超长结构裂缝控制措施无缝施工技术的新进展.docx

施 工 技 术 资 料（2002-4）超长结构裂缝控制措施（无缝施工技术）的新进展中国建筑第八工程局第三建筑公司编印2002.9 南京目 录1. 超长砼结构出现裂缝相当普遍2. 砼收缩值及影响因素3. 砼温度应力及其计算4. 裂缝控制措施之一采用膨胀剂的无缝施工法5. 裂缝控制措施之二配置附加构造钢筋6. 裂缝控制措施之三采用无粘结预应力技术7. 裂缝控制措施之四采用合理的施工方案8. 裂缝处理措施9. 结语10. 参考文献一、超长砼结构出现裂缝相当普遍11 问题的普遍性近年来，我国已先后出现一大批超长、超大、超厚的现浇砼结构构件。例如：地下室外墙板、人防外墙板；地下室底板和顶板；大面积楼盖板；长梁等。这些结构构件在施工期间和使用阶段普遍出现具有一定规律的“非受力裂缝”。这些所谓“非受力裂缝”主要是指非受荷载而引起的“温度和收缩裂缝”。裂缝宽度一般在0.3mm以内，裂缝深度不等，也有时达到贯穿性裂缝。随着砼向流态、高强和高性能方向发展，加之结构超长、超大，砼收缩量比低坍落度的普通砼要大1525%，故钢筋砼结构出现结构裂缝的几率比80年代前多。这种非受力裂缝已成为当前现浇砼结构的一项质量通病，给设计、施工、开发商和用户带来困惑，成为工程技术界正在探索研究的一个难题。注：为了便于读者了解本文所讨论的问题重点，特先作如下定义：1. “超长结构”是指该结构尺寸超过现行国家规范所规定的最大伸缩缝间距。2. “非受力裂缝”主要指由温度、收缩、变形而引起的裂缝。3. “无缝施工”系指不设永久性“伸缩缝”、“变形缝”，不包括临时施工缝或后浇缝、伸缩缝后浇带。12 问题的严重性这类非受力裂缝虽然不宽、不深，一般都不危及结构安全，往往并不影响使用，结构承载能力也不致显著降低。但其严重性不容忽视：不仅影响外观，容易引起渗漏；更主要是影响结构耐久性。例如：钢筋锈蚀，防渗性降低，砼体积发生膨胀、剥落，碱骨料反应加剧等。因而导致结构寿命降低，带来维修加固的费用增加。 结构耐久性问题是一个相当复杂的课题，已引起政府部门和工程界的高度重视。13 裂缝的起因引起“非受力裂缝”的因素很多。就目前认识，主要原因是由于：砼收缩和温度收缩亦即由于砼的收缩应力（应变）和温度应力（温差）引起的。当收缩应力和温度应力大于该龄期的砼抗拉强度极限时，即会发生裂缝。发生“非受力裂缝”的结构构件往往与下列因素有关：1. 结构超长。一次浇筑成型的结构构件往往超长或面积较大，而且不设或少设伸缩缝（超过规范规定的伸缩缝允许间距），砼收缩较大。2. 砼强度高。砼强度等级较高的构件较中低强度砼更易开裂。因为砼强度高意味着水泥和胶体的用量增加，温度收缩和干燥收缩均将增大，导致砼抗裂性能降低。3. 大体积砼。如地下室底板、桥墩等。砼浇筑后产生大量水化热，使结构内外温差加大。当温差大到一定程度（超过30以上）时，按砼线膨胀系数（1010-6/）分析，可知此时砼的收缩变形量往往大于该龄期的砼极限拉伸变形，则会发生裂缝。4. 采用商品砼。强度等级相同时，泵送施工的结构比半干硬性砼更容易出现裂缝。为了满足泵送要求，往往加大了坍落度或者掺加外加剂来改善砼和易性，但试验表明，掺化学外加剂的砼干缩值较大，使用促凝减水剂的砼干缩值比不掺外加剂者高40%。5. 配筋不合理。设计上未对结构构件作抗裂计算，未配抗裂构造钢筋或配的不合理。往往水平分布筋间距较大（300mm），钢筋直径较大（14mm）。施工实际情况是，水平钢筋间距200mm的砼墙体普遍裂缝；如将间距改为100mm，直径减小，则墙体裂缝大为减少（或没有裂缝）。 严格地讲，在砼结构中的钢筋并不能完全消除或减少砼收缩裂缝，只能将较宽的裂缝分散为较多较细的裂缝，起控制裂缝宽度作用。