某工程筏板基础大体积混凝土裂缝控制.pdf

王国辉等： 某工程筏板基础：大 体积混凝土裂缝控制 1 2 3 某工程筏板基础 大体 积混凝土裂缝控 制 王 国辉 ， 刘东 ， 张茂盛 ( 1 甘肃省长城建设集团总公司 。 兰州7 3 0 0 0 0； 2 甘肃省建筑设计研究院。 兰州7 3 0 0 0 0) 【 摘要】 为避免本工程筏板基础大体积混凝土施工过程中裂缝的出现 ， 本文分析大体积混凝土裂缝的形 成原因， 从根本上提出科学可靠的施工措施。通过对养护期间温度监测的结果进行计算与分析， 严格控制各个部 位间的温差。最后提出在该工程大体积混凝土施工过程中针对裂缝控制提出的观点与建议， 作为今后大体积混 凝土施工的参考。 【 关键词】 筏板基础； 大体积混凝土； 温度监测 ； 裂缝控制 【 中图分类号】 T U 7 5 5 7 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 2 ) 0 4 0 1 2 3 0 2 1 工程概况 本工程由两栋高层住宅楼( A、 B段) 和地下车库( C段) 组成， 其中 A段地下两层， 地上 3 2层 ， B段地下两层， 地上 3 1 层 ， 车库地下两层。基础为钢筋混凝土平板式筏形基础， 最大截面厚度为 1 4 0 0 ra m， 筏板长 X宽为 7 2 9 m5 3 1 m。 筏板混凝土强度等级为 C 4 0 ， 抗渗等级不小于 P 6 。混凝土 总量约 3 7 0 0 m ， 结构物实体最小尺寸不小于 1 m， 属于大体 积混凝土构件。 2 大体 积混凝土裂缝的形成原 因 现阶段的理论与实践研究表 明， 引起混凝土产生裂缝 的原 因主要 有以下两个方面。 ( 1 ) 温度差引起的温度应力。水泥在水化过程中产 生大量的水化热， 使处于绝热温升的值很大， 当混凝土内部 温度与表面温度之差达到一定程度时会产生温度应力， 从 而使混凝土产生裂缝。 ( 2 ) 混凝土的收缩应力。混凝土在硬化之前处于塑 性状态， 不同方向极易产生塑性收缩。然而由于不同方向 收缩不 同步， 使混凝土产生收缩变形； 在混凝土浇筑完成 后 ， 在水分蒸发过程中发生干燥收缩 ， 由于不同部位的干燥 速度不同， 会产生应力导致混凝土出现裂缝。 在施工过程中通过及时进行保湿养护可以从根本上降 低混凝土的收缩应力， 收缩应力相比于温度应力影响因素 较少， 所以对于现阶段 的大体积混凝土的裂缝控制主要指 控 制温度差引起的温度应力。 3 大体积混凝土裂缝的控制措施 根据大体积混凝土的裂缝产生的原因以及现阶段的施 工措施， 本工程主要通过以下措施来进行裂缝控制。 ( 1 ) 降低水泥水化热和变形。施工过程中为了降低 水泥水化热 ， 采用低水化热的水泥( 粉煤灰水泥) 。同时在 混凝土中加入适量的微膨胀剂 ， 使混凝土得到补偿收缩 ， 减 少混凝土的温度应力。并根据其特点设置 了相应的后浇 带， 后浇带的施工需要注意选择合理的温度进行浇筑。大 体积混凝土拌合物的配合比如表 1 所示。 ( 2 ) 降低混凝土温度差。混凝土初凝后即用塑料布 覆盖养护， 终凝后洒水保持混凝土表面湿润。根据温度监 测的结果， 随时专人进行混凝土表面覆盖及浇水养护， 以保 证混凝土的内、 外温差最大不超过 2 5 。 降低混凝土的温度差除了通过保温养护外， 可以通过 减缓混凝土的水化热的释放速率来实现， 所 以在混凝土拌 合物中掺入适量的减水剂， 本工程在不降低混凝土强度 以 及耐久性的前提下选用 L H A型缓凝高效减水剂。 