淺論建筑工程中大體積混凝土施工裂縫控制

杜中華

（新疆天恒基建筑工程有限公司，新疆烏魯木齊 830000）

0 引言

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)》（GB50496-2018）里規(guī)定，大體積混凝土（concrete in mass）是指混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小幾何尺寸不小于1m 的大體量混凝土，或預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土，稱之為大體積混凝土。

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，高層、超高層建筑在人們的工作生活中日益增多，其建筑工程中的主體結(jié)構(gòu)也變得龐大、復(fù)雜，因此，在該類工程的施工過(guò)程中就會(huì)不可避免地涉及到各類大體積混凝土質(zhì)量控制問(wèn)題。而大體積混凝土質(zhì)量控制的難點(diǎn)、要點(diǎn)，首當(dāng)其沖的就是施工中混凝土的裂縫控制問(wèn)題。

1 工程實(shí)例介紹

十二師天恒基大廈工程，位于兵團(tuán)第十二師五一新鎮(zhèn)08-01-09 地塊，即烏魯木齊市西北迎賓大道路段與北疆街路段交匯口處，東至迎賓大道，南至北疆街西延，西至經(jīng)七南路，北至興屯街。項(xiàng)目占地面積5057m2，總建筑面積51980m2，其中地上建筑面積40554m2，地下建筑面積11426m2，人防面積5234m2。項(xiàng)目共有一棟19 層塔樓以及4 層商業(yè)裙房組成，商業(yè)裙房1-2 層為集中商業(yè)，3-4 層作為餐飲、商業(yè)服務(wù)及屋頂露天廣場(chǎng)，塔樓部分5-9 層為酒店，10-19層為辦公用房。塔樓結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架-核心筒，裙房結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土。地下建筑含一層地下室和人防車庫(kù)，建筑結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)。主樓地下室基礎(chǔ)為1-8軸交A-G軸，其中1-7軸交A-F軸基礎(chǔ)筏板鋼筋混凝土厚度為2300mm，筏板底層和頂層配筋均為雙層雙向HRB400 鋼筋，直徑28mm，間距170mm;其余基礎(chǔ)筏板鋼筋混凝土厚度為1000mm，筏板底層和頂層配筋均雙層雙向HRB400 鋼筋，直徑20mm，間距200mm。澆筑面積2600m2，總計(jì)工程量約6000m3。

2 大體積混凝土裂縫發(fā)生的原因

1）混凝土中的水泥水化熱影響。

2）混凝土受到由于表面和內(nèi)部溫度變化不同而產(chǎn)生的內(nèi)外約束條件的影響。

3）外界氣溫變化的影響。

4）混凝土的收縮變形。

5）混凝土的沉降裂縫。

3 質(zhì)量控制要點(diǎn)

1）施工前，編制大體積混凝土專項(xiàng)施工方案，并按程序進(jìn)行審批認(rèn)可。方案應(yīng)包含：①大體積混凝土澆筑體溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力計(jì)算結(jié)果。②施工階段主要抗裂構(gòu)筑措施和溫控指標(biāo)的確定。③原材料優(yōu)選、配合比設(shè)計(jì)、制備和運(yùn)輸計(jì)劃。④主要施工設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)總平面布置。⑤溫控監(jiān)測(cè)設(shè)備和測(cè)試布置圖。⑥澆筑順序和施工進(jìn)度計(jì)劃。⑦保溫和保濕養(yǎng)護(hù)方法。⑧應(yīng)急預(yù)案和應(yīng)急保障措施。⑨特殊部位和特殊氣候條件下的施工措施等主要內(nèi)容。

2）采取措施控制溫度和收縮裂縫。主要的技術(shù)措施有：①選用水化熱較低的水泥，如中水化熱的粉煤灰水泥、復(fù)合水泥；低水化熱的礦渣水泥、火山灰質(zhì)水泥。②充分利用混凝土的中后期強(qiáng)度，在設(shè)計(jì)許可的情況下可采用混凝土60d 或90d 強(qiáng)度作為混凝土配合比設(shè)計(jì)、混凝土強(qiáng)度評(píng)定、工程驗(yàn)收的依據(jù)，盡可能的降低水泥用量。③嚴(yán)格控制集料的級(jí)配及其含泥量，盡可能選用粒徑較大、級(jí)配連續(xù)良好的粗骨料且含泥量不大于1%；細(xì)骨料宜選用細(xì)度模數(shù)大于2.3 的中砂且含泥量不大于3%。④摻加合適的減水劑、緩凝劑，改善和易性、延長(zhǎng)混凝土的凝結(jié)時(shí)間。⑤采用預(yù)埋冷卻管內(nèi)部降溫法、蓄熱保溫法或二者相結(jié)合的方法來(lái)控制混凝土內(nèi)外溫差在25℃以內(nèi)，混凝土表層溫度和大氣溫差不大于20℃。⑥控制好混凝土的塌落度和用水量，塌落度不宜大于180mm，用水量不宜大于170kg/m3。