6. 施工质量控制不严。实践证明，施工质量对控制裂缝的产生和开展有很大关系，加强管理能起到事半功倍的作用。例如： 严格控制水灰比，严禁现场操作时往搅拌运输车加水； 严格控制原材料的含泥量，选用级配良好的碎石和中砂。有关资料表明，采用中粗砂比采用细砂每方砼可减少用水量2025kg，水泥用量可相应减少2835kg，可降低砼温升，减少砼收缩。 加强砼振捣，提高砼密实性。加强养护，保温保湿（浇水的温度与砼表面温度之差不应超过15）。7. 结构受到约束。 应该说，砼如能自由收缩是不会产生应力的，也自然不会开裂。如收缩时遇到内外约束则会产生收缩应力。如地下室底板受到桩基和地基土约束，地下室墙板受到底板约束，砼楼盖受到支承墙体约束，构件内的钢筋和预埋件也是一种约束，使砼自由收缩受到限制，在构件内部产生拉应力，当拉应力超过砼的极限抗拉强度时，就会产生裂缝。14 现行规范对伸缩缝间距的限值现行国家标准砼结构设计规范（GB50010-2002）中对伸缩缝最大间距规定如下（摘录）：9.1.1 钢筋混凝土结构伸缩缝的最大间距宜符合表9.1.1的规定。表9.1.1 钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距（m）结构类别室内或土中露天排架结构装配式10070框架结构装配式7550现浇式5535剪力墙结构装配式6540现浇式4530挡土墙、地下室墙壁等类构件装配式4030现浇式3020注：1 装配整体式结构房屋的伸缩缝间距宜按表中现浇式的数值取用； 2 框架剪力墙结构或框架核心筒结构房屋的伸缩缝间距可根据结构的具体布置情况取表中框架结构与剪力墙结构之间的数值； 3 当屋面无保温或隔热措施时，框架结构、剪力墙结构的伸缩缝间距宜按表中露天栏的数值取用； 4 现浇挑檐、雨罩等外露结构的伸缩缝间距不宜大于12m。9.1.3 对下列情况，如有充分依据和可靠措施，本规范表9.1.1中的伸缩缝最大间距可适当增大： 1 混凝土浇筑采用后浇带分段施工； 2 采用专门的预加应力措施； 3 采取能减小混凝土温度变化或收缩的措施。 当增大伸缩缝间距时，尚应考虑温度变化和混凝土收缩对结构的影响。二、砼收缩值及影响因素21 基本概念砼收缩是砼材料的一个固有特性。“收缩”是指砼在不受荷载情况下因体积变化而产生的变形。众所周知，砼浇筑成型后在结硬（由塑性硬化）的过程中，体积会发生变化。如在空气中结硬，体积会收缩。反之，如在水中结硬，体积会膨胀。一般情况下，收缩值比膨胀值大得多。砼收缩的主要表现形式有：1. 在砼浇筑初期（终凝前）的“塑性收缩”；2. 在硬化过程中的“干缩”变形；3. 水化作用引起的“自生收缩”变形；4. 温度下降（温差）引起的“冷缩”变形。上述几种收缩可分为两种情况：一种是干燥失水引起的收缩，也称为“物理收缩”，这种变形是可以恢复的；另一种是由于水泥和水拌和以后，水泥颗料吸收水分后凝结形成水泥胶体，胶体中水泥颗粒与水不断起水化作用，形成一种新的晶体化合物，这种晶体化合物的体积较原材料体积为小，因而引起体积不断收缩，这种收缩称为“化学性收缩”，这种收缩随着时间的增长而增加，但增加的速度逐渐减小，是一种不能恢复的收缩变形。如自生收缩变形即属于这一种。22 砼收缩值及波动范围2.2.1砼收缩值（理论值） 根据实验，在一定条件下，砼收缩值是可以测试出来的，并随着时间和养护条件而有不同的变化。 标准状态下，砼收缩变形0y=3.2410-4（即应变）。 一般而言，砼收缩值，其应变可达到（36）10-4，而泵送流态砼的收缩变形要大得多，可达（68）10-4。国外资料表明，砼收缩变形在（26）10-4范围，有的甚至达到1010-4。 