設(shè)備基礎(chǔ)、水利大壩等。大體積混凝土的定義：任何現(xiàn)澆混凝土，其尺寸達(dá)到必須解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大限度的減少開裂影響的，即稱為大體積混凝土。這就提出了大體積混凝土開裂的問題，開裂問題是在工程建設(shè)中帶有一定普遍性的技術(shù)問題，裂縫一旦形成，特別是基礎(chǔ)貫穿裂縫出現(xiàn)在重要的結(jié)構(gòu)部位，危害極大，它會(huì)降低結(jié)構(gòu)的耐久性，削弱構(gòu)件的承載力，同時(shí)會(huì)可能危害到建筑物的安全使用。所以如何采取有效措施防止大體積混凝土的開裂，必須從根本上分析它，來保證施工的質(zhì)量。

　　本工程為高層建筑工程，地上三十層，地下二層，承臺(tái)底板為大體積混凝土，底板混凝土厚度0.8m，承臺(tái)最大高度達(dá)2.0m，強(qiáng)度等級(jí)C35P8，采用商品混凝土澆筑。

　　2產(chǎn)生裂縫的主要原因：

　　裂縫產(chǎn)生的原因可分為兩類：一是結(jié)構(gòu)型裂縫，是由外荷載引起的，包括常規(guī)結(jié)構(gòu)計(jì)算中的主要應(yīng)力以及其他的結(jié)構(gòu)次應(yīng)力造成的受力裂縫。二是材料型裂縫，是由非受力變形變化引起的，主要是由溫度應(yīng)力和混凝土的收縮引起的。

　　2.1水泥水化熱

　　水泥在水化過程中要釋放出一定的熱量，而大體積混凝土結(jié)構(gòu)斷面較厚，表面系數(shù)相對較小，所以水泥發(fā)生的熱量聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部不易散失。這樣混凝土內(nèi)部的水化熱無法及時(shí)散發(fā)出去，以至于越積越高，使內(nèi)外溫差增大。單位時(shí)間混凝土釋放的水泥水化熱，與混凝土單位體積中水泥用量和水泥品種有關(guān)，并隨混凝土的齡期而增長。由于混凝土結(jié)構(gòu)表面可以自然散熱，實(shí)際上內(nèi)部的最高溫度，多數(shù)發(fā)生在澆筑后的最初3~5天。

　　2.2外界氣溫變化

　　大體積混凝土在施工階段，它的澆筑溫度隨著外界氣溫變化而變化。特別是氣溫驟降，會(huì)大大增加內(nèi)外層混凝土溫差，這對大體積混凝土是極為不利的。溫度應(yīng)力是由于溫差引起溫度變形造成的，溫差愈大，溫度應(yīng)力也愈大。同時(shí)，在高溫條件下，大體積混凝土不易散熱，混凝土內(nèi)部的最高溫度一般可達(dá)60~65℃，并且有較長的延續(xù)時(shí)間。因此，應(yīng)采取溫度控制措施，防止混凝土內(nèi)外溫差引起的溫度應(yīng)力。

　　2.3混凝土的收縮

　　混凝土中約20%的水分是水泥硬化所必須的，而約80%的水分要蒸發(fā)。多余水分的蒸發(fā)會(huì)引起混凝土體積的收縮�；炷�土收縮的主要原因是內(nèi)部水蒸發(fā)引起混凝土收縮。如果混凝土收縮后，再處于水飽和狀態(tài)，還可以恢復(fù)膨脹并幾乎達(dá)到原有的體積。干濕交替會(huì)引起混凝土體積的交替變化，這對混凝土是很不利的。

　　由以上分析，大體積混凝土裂縫主要是由有水化熱、溫差和收縮引起，所以為了防止裂縫的產(chǎn)生，就要最大限度的降低溫差和減小混凝土的收縮，具體材料的選擇如：水泥品種、外加劑和摻合料的品種、混凝土配合比、以及施工工藝養(yǎng)護(hù)條件和管理措施等。

　　2.4材料選擇

　　本工程對混凝土的主要材料要求如下：

　　(1)水泥：考慮普通水泥水化熱較高，特別是應(yīng)用到大體積混凝土中，大量水泥水化熱不易散發(fā)，在混凝土內(nèi)部溫度過高，與混凝土表面產(chǎn)生較大的溫度差，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力。當(dāng)表面拉應(yīng)力超過早期混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫，因此確定采用水化熱比較低的礦渣硅酸鹽水泥，標(biāo)號(hào)為525#，通過摻加合適的外加劑可以改善混凝土的性能，提高混凝土的抗?jié)B能力。

