高層建筑厚板基礎大體積混凝土裂縫的防治

田 華， 郭心平

河南省第一建筑工程集團有限責任公司（450014）

在濕陷性黃土地基上建造的高層建筑,除采取措施消除地基濕陷性外，往往設計采用厚實的鋼筋混凝土筏板基礎，施工中如果不采取有效的措施,基礎底板將有可能由于各種原因產生裂縫，影響結構的整體性并造成地下水滲漏，給整個工程帶來嚴重的危害。因此，研究防止此類大體積混凝土裂縫的控制技術是非常重要的。本文結合高層建筑的施工管理的實踐，就大體積混凝土裂縫的預防措施進行探討。

1 高層建筑厚板基礎大體積混凝土常見裂縫

1.1 貫穿性裂縫

這種裂縫表象特征是由交界面向上延伸,靠近基底最大而在上部較小，此類裂縫破壞結構的整體性、耐久性、防水性和穩定性等，危害極其嚴重。

1.2 表面裂縫

這種裂縫一般產生較早，多呈不規則形狀，深度較淺，屬表面性質。但表面裂縫易產生應力集中，能促使裂縫進一步開展。

2 防止混凝土裂縫的措施

2.1 降低混凝土發熱量

1）采用低水化熱的水泥品種

在施工過程中我們可在保證混凝土強度的前提下盡量減少水泥用量，并宜優先選用水化熱低、凝結時間較長的礦渣硅酸鹽水泥，以減少水泥水化熱，降低混凝土溫度。在選擇大體積混凝土所用水泥時,應當把混凝土的絕熱溫升和抗拉強度結合起來同時考慮。因為水化熱小的水泥強度發展緩慢，對防止混凝土開裂有一定的影響。

2）摻加適量粉煤灰

混凝土中摻加適量粉煤灰不僅可以代替部分水泥，減少水泥用量以削減水化熱產生的高溫峰值,同時粉煤灰能夠改善混凝土的和易性，增加混凝土的粘性,減少離析和泌水，延長凝結時間，降低混凝土水化熱反應。粉煤灰最大摻量因水泥品種不同而不同，一般可取代10%～30%的水泥，但混凝土中水泥用量應不少于300 kg/m3。

3）摻加緩凝減水劑或早強減水劑

施工中經常應用摻加外加劑來改善水泥特性。對于大體積混凝土主要摻加緩凝減水劑或早強減水劑來提高混凝土早期強度，同等強度下減少用水量和水泥用量，延長混凝土達到最高溫度的時間，同時可減少干縮。一般來說，摻減水劑的混凝土早期溫度較低。

4）采用較大粒徑的粗細骨料

實踐表明,采用較大粒徑的骨料配制同樣強度的混凝土，在水灰比相同的條件下水泥用量可減少40～50 kg,用水量也會相對減少。如混凝土配制時采用細度模數較大的粗砂較采用細砂水泥用量及單位用水量都會減少,可以有效降低混凝土內部溫升。在實踐中，我們在厚大無筋或疏筋的大體積混凝土基礎中,摻加混凝土體積20%以下的符合規范要求的塊石來吸熱，可節省混凝土，降低混凝土水化熱。

5）用低流動性混凝土

在施工技術允許的情況下盡可能用低坍落度混凝土(泵送混凝土坍落度一般選擇8～18 cm),同時，嚴格控制水灰比，盡量減少單位體積混凝土的用水量。

2.2 有效降低大體積混凝土成型時的溫度

1）注意澆筑時間

可利用低溫季節或環境氣溫較低的晚上、早晨澆筑混凝土。

2）降低砂、石子溫度

將骨料堆放在涼棚內，避免陽光直射，或噴水冷卻集料。

3）攪拌時加冰拌和

采用冷卻水或加冰拌和混凝土能有效降低混凝土入模溫度。用冰片代替部分水是一種常用方法(最大用量可達用水量的60%),但要注意在拌和終了前所使用的冰必須全部融化。

4）分塊分層澆筑

混凝土結構平面尺寸越大約束也越大，將大體積混凝土結構劃分為若干塊澆筑，可降低約束，但要注意避免斷面的突然變化。采取分層澆筑，每層20～30cm，減緩澆筑速度，利用層面的散熱來降低混凝土溫度。分塊分層澆筑有利于降低混凝土最高溫度和內外溫度差。同時減少約束，但澆筑過程較長，不利于工期控制。

2.3 有效降低混凝土的內部溫度

基礎大體積混凝土施工前進行降溫管設計，水管一般采用Ф25 mm的薄鋼管，管距1～1.5m。在混凝土施工時將管預埋，利用管中循環冷水來降低混凝土內部的溫度。冷卻時間一般為澆筑開始初期的5～l0 d。

通水持續時間應足以保證混凝土第2次溫升小于最高溫度和避免出現大的溫度梯度。水管系統要經過試壓不漏水檢測，確保模板安拆時不致中斷水管冷卻活動。在降溫過程中要經常測定混凝土內外溫度和水溫,觀察溫度變化情況，作好記錄。

2.4 充分利用混凝土的后期強度

有關數據表明，每立方米混凝土水泥用量每增加l0 kg，水泥水化熱將使混凝土內部溫度上升1℃,為了減少混凝土表面溫度裂縫，降低單位體積水泥用量，可根據結構物在施工過程中的承載時間要求,充分利用混凝土在一定養護條件下隨時間的推移其強度繼續增長的這一特性,適當減少混凝土水泥用量，對控制混凝土內部溫升十分有利。

實踐表明,高層建筑厚板基礎大體積混凝土只要采取溫差和溫度應力雙控制措施,裂縫是可以有效進行預防的。但有一點值得注意,在混凝土澆筑前應考察混凝土輸送泵的實際泵送能力，選用較好的泵機，并了解天氣變化情況，盡量避開雨天和高溫時間施工。

3 結語

對厚板基礎大體積混凝土只要從材料、施工等方面采取一系列措施加以控制溫升，控制混凝土內外溫差，減少溫度應力，裂縫是可以避免的，混凝土質量能夠得到保證。

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