例： 图2-1为铁道部科学研究院所进行的砼自由收缩试验结果。试验参数是：试件尺寸为100100400，砼立方强度fcu=39.5N/ mm2，水灰比0.45，500号（硬练）硅酸盐水泥，养护温度201，湿度655%。 图2-1 砼自由收缩试验（图中10-4为砼应变值） 由上述试验结果可以看出，该试件砼收缩值为：310-4左右；在蒸汽养护下较常温养护下收缩值要小。砼收缩在早期前二个月发展最快，可达砼全部收缩的6570%，到第4个月后发展缓慢，曲线呈平缓状态，但是到18个月后仍有少量增加，可见砼收缩要延长到相当一段时间才能完成。 另一份资料介绍，砼的收缩变形甚至可能延缓到20年之久，其发展的比例见下表（表2-1）。砼收缩变形的发展（表2-1）龄期14d3月1年20年收缩变形比值0.140.300.400.800.600.851.00注：取自过镇海钢筋砼原理一书，清华大学出版社，1999年3月2.2.2 现场试验的不确定性 上海市住乐建设发展总公司陈沛等人，结合上海地区使用商品砼实际情况对在自然环境和构件支座受到一定约束的条件下，进行了工程实体结构变形、裂缝发展的现场跟踪测试，获得了有益的资料和观点。 该测试工作包括二个部分： 模拟试件。在自然环境养护，用电阻应变片测试50天，数据10350个； 工程实物上测试。在二个工程的外墙板上（一是车库外墙板，一是高层外墙板），在容易开裂的部位设测点（共12点），用100mm长钢弦式砼应变计（沿墙的垂直方向设上、中、下三点），跟踪测试近1年（300d），获得1356个数据。 测试的初步分析结论如下：1. 砼收缩值。模拟试件砼应变值：C30，=410-4 C60，=510-4 现场实际外墙板测得的砼应变值：C35C40，=（1.52.5）10-4 现场实测值比模拟试件要小（低一倍左右）2. 砼强度等级越高，它的收缩应变值则越大。3. 收缩有一个“峰值”。收缩峰值第一次出现在浇筑后1540d（受浇灌季节、入模温度、外加剂类型等有关）。这是裂缝发生的危险期，应予重视。4. 测试数据表明，砼在自然环境下收缩应变极为复杂，规律不明显。从应变（）时间（t）曲线上可以看出砼收缩应变的下降、回升始终存在着反复跳跃的发展态势，表明结构变形受到多种因素的影响，经常处于调整状态，与试验室里标准条件下的试验结果出入较大。同时，也说明这种现场测试方法很难获得准确的结果。5. 现场自然环境下砼收缩变形的复杂性下列因素有关 砼特性非匀质材料 外部环境干缩、湿胀、温差、支座约束、配筋影响、施工质量等导致变形起伏波动 测试方法测点布设、测试精度以及环境影响都给测试结果带来不确定性。6. 因此，该文认为，目前提出的砼理论收缩值只能说明是砼材料的特性之一，不能应用和指导工程实践。对于工程上的结构裂缝，应采取综合性的防治措施（设计、施工、试验研究、材料）。（注：详见建筑施工杂志2002年第4期P302，陈沛等“在自然环境下砼结构变形复杂性的测试与研究”一文）。23 砼收缩的影响因素 主要因素有：水泥品种，骨料品种和含量，砼配合比，外加剂种类和含量，介质温度和相对湿度，养护条件等。砼相对收缩量主要取决于水泥品种，用量和水灰比。水泥用量越多，水灰比越大，骨料颗料愈小，孔隙率愈高，骨料的弹性模量愈低，则收缩也愈大。砼绝对收缩量除与上述因素外，还与结构构件施工时最大连续边长成正比，即与支承的外部约束程度有关，当砼构件收缩受到约束产生拉应力超过该龄期的极限抗拉强度时，就会产生裂缝。24 砼收缩值的理论计算在我国现行的砼结构设计规范（GB50010-2002）中还没有给出砼收缩值的计算公式。在国外和一些文献中，有的提出了砼收缩值的理论公式，大多是对标准状态下的收缩变形值进行一系列因素修正而得，可参考。