基础底板裂缝的分析和处理.doc

翠柳居6#楼基础底板裂缝的分析和处理
[ 2009-4-20 8:10:00 ]

    摘   要：本文针对工程混凝土基础底板在浇筑后出现裂缝的实例，分析了裂缝产生的原因，并采取了相应的对策，保证了后续施工的质量。 
    关键字：裂缝；温度应力；控制措施；设计；施工；材料；

    一、工程概况 
    小汤山久长花园翠柳居6号楼，基础埋深2.25m，最大宽度30m，最大长度85.2m.在长度方向上设置了两道后浇带，分为3个施工段。混凝土整浇长度为：水平向26.1m，竖向30m，混凝土强度等级C35，水泥标号32.5普通硅酸盐水泥，每立方米水泥用量460kg，浇筑时，室外平均气温30℃，混凝土入模温度为28℃，养护时盖一层草帘。在第一施工段浇筑完毕后两天，发现有细小裂缝，凝结后10d左右裂缝逐渐扩大，最后经检查，裂缝长度7-8cm，深0.3-1.0cm，个别裂缝长度达13-15cm，深1.5cm，宽0.3mm.本工程虽一次整浇面积较大，但底板厚度不大，仅为35cm，浇筑时虽气温较高，但经测试混凝土中心温度与表面温度差最大仅为11℃，仍满足要求（《混凝土结构施工及验收规范》GB50204-92第4.5.3条：混凝土内部于表面温度差不宜大于25℃），在新的《混凝土结构施工及验收规范》GB50204-2002中，没有这一规定，证明温差并不是裂缝产生的决定因素。事实上就是出现了裂缝。后经分析找到了裂缝的原因，对二、三施工段采取了相应的对策，使第二、三施工段未出现裂缝。 
    二、分析与对策 
    通过各种公式得到如下数据可见龄期在10～14d时，混凝土的温度应力值就逐步赶上及超过其抗拉强度，故在2天出现的干缩裂缝处逐步开展，到后期理论计算温度应力，虽大于混凝土抗拉强度，但因裂缝处已释放应力，且混凝土握裹力增加，使钢筋参与工作，裂缝不再继续开展。由此判断出现裂缝的原因： 
    （1）水泥用量较大（460kg/m3），32.5号普通硅酸盐水泥，水化热过高，收缩量大。 
    （2）由于施工当时阳光直射，气温较高，风力较大，混凝土表面仅覆盖一层薄草帘，加之现场洒水养护不够，水分蒸发太快，很快出现干缩裂缝。 
    （3）由于以上两条原因，使其混凝土阶段温降过快，温降过快即综合温差ΔT大，则温度应力就大，故会使干缩裂缝继续开展，成其为温度裂缝。其对策有： 
    （1）要求商品混凝土供应商采取措施在不改变水泥品种和混凝土强度等条件下，降低混凝土入模温度到25℃。选择较适宜的气温浇筑混凝土，尽量避开炎热天气。采用低温井水搅拌混凝土，并对骨料喷冷水雾进行预冷，对骨料进行护盖或设置遮阳装置避免日光直晒，运输混凝土时也搭设避阳设施，以降低混凝土拌合物的入模温度。掺加相应的缓凝型减水剂，如木质素磺酸钙等。在混凝土入模时，采取措施改善和加强入模的通风，加速模内热量的散发。 
    （2）浇筑混凝土后满铺一层塑料布，以保证水分不易蒸发，保持混凝土表面良好温度。 
    （3）盖两层草帘放慢温降速度，减少综合温差。 
    三、结论及建议 
    1、设计措施，在水平结构（如梁、板、墙等）中， 尽量采用中低档混凝土的强度等级（C25～C35）， 利用后期强度R60；设置后浇带，可在冬季最冷月之前2个月（假定后浇带的保留时间为2个月）或2个月之前这段气温逐渐下降过程中浇筑的大体积混凝土中使用后浇带，会使其发挥最大的“放”的效用，既可以“放”掉全部由水化热产生的负温差变形，又可以“放”掉30%左右的混凝土收缩变形，还可以“放”掉将近2个月的季节负温差变形（也差不多是30%左右的最大季节负温差变形）。 
    2、施工措施，严格控制施工工艺，而施工工艺的中心工作是新浇筑混凝土的养护， 可采取以下方法： 