表 1 大体积混凝土拌合物的配合比 k g m ( 3 ) 加强施工过程中的温度控制。做好保温保湿 养护， 缓慢降温， 避免发生急剧的温度梯度变化； 采取长 时间养护 ， 规定合理的拆模时间， 延缓降温时间和速率； 加强测温管理， 随时控制混凝土内的温度变化； 合理安排 施工程序， 避免混凝土拌合物堆积。 为防止大体积混凝土因温差引起裂缝， 对混凝土进行 温度监控。本工程布置了 2 2个温度监控点， 采用预埋测温 导线， 用电子测温仪进行测温。1 4 0 0 m m厚板每个测温点设 三个测温触头， 分别布置在底板 的上、 中、 下 ( 板面层 下 5 0 ra m、 底部中部 、 底板距垫层 5 0 m m) 三个位置， 测温从砼初 凝后能站人开始。混凝土测温每天四次， 分别在 8 ： 0 o 、 1 4 ： o o 、 2 O： 0 0 、 2： 0 0 。入模温度、 大气温度、 混凝土表面温度、 中 部温度及下部温度， 待混凝土内部各层次之间温度差相对 稳定后停止测温。 血 干 n 4 I 岛 4 I 量 孽 寸 4 4 虽 寸 图1 测温点竖向布置图 ( 4 ) 改善约束条件。分层、 分块浇筑， 合理设置水平 1 2 4 低温建筑技术 2 0 1 2 年第 4 期( 总第 1 6 6 期) 或垂直施工缝， 适当的位置设置施工后浇带， 以放松约束程 度， 减少每次浇筑长度的蓄热量 ， 防止水化热的积聚， 减小 温度应力。对于设有电梯井、 集水坑的位置必须多次浇筑， 再次浇筑必须在前一次混凝土初凝前。电梯井深坑在混凝 土浇筑过程中， 容易出现井筒移位、 跑模的质量病 ， 为防止 模板移位， 除支模时采用外顶内撑的固定方式支模， 一定要 注意在井筒模周边对称下料， 对称振捣， 禁止一侧混凝土一 次浇筑到顶 。 ( 5 ) 提高混凝土的极限抗拉强度。选择 良好级配的 粗骨料 ， 严格控制其含泥量， 提高混凝土的早期强度以及相 应龄期的抗拉强度和弹性模量。同时， 对大体积混凝土浇 筑面进行二次抹压处理。 4 大体积混凝土温度裂缝的计算 ( 1 ) 混凝土的水化热绝热温升值。由公式： ( t )： ( 1一。 - m 一 ) ( 1 ) p 计算混凝土 1 5 d水化热绝热温升值： T ( 1 5 )= ( 1 8 2 o 6 ( ) ( 2 ) 收缩变形值的当量温度。 混凝土收缩的相对变形 值可按下式计算 ： ( t ) = ( 1一e ) Ml M2 M3 Ml I ( 2 ) 查表得 M1 = 1 1 ； Mz = 1 1 3 ； M3 = 1 0 ； M4 = 1 2 ； M5 = 1 1 1； M6 = 1 1 8； M7 =0 7 6； 8 = 0 8 5； M9 = 1 3； l 0 = 0 8 6； M I l= 1 01。 计算得： ( 1 5 )=4 0 x 1 0 ( 1一e x 1 1 x 1 1 3 x 1 0 X 1 2 X 1 1 1 X 1 1 8 X0 7 6 x0 8 5 X 1 3 X0 8 6 1 0 1 = 0 7 9 4 1 0 一 混凝土收缩相对变形值的当量温度为： ( t )= ( t ) a ( 3 ) 计算得 ： ( 1 5 )=0 7 9 41 0 1 01 0 =7 9 4 ( ) ( 3 ) 混凝土的弹性模量： E( )= ( 1一e ) ( 4 ) 计算得： E ( 1 5 )=0 9 9 9 7 53 2 51 0 x( 1一e m ) =2 4 0 6 x 1 0 ( N m) ( 4 ) 控制温度裂缝的条件。 