（注：可参见王铁梦“工程结构裂缝控制”一书）。三、砼温度应力及其计算31 温度变形如前所述，温度变化也是引起超长、超大、超厚砼开裂的一个重要原因。热胀冷缩，砼概不例外。对一般砼而言，其温度线膨胀系数为110-5/左右。如温度下降25，则产生冷缩量为2.510-4，而砼的极限拉伸值很小，一般只有（11.5）10-4（砼极限拉应变一般只有极限压应变的1015%），因此，温差过大常常引起砼开裂。研究资料表明，对于无缝超长结构，温度引起的结构变形占很大比例，是起控制作用的主要因素，不可忽视。32 计算温差的确定1. 对于大体积砼而言，计算温差主要是施工过程中结构内部和结构表面的“温差”。由于水化热的散热100kg水泥可使砼升温1012，结构内部温度可能高达7080，而砼表面温度（气温）一般也只在40以下。这么大“温差”就很容易发生表面裂缝或贯穿性裂缝。为了获得较准确的“温差”值，应进行现场跟踪测试，为温度应力计算提供可靠的依据。2. 对于结构正常使用阶段而言，计算温差主要是季节温差，即结构从砼浇筑时的温度到温度最低点的“温差”。由于设计时不能预先确定砼浇筑的具体时间，往往即取结构中夏天最高温度与冬天最低温度之“温差”。应该明确，温度应力计算需要的是构件内部温度而不是大气温度，因此要对构件内外温差作出预测。有资料介绍，140mm厚楼板中的温度比周围气温低34，可作为参考。因此，设计中一般采用估算值，基本上可满足计算精度要求。3. 将砼收缩换算成“等效温差”。在按前述砼收缩值或有关资料获得砼收缩值（收缩应变）后，无法直接用于温度应力计算，这时可将其换算成等效温度作用（称为当量温差），再与结构受到的“温差”叠加。 换算方法： 收缩当量温差 Ty=y/ 式中，y为砼收缩值； 为砼线膨胀系数（可取110-5）4. 计算温差（即综合温差） 计算温差=砼收缩当量温差+结构实际温差33 温度应力计算3.3.1 计算步骤：1. 确定结构的各项设计参数（尺寸、强度等级、配筋、用材）2. 计算温差3. 计算砼收缩值4. 计算砼的变形5. 比较现以一实际工程为例，进行温度应力计算如下：3.3.2 计算实例1. 工程概况某工程为现浇砼梁板结构。楼盖尺寸：180108m，属超长结构。设计在横向设一条伸缩缝，将楼盖切成114108m和66108m两块。板厚150mm，C40，板筋16150，双层双向，单向配筋率=1.78%。 施工措施：水泥用52.5强度等级的普硅水泥，用量303kg/m3，砼坍落度140160mm，泵送。水灰比W/C=0.44，掺膨胀剂UEA-H用量53 kg/m3。 浇砼时环境温度：2636，平均31。砼入模温度：31。 经测试，UEA-H砼在配筋率=1.78%时的限制膨胀率为：2=1.1110-4。 试进行7d龄期的抗裂计算。2. 计算温差 水泥水化热引起砼最高绝热温升：Tmax=（W1Q1+W2Q2）/cC式中W1单方砼水泥用量（303 kg/m3）Q1每公斤水泥水化热值（52.5硅酸盐水泥7d水化热值取354kJ/kg）W2单方砼UEA-H用量（53 kg/m3）Q2UEA-H水化热值（取246 kJ/kg）c砼容重（取2420 kg/m3）C砼比热（取0.96 kJ/kg）代入：Tmax=（303354+53246）/24200.96=52 考虑砼楼盖为一维散热，取散热系数为0.5，则由水泥水化热引起的温升值： T1=520.5=26（） 结构的内外温差 砼入模温度： T2=31（） 砼楼板中心平均温度：T3=T1+T2=26+31=57（） 环境温度： T4=31（），其平均差值：T0=（36-26）/2=5（） 则：结构内外温差：T3-T4+T0=57-31+5=31（）3. 