淺談大體積混凝土裂縫控制

摘要：本文結合工程實例，對其大體積混凝土裂縫問題進行了分析，并指出相關的裂縫控制對策。

關鍵詞：大體積混凝土;裂縫;措施

1"" 工程概況

該工程建筑面積38000m2，地上18層，地下1層。本工程基礎為鋼筋混凝土筏板基礎，東西長約107m，南北寬約70m，底板厚1100mm為大體積混凝土。混凝土強度等級為C30、抗滲等級為P6。本項目在該筏板基礎的設計、混凝土原材料、澆筑、養護等多方面采取措施，有效的控制了裂縫的產生。

2" 設計構造

2.1利用混凝土后期強度

本工程筏板基礎在盡量滿足承載能力前提下，為控制水泥用量，選擇了強度等級相對不高的C30混凝土。同時，此部分大體積混凝土施工工期較長，上部荷載逐步施加，因此，在設計時采用了齡期為60 d強度代替28 d強度，充分利用混凝土后期強度，以減少水泥用量，控制水化熱，從而控制裂縫。

2.2減少約束應力

當基礎大體積混凝土澆筑在基巖或混凝土上時，其在降溫過程中因冷縮會受到直接接觸的基巖或老混凝土外部約束而產生拉應力，若拉應力較大時，混凝土表面將會出現垂直裂縫。

為有效減少由于約束而產生的拉應力，本設計在墊層與基礎的接觸而上增設防滑層（見圖1）。由兩層聚乙烯塑料膜夾一層細砂組成，且要求上下兩層聚乙烯塑料膜的接頭相互錯開不小于1000mm，控制裂縫產生。

圖1設置防滑層

3"" 原材料選取

為有效控制裂縫，保證大體積混凝土的施工質量，本筏板基礎在原材料的選取上采取如下措施：1）水泥水化過程中可產生大量的熱量，由于混凝土導熱性能較差，加之大體積混凝土體積大的特點，致使大量的熱量因無法盡快散出而聚集在混凝土內部，從而導致混凝土因內外溫差較大而產生約束應力，當約束應力超過混凝土抗拉強度時，會導致混凝土開裂。因此，在大體積混凝土的配制過程中應盡量避免用高水化熱水泥。本工程在考慮工程要求的條件下選用了P.532.5水泥。2）選用了粒徑為5 mm-40mm連續級配碎石，同時控制石含泥量不大于1%，泥塊含量不大于0.5%，較好的保證了混凝土的和易性與抗壓強度。又由于較大粒徑石子比表面積較小，所需用水量也減少，在保證混凝土強度不變的前提下，水泥用量即隨之相對減少，從而使水泥水化熱減少，降低了混凝土溫升。3）本大體積混凝土中摻加了粉煤灰作為外摻劑。改善了混凝土拌和料的流動性、粘聚性和保水性，使混凝土易于泵送和澆筑;提高了混凝土抗侵蝕能力和耐久性;同時，摻入的粉煤灰可替代部分水泥用量，而粉煤灰的水化放熱量較小，從而從整體上減少了混凝土的水化熱，降低了混凝土由于內部溫升過大而導致開裂的可能性。4）在大體積混凝土中摻入1%的MC5型緩凝型減水劑，明顯地減少了單位混凝土的用水量，減少了混凝土中水泥用量，從而降低了水泥水化熱溫升。

4"" 澆筑過程控制

4.1入模溫度

對于混凝土最大溫升較高的大體積混凝土工程，為有效控制混凝土內外溫差，應從源頭即入模溫度開始嚴格進行控制。因此，本筏板基礎混凝土供應商采取了將砂石堆放在大型棚蓋遮陽的骨料倉里，并在砂石骨料倉鋪設水管，用水管噴水霧降低砂石骨料溫度，輸送管道用草袋包裹灑水降溫等技術措施;混凝土出場前，用水噴淋車滾筒表面，防比混凝土直曬造成混凝土升溫;混凝土澆筑時間也盡量安排在夜間或陰天進行，使混凝土入模溫度控制在25℃以下。