    （1）潮湿养护 混凝土浇筑后， 在其表面不断地补给水分。补给水分的方法有淋水、湿砂层、湿麻袋或草袋等， 最好在表面盖1 层塑料薄膜， 这样水可渗入但又起到保湿作用。潮湿养护的时间越长越好， 但是考虑到工期等因素一般不少于半个月， 重大工程应不少于1个月。混凝土浇筑后数月内，即便养护完毕， 也不宜长期直接暴露于风吹日晒的条件下。 
    （2）养护剂涂层 
    必须注意养护剂的质量及必要的涂层厚度， 同时还应提供一定的潮湿养护条件， 覆盖1层塑料薄膜。 
    （3）自动给水养护（水平淋水管）对于一些长墙、长梁等结构， 可采用自动喷淋管（塑料管带有细孔）， 长期连续的淋水养护， 效果较好。 
    （4）保温养护 
    可采用2～3层草袋或草垫之类的保温层， 如水工领域采用的保温被（纤维编织布中填泡沫塑料）是有效的大面积保温措施， 有条件的地方也可以应用； 工民建领域， 冬季设置蓄热棚保温， 棚内用碘乌灯或其它热源补给热量。有条件时， 在冬季施工中尽可能利用混凝土的水化热进行“自养护”。 
    （5）防风 
    风速对混凝土的水分蒸发有直接影响， 不可忽视。 
    （6）实现信息化施工对于大中型工程， 应当预埋测温点， 跟踪测试， 信息反馈， 指导施工养护。除了注意温升、温差外， 更应注意降温速度， 随时控制混凝土内的温度变化，内外温差控制在25℃以内，基面温差和基底面温差均控制在20℃以内，及时调整保温及养护措施，使混凝土的温度梯度和湿度不至于过大，以有效控制有害裂缝的出现。采取长时间的养护，规定合理的拆模时间，延缓降温时间和速度，充分发挥混凝土的“应力松弛效应”。 
    （7）尽快回填土是最佳的养护介质， 地下工程混凝土施工完毕应尽快回填。 
    3、材料选择措施，由于泵送混凝土的流动性要求与抗裂的要求相互矛盾，故应当选取在满足泵送的坍落度下限条件下尽可能降低水灰比。目前国内搅拌站对砂石骨料的含水率控制波动很大，影响了混凝土的水灰比。调整配料的水灰比， 对于控制混凝土的收缩和提高抗裂性是必要的。搅拌站及施工单位都应根据结构强度需要和流动度的要求确定较低的坍落度， 根据施工季节及运输距离选择适宜的出厂坍落度和送到浇筑地点的坍落度， 并根据现场坍落度信息随时调整搅拌站水灰比。当水灰比不变时， 水和水泥的用量， 即水泥浆量对于泵送状态及收缩都有显著影响。因此， 在保证可泵性和水灰比一定的条件下， 应尽可能降低水泥浆量。砂率过高意味着细骨料多， 粗骨料少， 仍然起到增加收缩的作用， 对抗裂不利。砂石的吸水率应尽可能小一些， 以利于降低收缩。水泥品种的选择应根据大体积混凝土特点， 视其结构特点， 以水化热控制或收缩控制。如以水化热控制可选用粉煤灰水泥、矿渣水泥及中热硅酸盐水泥； 如以收缩控制， 可选用普通硅酸盐水泥及粉煤灰水泥等。不要轻易采用早强水泥。为了降低用水量， 保证泵送流动度， 应选择对收缩变形有利的减水剂。相对中低强度等级的混凝土可选用普通减水剂， 夏季宜选用缓凝型， 而冬季可选用普通型。粉煤灰是泵送混凝土的重要组成部分。由于粉煤灰的火山灰活性效应及微珠效应， 具有优良性质的粉煤灰， 在一定掺量下（水泥重量15%～20%）， 其强度还有所增加（包括早期强度）， 密实度增加， 收缩变形有所减少， 泌水量下降， 坍落度损失减少。粉煤灰与减水剂掺入混凝土称为“双掺技术”。通过预配试验会取得降低水灰比， 减少水泥浆量， 提高混凝土可泵性的良好效果， 特别是可明显的延缓水化热峰值的出现， 降低温度峰值。有的国外试验资料说明收缩变形也有所降低。另外可在混凝土中掺入减缩剂、膨胀剂、纤维等以达到减缩、补偿和增强的作用。