砼的最大冷缩值 St=（T3-T4+T0） =1.010-5（57-31+5）=3.110-4 砼7d龄期时最大收缩值按下列经验公式计算， Sd（t）=3.2410-4（1-e-0.01t）m1m2m7 式中,m1、m2m7为各种因素（水泥品种、水泥细度、骨料、水灰比、水泥浆量、养护、湿度）影响因素。经查阅有关资料后，代入得： Sd（7）=0.2810-44. 砼延伸率（变形）砼的极限延伸率（Sk）按下式计算：Sk=0.5ftk（1+/d）10-4 式中， 配筋率（1.78） d钢筋直径（以cm代入）C40砼，ftk=2.39MPa,代入得: Sk=0.52.39（1+1.78/1.6）10-4=2.5210-4砼7d龄期的极限延伸率:Sk(7)=0.85Sk(lgt)2/3=1.8010-4砼受拉徐变，偏安全地取0.5 Sk(7)，则受拉徐变：CT=0.5 Sk(7)=0.51.8010-4=0.910-4砼最终变形:D=2-（St+ Sd- CT）=1.1110-4-（3.1+0.28-0.9）10-4=-1.3710-45. 比较。由于砼7d的最终变形（收缩值）D=-1.3710-4，小于砼7d的极限延伸率Sk（7）=1.8010-4，故砼不会开裂。四、裂缝控制措施之一采用膨胀剂的无缝施工法41 膨胀剂的作用 实践表明，无裂缝的结构几乎没有，关键是如何控制有害裂缝的出现。常规的做法是对超长、超大的结构构件设置若干条变形缝（伸缩缝）；但设置过多的伸缩缝给建筑布置、地下防水带来不少困难，故倾向于少设或不设伸缩缝。而利用膨胀剂加入砼中形成补偿收缩砼是一个较好的解决方案。 我国建材专家已故吴中伟院士指出：“裂缝发展是影响耐久性的主要原因，加入适量膨胀剂有利于减免早期内部裂缝。有的还能取代部分水泥，提高后期强度。” 近10年来，我国膨胀剂在砼中的应用已累计达3500万m3，一年销售量近30万t，居世界之首。其主要应用领域有：结构自防水，减免结构后浇缝和大体积砼的裂渗控制三大方面。大家普遍熟知的UEA膨胀剂已广泛应用于各种大型工程中，收到了良好的效果。 膨胀剂的作用如何？让我们先来看一个试验资料。北京东方广场主楼大体积砼底板厚1.82.2m，（局部5.1m），采用强度等级C40、抗渗等级P12的补偿收缩砼。材料用量：水泥350 kg/m3、粉煤灰65 kg、UEA48 kg。为此进行了绝湿养护条件下的膨胀率试验，试件脱模测量初长后立刻封闭，定期测量试件的长度变化。；图4-1为试验结果。图4-1 UEA砼在绝湿条件下的膨胀率 由图中可以看出，在绝湿条件下，UEA砼产生稳定均匀的膨胀，限制膨胀率在（0.10.35）10-4。这说明UEA砼的膨胀对砼硬化过程中的自生收缩有较好的补偿作用。42 膨胀剂的选用 实践证明，将掺加膨胀剂作为补偿砼收缩的一项技术措施是成功的、有效的。但是必须指出，膨胀剂并非万能之物，任意使用。（在高温环境（80）下不宜采用）。只是在抗裂防渗要求高的结构中，可掺入膨胀剂，将它作为矿物细掺料的一部分。 不同品种的膨胀剂用量也有所不同：以UEA为例，一般替代胶凝材料总量10%左右为宜。中国建材研究院新研制成功的第四代UEA-H膨胀剂，适用于补偿收缩高强砼，掺量以78%为宜。砼用的膨胀剂可分为：硫铝酸钙、氧化钙、氧化钙硫铝酸钙、氧化镁和金属等5类。目前已研制出UEA、EA、HEA、EAL、FNM等10余种品种，性能不一。 无论用何种膨胀剂，用其配制的补偿收缩砼应达到规范要求：见砼膨胀剂（JC476-1998），1999年1月实施。 水养7d的限制膨胀率1.510-4 碱含量指标0.75% 氯离子含量0.05%43 设置后浇带（收缩型） 对于超长结构（墙、底板），设计上往往采取设置若干条后浇带的措施。