簡析建筑地下大體積混凝土松弛效應

【摘要】本文結合工作實際，主要對建筑地下大體積混凝土施工及混凝土松弛效應作出相關分析，并提出相應的措施，以供參考！

【關鍵詞】混凝土施工松弛效應措施分析

一、工程施工方案

以某商住樓為例，該工程地上15 層，地下2 層，剪力墻結構，總建筑面積118864m2，其中地下建筑面積29483 平方米，地下分為二層。地下一層標高-3.850 米，20000 平方米，為小區停車庫和停車位共499 個，地下二層標高-7.55 米，9483 平方米，為小區人防，分10 個口部，平時停車位198 個。該項目為樁基礎，樁徑φ700～φ800，樁長63～66.5 米，共748 根。地下室底部為600～3300㎜厚的鋼筋混凝土底板，周邊為350㎜厚鋼筋混凝土墻，砼強度均為C40P8 抗滲混凝土，內摻1.2 千克/ 立方米纖維。所以地下室底板及墻體的混凝土澆搗是本工程的關鍵。為了確保工程質量，減少由于水化熱和混凝土收縮引起的混凝土結構裂縫，本工程主要從以下幾方面采取了預防裂縫的綜合技術措施

1、材料的選用：

1）水泥：雖然礦渣水泥水化熱比普通硅酸鹽水泥低，但其泌水性、干縮性及用量比普通硅酸鹽水泥要大，所以不宜采用普通礦渣水泥。由于溫差主要是由水化熱產生的，因而為降低水化升溫、減小體積形變，大體積混凝土一般不宜使用水化熱高的硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥，應使用中熱硅酸鹽水泥和低熱礦渣水泥。另外，由于水泥的細度會影響水化熱的放熱速率，在不影響水泥活性的情況下，要盡量使水泥的細度適當減小。所以本工程使用中熱硅酸鹽水泥，有效地減少了因水化熱產生的熱量，降低了溫度。

2）骨料：本工程對骨料也提出了嚴格的要求，由于混凝土由水泥漿和骨料組成，其線脹系數為水泥漿和骨料線脹系數的加權平均值。在水泥漿的線脹系數和權值一定的情況下，要減小混凝土的線脹系數，就宜采用線脹系數小的骨料。骨料的線脹系數因母巖種類而異，不同巖石的線脹系數又有所差別，根據當地市場情況采用青石加工的碎石。黃砂和碎石的含泥量都要求小于1％，砂石堆場底部材料需要重新檢驗，質量不符合規范要求，堅決不采用。砂子選用中砂，細度

模數2.3，級配區域11 區，砂率為42％。碎石最大粒徑25.0mm。

3）外加劑：粉煤灰的水化熱遠低于水泥，7 天約為水泥的1/3，28天約為水泥的1/2，摻加粉煤灰既可以減少水泥用量，又可以有效地降低水化熱。同時優質粉煤灰需水量小，有減水作用，可以降低混凝土的單位用水量，在水灰比固定的情況下減少水泥用量，還可以減少混凝土自生體積收縮，有利于防裂。但粉煤灰的比重較水泥小，混凝土振搗時比重小的粉煤灰容易浮在混凝土的表面，使上部混凝土中的摻合料較多，強度降低，表面容易產生塑性收縮裂縫。因此，粉煤灰的摻量不宜過多，通過配合比試驗，本工程摻加20%的粉煤灰。

2、混凝土

1）嚴格控制混凝土塌落度：混凝土塌落度的大小，取決于混凝土拌和時用水量的多少，混凝土塌落度往往與水灰比成正比，水灰比大則塌落度大，要防止混凝土產生裂縫，必須控制混凝土澆筑時的塌落度，而控制塌落度，則是以控制水灰比為前提的。本工程混凝土配合比設計時的施工塌落度確定為120±20mm，水灰比(W/C)為0.47。每次澆筑混凝土前都要進行塌落度的測試，待塌落度基本穩定后每2個小時再測試一次，設專人測試記錄。目的是保證混凝土澆筑時的塌落度控制在120±20mm 范圍內。同時在澆搗時由于混凝土坍落度比較大，會在表面鋼筋下部產生水分，或在表層鋼筋上部的混凝土產生細小裂縫。為了防止出現這種裂縫，在混凝土初凝前和混凝土預沉后采取二次抹面壓實措施。