　　(2)粗骨料：采用碎石，粒徑5-25mm，含泥量不大于1%。選用粒徑較大、級(jí)配良好的石子配制的混凝土，和易性較好，抗壓強(qiáng)度較高，同時(shí)可以減少用水量及水泥用量，從而使水泥水化熱減少，降低混凝土溫升。

　　(3)細(xì)骨料：采用中砂，平均粒徑大于0.5mm，含泥量不大于5%。選用平均粒徑較大的中、粗砂拌制的混凝土比采用細(xì)砂拌制的混凝土可減少用水量10%左右，同時(shí)相應(yīng)減少水泥用量，使水泥水化熱減少，降低混凝土溫升，并可減少混凝土收縮。

　　(4)粉煤灰：由于混凝土的澆筑方式為泵送，為了改善混凝土的和易性便于泵送，考慮摻加適量的粉煤灰。按照規(guī)范要求，采用礦渣硅酸鹽水泥拌制大體積粉煤灰混凝土?xí)r，其粉煤灰取代水泥的最大限量為25%。粉煤灰對水化熱、改善混凝土和易性有利，但摻加粉煤灰的混凝土早期極限抗拉值均有所降低，對混凝土抗?jié)B抗裂不利，因此粉煤灰的摻量控制在10%以內(nèi)，采用外摻法，即不減少配合比中的水泥用量。按配合比要求計(jì)算出每立方米混凝土所摻加粉煤灰量。

　　(5)外加劑：設(shè)計(jì)無具體要求，通過分析比較及過去在其它工程上的使用經(jīng)驗(yàn)，每立方米混凝土2kg，減水劑可降低水化熱峰值，對混凝土收縮有補(bǔ)償功能，可提高混凝土的抗裂性。具體外加劑的用量及使用性能，商品混凝土站在澆筑前應(yīng)報(bào)告送達(dá)施工單位。

　　2.5混凝土配合比

　　(1)混凝土采用攪拌站供應(yīng)的商品混凝土，因此要求混凝土攪拌站根據(jù)現(xiàn)場提出的技術(shù)要求，提前做好混凝土試配。

　　(2)混凝土配合比應(yīng)提高試配確定。按照國家現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》、《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》及《粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》中的有關(guān)技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

　　(3)粉煤灰采用外摻法時(shí)僅在砂料中扣除同體積的砂量。另外應(yīng)考慮到水泥的供應(yīng)情況，以滿足施工的要求。

　　3大體積混凝土施工

　　3.1現(xiàn)場準(zhǔn)備工作

　　(1)基礎(chǔ)底板鋼筋及柱、墻插筋應(yīng)分段盡快施工完畢，并進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收。

　　(2)基礎(chǔ)底板上的地坑、積水坑采用組合鋼模板支模，不合模數(shù)部位采用木模板支模。

　　(3)將基礎(chǔ)底板上表面標(biāo)高抄測在柱、墻鋼筋上，并作明顯標(biāo)記，供澆筑混凝土?xí)r找平用。

　　(4)澆筑混凝土?xí)r預(yù)埋的測溫管及保溫隨需的塑料薄膜、草席等應(yīng)提前準(zhǔn)備好。

　　(5)項(xiàng)目經(jīng)理部應(yīng)與建設(shè)單位聯(lián)系好施工用電，以保證混凝土振搗及施工照明用。

　　(6)管理人員、施工人員、后勤人員、保衛(wèi)人員等晝夜排班，堅(jiān)守崗位，各負(fù)其責(zé)，保證混凝土連續(xù)澆灌的順利進(jìn)行。

　　3.2混凝土澆筑方法

　　(1)混凝土澆筑情況

　　由于承臺(tái)混凝土厚達(dá)到2.0m，內(nèi)部水化熱溫升偏高，內(nèi)表溫差和降溫速率不易控制，因此承臺(tái)砼采用兩臺(tái)泵車分別東西兩側(cè)同時(shí)斜面分層澆筑，澆筑層厚度不得大于500。在砼在初凝前必須澆筑上一層砼，層與層之間不得留冷施工縫。