这种收缩型后浇带在结构砼浇筑60d后用膨胀砼封闭。对于采用泵送砼的墙体，一般每隔30m左右可设置1条收缩型后浇带。4.3.1 工程实例： 重庆大都会广场，建筑面积23万m2，其中2幢塔楼高25层，裙楼地上8层，地下2层。结构超长（长200余米，设伸缩缝1条），采用商品砼。 措施：1. 地下一、二层侧墙砼掺12%UEA；2. 地下室底板及裙楼屋面板砼掺12%UEA；3. 设后浇带。宽2米，带的两侧分别设置网眼为8mm的钢板网，防止砼流入后浇带内。后浇带砼强度等级提高一级，掺入12%UEA。带中板筋增加15%，锚入两边板内各1m。（注：详见建筑技术杂志2000年第1期，P49，阎仁亮：“重庆大都会广场工程超长结构砼施工技术”一文）44 设置膨胀（加强）带 在工程实践中，设置后浇带也出现一些问题：工期较长；地下结构因留置后浇带而延长基坑降水时间，增加了费用；后浇带的保护也比较困难等。因此，膨胀带应运而生。它同样可以起到后浇（收缩）带作用，而工期显著缩短（注意，对沉降后浇带不能取消）。4.4.1 工程实例一： 天津滨海新村8号楼，地下1层，地上3层，框架结构，长100m，宽2040m。砼强度等级C35，抗渗等级P8。底板厚800mm，原设计设置两条后浇带。现在原后浇带位置改为设置膨胀（加强）带。取消原后浇带的配筋。 措施：1. 在原后浇带位置改为膨胀加强带。带宽2m，带的两侧设密孔钢丝网并用主筋加固，防止两侧砼流入。2. 膨胀带外用低掺量（10%CEAB型复合膨胀剂）的膨胀砼；浇筑到膨胀加强带处改用大掺量（13%CEAB型）的膨胀砼，一次成型。3. 地下室外墙厚度薄，面积大，养护困难，易出现收缩裂缝，膨胀剂掺量再增加2%。4. 地上结构，加强带两侧采用8%CEAB型膨胀砼，加强带处仍用15%CEAB。5. 底板砼配合比如下：（表4-1） 砼配合比（kg/m3） 表4-1砼等级水泥砂石水膨胀剂CEAB型C3538017922.0810582.781830.48380.1C4040517421.8310502.591810.45530.13砼坍落度140-160mm，初凝4.5h6. 在柱子与剪力墙相连处，增加10200mm水平构造筋，长1m（其中200锚入柱中）。7. 底板砼浇筑后15h开始贮水（深200mm）养护14d；墙板拆模后喷M9养护剂；楼板覆盖塑料薄膜养护。（注：详见建筑技术杂志2001年第1期，P49，杨香福：“超长钢筋砼结构无缝施工”一文）4.4.2 工程实例二： 武汉中百集团超市唐家墩仓储工程，地上2层，建筑面积1300m2。结构长99m，宽54m，柱网99m。框架柱C30，楼面为C25井字梁结构。为了满足业主提出75d完成全部结构工程的要求，决定取消原设计中的后浇带，改为在楼面设置3条膨胀加强带，整个楼面浇筑时一次成型，取消了2个月后封闭后浇带的工序，缩短工期60d。 措施：1. 采用3条膨胀后浇带将楼面分成6块，每块最长边控制在40m以内。膨胀加强带位置示意图如下：图4-2 结构平面布置及膨胀加强带位置示意图2. 膨胀加强带宽2m，采用掺量为12%AEA的膨胀砼，其强度等级比两侧砼提高一级。其他部位均内掺10%AEA。实际拌和时，搅拌站又提高2%掺量。利用AEA膨胀剂中铝酸钙的膨胀机理，提高砼抗裂和耐久性能。3. 膨胀加强带内的板筋比两侧楼板的配筋增加1倍，并用冷轧变形钢筋，增加粘结。4. 砼配合比及实际强度（见表4-2） 砼配合比 表4-2砼等级水泥砂石水膨胀剂AEA砼平均强度C251230.480.128.12 MPaC30（膨胀带）11.632.640.410.1234.76MPa砼坍落度180mm；另加FDN5减水剂0.0165. 