2）混凝土澆筑：澆筑時應采用“分區定點、一個方向、循序推進、一次到頂”的澆筑工藝。為防止形成施工冷縫，劃定澆筑區域，每臺泵車負責本區域混凝土澆筑，混凝土搭接時間不能超過2 小時，建議每次澆搗寬度控制在2m 以內。每輛砼泵車配備4 臺振搗器，因澆筑時間較長且在夜間，每臺振搗器要有兩名振搗手負責輪流振搗，以免振搗手因勞累而漏振。混凝土振搗間距不超過500mm，每次振搗時間為15 秒，振搗時要快插慢拔。每臺振搗器負責振搗的方位要明確，振搗手之間要協調好交接位置的振搗工作，防止漏振或過振。振搗現場要準備水瓢，出現泌水時應有人負責將水及時舀出。梁支座處鋼筋較密，當振動棒無法伸入梁內振搗時，要采用振搗片或在振動棒前加焊鋼筋來振搗。振搗過程要注意保護埋設在梁、板內的傳感器，裝有傳感器的位置已經作了明顯的標記，振搗時禁止把振動棒伸入有標記的位置進行振搗。混凝土澆筑攤平后的2 至4 小時要采用木抹進行二次或多次壓光，出現裂縫時要隨見隨抹。

3)混凝土養護：

a.為使混凝土水化初期盡量避免氣溫的干擾，本工程混凝土澆筑時多在夜間或傍晚進行。有效控制混凝土的入模溫度。為了準確掌握混凝土中水化熱過程中的溫度及應力狀況，在5～8 區埋置了溫度及應力傳感器，每隔半小時儀器自動記錄數據，這樣就便于隨時觀察混凝土內部的溫度應力狀況，隨時準備恰當的養護措施。

b.混凝土澆筑及二次抹面壓實后應立即覆蓋保溫，先在混凝土表面覆蓋二層草席，然后在上面覆一層塑料薄膜。

c.新澆筑的混凝土水化速度比較快，蓋上塑料薄膜后可進行保溫保養，防止混凝土表面因脫水而產生干縮裂縫，同時可避免草席因吸水受潮而降低保溫性能。

d.柱、墻插筋部位是保溫的難點，要特別注意蓋嚴，防止造成溫差較大或受凍。

e.停止測溫的部位經技術部門和項目技術負責人同意后，可將保溫層及塑料薄膜逐層掀掉，使混凝土散熱。

二、混凝土松弛效果分析

在下面的分析中，我們將各區第五天、第七天、第十四天及第二十一天的松弛系數進行列表對比，以便從中找出規律。其中松弛系數的計算是以每區對應點在對應天數松弛應力的平均值除以彈性應力的平均值為依據。由以上對松弛系數的計算及曲線對比，我們可以初步得出以下結論：

(1)各區各點的松弛系數大體上是隨著齡期的增加而減小的。有個別點不符合這一規律，主要是由于養護條件的改變以及封區的影響，但在總體上，各點在第五天的平均松弛系數為0．584，各點在第七天的平均松弛系數為0.429，各點在第十四天的平均松弛系數為0．324，在第二十一天的平均松弛系數為0.320。是符合這一規律的。

(2)在混凝土的收縮階段，各點的松弛系數較小，說明混凝土的松弛效果比較好。這也正說明“抗放兼施，以抗為主，先放后抗”的原則起到了釋放溫度應力的理想效果。再加上在混凝土放熱階段，養護措施的應用，更使得最終的松弛效果更加明顯。

(3)在現場監測中，個別點的約束應變達到300，而混凝土板最終并沒有出現開裂現象。因為混凝土的開裂條件是混凝土所承受的拉應力大于它的最大抗拉強度，而混凝土凝結過程中的應力、應變關系由于應力松弛等原因，并不表現為線性關系，所以，以約束應變的大小來判斷混凝土是否會開裂是不恰當的，混凝土開裂的最根本原因還是要歸結到松弛應力的大小上來。

三、結語

對上述分區域的施工原理及其施工技術控制措施進行了闡述，從材料的選擇、混凝土塌落度的控制、施工的振搗方案以及養護措施的加強等方面入手，說明了施工各個環節技術控制措施的必要性，并重點強調了加強混凝土養護的重要性。由于采用科學方法且管理措施到位，本項目地下混凝土工程有效控制了內外溫差，減小變形，杜絕了有害裂縫的發生，工程質量及成本控制都達到預期的效果。經熱工計算后，節省了保溫材料工900m2，每平米按6 元計算，共節省成本費用11400元。