　　(2)混凝土澆筑實(shí)施

　　為了使混凝土澆筑不出現(xiàn)冷縫，要求前后澆筑混凝土搭接時(shí)間控制在4小時(shí)內(nèi)(初凝時(shí)間>4小時(shí))，因此，混凝土澆筑前經(jīng)詳細(xì)計(jì)算安排澆筑次序、流向、澆筑厚度、寬度、長度及前后澆筑的搭接時(shí)間，實(shí)施了以下澆筑方案：

　　第一階段：現(xiàn)場用兩臺(tái)混凝土輸送泵(另備用2臺(tái))，20輛罐車，另備用2輛。

　　第二階段：兩臺(tái)泵車東西對澆，自北向南采用斜面分層(分四層)澆筑，用“一個(gè)坡度(斜坡)、薄層澆筑”的方法。采用兩臺(tái)輸送泵(另備用1臺(tái))布料。

　　第三階段：混凝土振搗棒準(zhǔn)備十臺(tái)(另備用2臺(tái))和一臺(tái)平板振動(dòng)器�；炷�土振搗時(shí)振動(dòng)棒的操作要做到快插慢拔，在振搗過程中，應(yīng)將振動(dòng)棒上下略作抽動(dòng)，以便上下振動(dòng)均勻，每點(diǎn)振動(dòng)應(yīng)為20-30s。以砼表面呈水平，不顯著下沉，不再出現(xiàn)氣泡，表面泛漿為宜。分層振搗時(shí)，振動(dòng)棒應(yīng)插入下層5cm，以消除兩層間的接縫。澆筑時(shí)，每隔半小時(shí)，即采取在混凝土初凝時(shí)間內(nèi)，對已澆筑的混凝土進(jìn)行一次重復(fù)振搗，以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土與鋼筋之間的握裹力，增強(qiáng)密實(shí)度，提高抗裂性。大體積混凝土表面水泥漿較厚，澆筑后3—4h內(nèi)初步用水平刮尺刮平，初凝前用鐵滾筒碾壓2遍，再用木抹子搓平壓實(shí)，以控制表面龜裂，并按規(guī)定覆蓋養(yǎng)護(hù)。

　　3.3溫度釋放孔處理方法

　　(1)在混凝土施工完畢7-10天后并在溫度降低至安全溫度時(shí)，將溫度釋放鋼管拔出，先用軟水管將水排出后再用海棉球?qū)⑵淇變?nèi)積水清理干凈。釋放孔四周用素水泥漿或界面劑淋一道，之后用高一等級(jí)的膨脹細(xì)石混凝土分層插搗灌實(shí)。

　　(2)對采用水平混凝土內(nèi)部循環(huán)的水降溫管采用高一等級(jí)細(xì)石混凝土(可采用自流平混凝土)進(jìn)行高壓注漿。

　　4混凝土養(yǎng)護(hù)措施

　　4.1混凝土澆搗后4—5h內(nèi)(根據(jù)實(shí)踐表明，在混凝土初凝前及時(shí)覆蓋，效果更好。)表面抹面后，表面及時(shí)鋪覆蓋1層麻袋并備好一層塑料膜和一層麻袋。在養(yǎng)護(hù)期間，隨時(shí)檢查混凝土表面的干濕情況及溫差(內(nèi)表溫差達(dá)23℃時(shí)就發(fā)警報(bào))，及時(shí)澆水保持混凝土溫潤。其間大承臺(tái)溫差大于25℃時(shí)，采取加速鋼管內(nèi)循環(huán)換水并在表面在覆蓋一層塑料膜和一層麻袋或溫水養(yǎng)護(hù)，將溫差控制在25℃內(nèi)。

　　4.2現(xiàn)場混凝土澆筑溫度考慮為27℃，混凝土澆搗及養(yǎng)護(hù)期間環(huán)境溫度日平均考慮為22℃。

　　4.3隨著混凝土厚度、體積的增大，其內(nèi)部熱峰值出現(xiàn)齡期也相應(yīng)延長：承臺(tái)(混凝土厚度為2.0m)中心熱峰出現(xiàn)齡期為3～3.5天，因此此間混凝土的養(yǎng)護(hù)和監(jiān)測工作尤為重要。不僅如此在降溫期間，因溫差而產(chǎn)生的有害裂縫更為危險(xiǎn)，因此要認(rèn)真監(jiān)測砼內(nèi)部溫度及時(shí)調(diào)整養(yǎng)護(hù)措施。