相邻两区楼板同时施工，浇筑C25砼；在膨胀加强带两侧用方木隔挡临时形成施工缝，防止砼流入加强带中。随后即拆除方木，浇筑加强带内的C30膨胀砼（内掺12%AEA），将楼缝搓平。6. 砼浇筑后24h内，对楼板表面搓平收压，基本以原浆收平，必要时用相应的砼原浆作表面处理。7. 砼初凝硬化时，立即覆盖2层草袋湿水养护14d。（注：详见建筑技术杂志2000年第1期，P29，刘世锋：“砼无缝施工法在仓储工程中的应用”一文）45 大体积砼裂缝控制措施采用UEA膨胀剂控制综合温差4.5.1 理论依据 冶建院王铁梦高级工程师针对地下室底板的超厚情况，提出采用粉煤灰和缓凝剂配置大体积砼，目的是降低水化热，使综合温差T减小，使温差变形TP（P为砼极限拉伸变形），结构就不会开裂。但是，当水泥用量较大，砼强度较高时，水泥水化热仍然会相当高（砼内部最高温度可达80以上），如砼内外温差超过25时，有可能导致底板出现贯穿性的温差裂缝。 为此，如采用UEA膨胀砼，使砼产生一定的膨胀（UEA砼14d的限制膨胀率2=（2-4）10-4），不但可以补偿砼的收缩，也能降低砼的综合温差。使结构的温差变形T小于砼的极限拉伸P。则大体积砼就不致产生裂缝。 UEA砼控制温差的理论根据是按砼裂缝间距计算公式：L=1.5arcosh 式中 L最大伸缩缝间距（m） H板或墙的计算厚度或高度（mm） E砼弹性模量（104MPa） CX地基对砼的约束系数（N/mm2） 砼的热膨胀系数（110-5/） T综合温差（）arcosh双曲线余弦反函数 从上面砼裂缝间距计算公式中可以看出：如果分母T-p趋于零，则arcosh表明无需设伸缩缝。如何才能使T-p0呢？唯一的办法就是减少综合温差T。而综合温差是由内外温差和砼收缩二者组成的（见下式）： 综合温差 T=T1+T2 T1砼内部水化热最高温度与环境平均温度之差（内外温差） T2 砼收缩当量温差T2=y（t）/ y（t）砼在某一龄期的收缩值（一般为（2-3）10-4） 由此可见，要降低综合温差T，一是控制砼内外的温差T1（可用减少水泥用量、增加覆盖保温、蓄水保温法等）；另一是减小砼收缩。而如采用UEA膨胀砼，则T2就可能变成负数。T=T1-T2。这样T则有可能小于p（砼极限拉伸变形，一般（1-2）10-4）。这就是UEA控制大体积砼裂缝的理论依据。4.5.2 计算实例 已知：某高层住宅楼地下室底板厚400，C35，抗渗P8，砼泵送，坍落度140-160mm，52.5级普通水泥，掺UEA。砼配合比（见下表4-3）： 砼配合比及限制膨胀率 表4-3部位水泥(kg)砂石水UEA（%）泵送剂（YNB-3）14d限制膨胀率（2）膨胀带外378.4625116021551.6(12%)4.32.8810-4膨胀带404.2597115822065.8(14.5%)4.73.3510-4 底板抗裂分析：1. 水化热引起温升（）考虑底板为上表面一维散热，散热系数取0.5，则T1=0.563.1=31.6（）2. 环境气温： 2735，平均T4=31；平均温差： T0=（35-27）/2=4（）3. 砼入模温度： T2=204. 底板内外温差： T3=31.6+20-31+4=24.6（）5. 砼收缩总变形（30d）: d（30）=3.2410-4（1-e-0.0130）m1 m2 m10 =1.0110-46. 底板砼最大冷缩值: S(t)=（31.6+20-31+4） =110-5（24.6）=2.4610-4 7. 砼极限延伸率（即p） SK=0.5ftk（1+P/d）10-4 （式中P为配筋率，d为钢筋直径，=1.7510-4 ftk为砼抗拉强度标准值）8. 