4.2澆筑溫度控制

1）預埋水管，降低最高溫升。混凝土施工過程中，在混凝土結構體內預埋管道，澆筑后內通低溫水冷卻，冷卻水管采用直徑為25 mm的薄壁鋼管，按照中心距2.0m交錯排列，并通過立管相連接。這樣的冷卻效率高，冷量損失少。

2）合理選擇混凝土澆筑方案。本大體積混凝土結構的長度超過厚度的3倍，采用斜面分層澆筑法。澆筑時平面按8m分條，斜面采用1：6坡度分層，每層400 mm進行澆筑（見圖2），循序退打，一次到頂。在澆筑過程中，為保證上下層混凝土的結合質量，上層混凝土的澆筑時間控制在下層混凝土的初凝前;待最上層混凝土澆筑完成初凝前，將其表面及時用鐵滾筒碾壓1遍一2遍并壓平，再用木抹子搓平壓實，從而保證混凝土表面的密實性，消除混凝土表面層的旱期塑性收縮裂紋。

圖2混凝土澆筑示意圖

5"" 混凝土養護

為避免混凝土表面因為水分散失太快而引起干縮裂縫，混凝土初凝后，在其表面覆蓋2層塑料薄膜進行保濕養護，并適當灑水，保證膜內濕潤。同時，采用覆蓋3層麻袋的方法進行保溫養護，以確保混凝土內外溫差不致因過大而引起開裂。由于大體積混凝土降溫階段經歷時間較長，大約從澆筑3 d-5 d后即開始，延續一個月或更長。因此本工程結合規范要求及溫度監測數據變化情況，養護時間持續24 d。養護結束后保溫覆蓋層的拆除采用分層逐步拆除的方法，避免因突然拆除導致混凝土溫度變化太快而引起裂縫。

6"" 溫度監測

在筏板基礎大體積混凝土保溫、保濕養護過程中，施工方對混凝土的入模溫度、澆筑完成后的內部溫度、表面溫度及環境溫差進行監測，從而掌握混凝土在強度發展過程中內外溫差、表面及環境溫差、平均降溫速度等指標。根據指標及氣候條件及時采取有效的降溫措施及養護措施，以滿足各時段溫控指標的要求。施工人員在混凝土到達現場后澆筑入模前采用棒式溫度計插入到混凝土內進行入模溫度的量測;混凝土內部溫度測定則采用在每個測溫點上埋設銅一康銅熱電禍傳感器的方法;大氣及混凝土的表面溫度采用水銀溫度計分散測取。混凝土內部溫度測定的測溫點平面布置則：1）平面形狀中心;2）中心對應的側邊及容易散發熱量的拐角處;3）主風向部位。測溫點的豎向布置原則：每個平面位置設置一組3個，分別布置在混凝土的上、中、下位置，上下測點均位于混凝土表面10 cm處。

由于大體積混凝土基礎旱期升溫較快，后期降溫較慢，測溫遵循先頻后疏的原則。溫度檢測從測點混凝土澆筑完成8h后開始，72 h內每間隔2h一次，72 h以后每間隔4h一次，7d以后每間隔6h一次，晝夜24 h循環不斷，直至第20天前后，混凝土中心溫度與大氣平均溫度之差已趨于穩定的小于15℃，且降溫速度小于0.8℃/d，本工程停止測溫。

7"" 結語

本工程竣工驗收至今，通過對現場進行查看分析，并對使用情況調查反饋，此項目未出現任何不符合質量規范要求的明顯裂縫，使用效果良好。由此可見，在大體積混凝土的運用過程中通過規范嚴謹的構造設計、嚴格細致的原材料選取及控制、合理有序的施工組織，并根據現場測溫數據采取及時有效的養護措施，可以較好的控制溫度應力和溫度變形裂縫的擴展，取得良好的技術經濟效果。

參考文獻：

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