　　4.4考慮到大承臺(tái)一次性澆注砼量較多，水化熱較大，為避免與底板間溫差過大，采用循環(huán)水降溫方法。在大承臺(tái)中間沿長向布置冷卻水管，通過循環(huán)冷卻水，降低砼內(nèi)部水化熱溫度。

　　4.5健全施工組織管理：在制訂技術(shù)措施和質(zhì)量控制措施的同時(shí)，還落實(shí)了組織指揮系統(tǒng)，逐級(jí)進(jìn)行了技術(shù)交底，做到層層落實(shí)，確保順利實(shí)施。

　　5施工中應(yīng)注意的問題

　　1.混凝土澆筑不應(yīng)留冷縫，保證澆筑的交接時(shí)間，應(yīng)控制在初凝前。

　　2.保證振搗密實(shí)，嚴(yán)格控制振搗時(shí)間，移動(dòng)距離和插入深度，嚴(yán)防漏振及過振。

　　3.及時(shí)發(fā)出溫控警報(bào)，做好覆蓋保溫及保濕工作，但覆蓋層也不應(yīng)過熱，必要時(shí)應(yīng)揭開保溫層，以利于散熱。

　　4.夜間溫度較低，因此應(yīng)加強(qiáng)夜間混凝土溫度的監(jiān)測工作和養(yǎng)護(hù)工作，確�；炷�土內(nèi)部梯度。

　　5.保證混凝土供應(yīng)，連續(xù)澆搗，確保不留冷縫。

　　6.做好現(xiàn)場協(xié)調(diào)、組織管理，要有充足的人力、物力、保證施工按計(jì)劃順利進(jìn)行。

　　6效果分析

　　系統(tǒng)降溫時(shí)，人員必須落實(shí)到位職責(zé)分明以及盡職。在混凝土降溫實(shí)施期間根據(jù)實(shí)測的砼溫度及時(shí)調(diào)整整體自動(dòng)循環(huán)換水流水量的大小，使混凝土的內(nèi)部溫度與外部溫度差控制在規(guī)范要求范圍內(nèi)，具體溫度變化詳見溫升變化曲線圖。

　　溫升變化曲線圖

　　

 

　　在實(shí)施預(yù)埋期間由2人專門負(fù)責(zé)溫度釋放管的埋設(shè)和每一層砼澆筑后旋轉(zhuǎn)松動(dòng)(鋼管在預(yù)埋前涂刷脫模劑)，并在混凝土抹面壓平后再旋轉(zhuǎn)一次以確保降溫完成后降溫管的順利拔出。混凝土施工完畢后立即啟動(dòng)了整體自動(dòng)循環(huán)換水降溫系統(tǒng)和整體保溫系統(tǒng)保證了內(nèi)外應(yīng)力。實(shí)施期間由于承臺(tái)在降溫時(shí)(尤其是夜間)產(chǎn)生的溫差效應(yīng)最為危險(xiǎn)，在此由專人進(jìn)行負(fù)責(zé)監(jiān)測和測溫分析并準(zhǔn)備好應(yīng)急措施(備好麻袋和塑料膜)及時(shí)調(diào)整保溫措施，以避免梯度效應(yīng)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的危害。

　　從此次降溫的情況和溫升變化曲線得出，此種做法完全可以達(dá)到降溫的效果，并通過專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)得出的數(shù)據(jù)說明該結(jié)構(gòu)混凝土的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，無有害裂縫的產(chǎn)生。

　　7結(jié)束語：

　　總之、應(yīng)以預(yù)防為主，為此需要精心設(shè)計(jì)、施工，采取有較措施，會(huì)使施工質(zhì)量得到很好的保證。實(shí)踐證明，在優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)，改善施工工藝，提高施工質(zhì)量，做好溫度監(jiān)測工作及加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)和應(yīng)急措施到位等方面采取有效技術(shù)措施，堅(jiān)持嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的施工組織管理，完全可以控制大體積混凝土溫度裂縫和施工裂縫的發(fā)生，達(dá)到良好的自防水抗?jié)B效果和經(jīng)濟(jì)效益。

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