砼受拉徐变。取0.5 SK CT=0.51.7510-4=0.8810-49. UEA膨胀砼养护14d的限制膨胀率 2=2.8810-410. 底板砼最终变形 D=2-（St+Sd- CT） =2.8810-4-（2.46+1.01-0.88）10-4 =0.2910-4（砼受拉）11. 比较因为：D=0.2910-4SK=1.7510-4 结论：所以砼不会开裂。12. 伸缩缝间距分析UEA砼补偿当量温差 T6=2/=2.8810-4/110-5=28.8（）砼收缩当量温差 T5= Sd（30）/d=1.0110-4/110-5=10.1（） 砼综合温差 T=T3+T5- T6=24.6+10.1-28.8=5.9（） 地基水平阻力系数，取 CX=0.1MPa/mm2 砼30d弹性模量，取E=3.15104N/mm2 则UEA砼伸缩缝间距L应为: L=arcosh = arcosh结论: 由于分母中|5.910-5|-|1.7510-4|0，在数学上无解，在理论上任意长度可不设伸缩缝！五、裂缝控制措施之二配置附加构造钢筋51 抗裂设计 结构的裂缝控制需要从材料、设计、施工各方面的共同配合协作。目前有些设计人员只考虑结构强度要求，对超长结构（墙体、楼板）一般不做抗裂验算，只套用现行规范的构造配筋，这是不妥当的。 对于超长结构，必须认真进行抗裂计算。其计算方法在前述温度应力计算中（见3.3节）已作介绍。52 有效的构造配筋 工程经验表明，对超长、超大结构构件可采取附加构造配筋，对分散和控制裂缝宽度是有效的。1. 墙体对于超长墙体，厚度相对较薄，加之养护比较困难，往往拆模后就出现裂缝，有的拆模后3-5d出现裂缝，随后发展为贯穿性裂缝，产生渗漏。 针对这种情况，有效措施是适当增强墙体的构造配筋。建议配筋率不宜低于0.5%，并选用直径细、间距小的布筋方式，以提高钢筋砼的极限拉伸变形值和分散收缩应力。 有的工程经验：墙体水平分布筋用8100，并将分布筋放在外侧，效果较好。（图5-1）2. 墙柱连接由于墙与柱的截面和配筋不相同，砼收缩落差不同，在它们连接处容易发生纵向裂缝。为此，宜在连接处增加附加钢筋，有的工程经验：墙柱连接处自下而上增设水平钢筋，长1.0-1.5m（锚入柱内200mm），间距200mm。（图5-2）3. 楼板对于大面积的现浇楼面和屋面，由于受到梁、圈梁和墙体的约束，往往会出现楼面横向裂缝和墙角斜裂缝，有的甚至穿透楼板。这主要是砼收缩所引起的。这给屋面防水提出严格要求，容易产生渗漏。 针对这种情况，可在板的上下布置细而密的双向钢筋网。根据理论分析，如果采用级钢，板在受拉方向的配筋率应当大于0.004，如果配筋率在0.013以上，可以不进行裂缝宽度验算。如果在0.004-0.013之间，则需要验算裂缝宽度。 此外，在楼板外角上下层放置放射状钢筋，以防止板角斜裂缝的发生和开展。（图5-3）4. 底板一般说来，地下室底板的设计配筋直径都较大（25mm，有时28、32、40mm），间距200mm，保护层50mm。这对砼抗裂不利，容易产生表面裂缝。有工程实践，在底板表面增加一层防裂钢筋网片（6150150mm），减小保护层厚度，使砼表面裂缝大为减轻。可供参考。六、裂缝控制措施之三采用无粘结预应力技术61 对砼施加预压力 由于砼的抗拉强度（能力）很低，在未受荷载前，就可能由于收缩和温度作用而开裂。因此，可以在结构构件中布置预应力筋（一般用无粘结预应力），尽早地给砼施加一定的压应力来抵消收缩拉应力的一部分或全部。特别对于超长结构来说，实践证明，这不失为控制裂缝的最有效的措施（主动控制）。只是在费用上和技术上要求较高。 需要说明的是，通常给结构配置预