混凝土抗拉强度： ( t )=( 1一e ) ( 6 ) 计算得 ( 1 5 )=2 3 9 x( 1一e )=2 3 6 3 ( N m) ( t ) K =1 0 0 7 5 X 2 3 6 3 1 1 5=2 0 7 ( 1 5 )= 1 5 7 ( 7 ) 通过计算可以看出， 龄期为 1 5 d的混凝土的抗拉强度大 于降温引起的拉应力， 满足大体积温度裂缝控制的要求。 5 大体积混凝土温度监测 该项 目筏板基础的大体积混凝土养护过程中， 为了更 好的控制内外温差、 里表温差对大体积混凝土的影响， 监测 混凝土三个部位的温度、 大气温度， 并进行温差计算 ， 温差 范围严格按规范要求执行， 不满足以下要求时应根据实时 监测到的温度及时对保温层进行调整。 混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升不大于5 0 C； 混凝土浇筑体的里表温差( 不含混凝土收缩的当量温度) 不 大于2 5 ； 混凝土浇筑体表面与大气温差不大于2 0 C。 2 01 1 1 0 2 6 2 01 1 1 O 3 0 2 0 1 1 1 1 3 20 1 1 ， l 1 ， 7 I】l 赙 j lj j 赠 3 O 2 5 2 d l 5 l 0 5 0 -、 、 、 、 。 、 八 - ，- 一 一 、 h r 测温时间 图2 第一测温区温差曲线 图 1 1 1 1 3 11 1 1 ， 7 l 1 1 1 1 l 1 I 1 1 1 5 3 O 2 5 2 0 1 5 1 0 5 O 、 、 - 、k 、 厂 。 一 一 Y 、 一 一一一一一一 测温时间 图3 第二测温区温差曲线图 - 一 大气一 上 一中一 上 一中一 下 +大气一 上 ： 宰 通过对监测期间混凝土的温差绘制温差 曲线， 通过曲 线可以看出混凝土的温差曲线来看在2 5 d的温差较大， 所 以在这段时间内必须根据监测的温差及时调整保温厚度， 确保温差在规范要求的范围内； 5 d之后可结合环境温度进 行保温保湿养护。通过对浇筑、 养护后的混凝土的外观质 量检查， 未发现裂缝， 满足混凝土的施工质量要求。 6结语 通过对该工程大体积混凝土的施工及温度监测的全过 程进行计算和分析表明： ( 1 ) 大体积混凝土在浇筑后的前 5 d温差较大 ， 要求 在施工过程中必须在此期间根据温度监测结果及时调整保 温厚度 。 - ( 2 ) 在电梯井、 集水坑的大体积混凝土浇筑过程中， 在按照大体积混凝土施工的同时， 应特别注意避免模板跑 模、 钢筋移位。 ( 3 ) 在混凝土的裂缝控制计算过程中， 混凝土弹性模 量的计算只考虑了掺合料的影响， 未能综合反映混凝土配 合比、 砂率、 含泥量等因素的影响， 在这方面还有很多工作 需要解决 。 参考文献 1 G B 5 0 4 9 6 - 2 0 0 9 ， 大体积混凝土施工规范 s 2 王铁梦 工程结构裂缝控制 M 北京： 中国建筑工业出版 社 2 0 0 6 3 建筑施工手册 ( 第 四版 ) M 北京： 中围建筑工业 出版 社 。 2 0 0 3 4 G B 5 0 2 0 4 2 0 0 2 ， 混凝土结构工程施工质量验收规范 s 收稿 日期 2 0 1 ll 20 7 作者简介 王国辉( 1 9 6 5 一) ， 男， 河南嵩县人， 工程师， 从事 建筑施工。