3）現(xiàn)場(chǎng)澆筑與振搗措施。①大體積混凝土的澆筑應(yīng)采取合理的分段、分層方式進(jìn)行，使混凝土沿水平和豎直方向均勻澆筑，其中分層澆筑又可以根據(jù)混凝土的初凝、終凝時(shí)間、混凝土的供應(yīng)速度、澆筑人員和機(jī)具配備數(shù)量等具體情況分為全面分層、分段分層和斜面分層三種方式。②應(yīng)選擇在氣溫較適宜時(shí)進(jìn)行澆筑，混凝土入模溫度宜控制在5℃-30℃。由于夏季氣溫較高，為防止太陽(yáng)的直接照射，則要求商品混凝土供應(yīng)商在砂、石堆場(chǎng)搭設(shè)簡(jiǎn)易遮陽(yáng)裝置，必要時(shí)向骨料噴射水霧或使用前作淋水沖洗。在控制混凝土的澆筑溫度方面，通過(guò)計(jì)算混凝土的澆筑量，做到合理安排施工流程及機(jī)械配置，調(diào)整澆筑時(shí)間為以夜間澆筑為主，避免或減少在白天進(jìn)行，以免因暴曬而影響質(zhì)量。③混凝土的澆筑應(yīng)連續(xù)、有序，宜減少施工縫；④混凝土宜采用泵送方式和二次振搗工藝。二次振搗工藝不但可以提高混凝土的強(qiáng)度，或在保證強(qiáng)度的前提下節(jié)約水泥的用量，而且可以增加混凝土的密實(shí)度，提高防滲性，消除混凝土由于干縮沉陷產(chǎn)生的裂紋和細(xì)縫。據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)表明，二次振搗能增大混凝土整體均勻性、提高混凝土密實(shí)度1%-3%、對(duì)鋼筋的握裹力1/3 和混凝土抗壓強(qiáng)度10%-20%，甚至在保持強(qiáng)度不變的前提下節(jié)約水泥用量15%左右。混凝土的二次振搗時(shí)間控制在混凝土初凝前1-4h 左右進(jìn)行較理想，尤其是在混凝土初凝前1h進(jìn)行效果最佳。

4）養(yǎng)護(hù)措施。大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)不僅是滿足強(qiáng)度增長(zhǎng)的需要，還要通過(guò)溫度控制，防止因溫度變化引起混凝土開(kāi)裂。因此，其關(guān)鍵在于保持適宜的溫度和濕度，以便控制混凝土內(nèi)外溫差。

大體積混凝土養(yǎng)護(hù)階段的溫度控制措施：①混凝土澆筑完畢后，在初凝前立即進(jìn)行覆蓋或噴霧養(yǎng)護(hù)。②安排專人負(fù)責(zé)保溫養(yǎng)護(hù)工作，并做好測(cè)溫記錄。③混凝土拆模時(shí)，表面溫度和中心溫度之間、表面溫度與環(huán)境溫度之間的溫差不超過(guò)20℃。④采用預(yù)埋冷卻管內(nèi)部降溫法來(lái)降低內(nèi)外部溫差，冷卻水應(yīng)提前通入，循環(huán)冷卻在混凝土剛澆筑完成時(shí)就開(kāi)始進(jìn)行。⑤采用蓄熱保溫法要根據(jù)具體情況，盡可能的延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)時(shí)間，拆模后立即再覆蓋或回填保護(hù)，同時(shí)預(yù)防近期驟冷氣溫影響，防止混凝土的早期和中期裂縫。⑥大體積混凝土濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)符合表1規(guī)定。

表1 大體積混凝土濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)時(shí)間

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)十二師天恒基大廈項(xiàng)目基礎(chǔ)工程中的大體積混凝土施工采取上述質(zhì)量控制措施，取得良好控制效果，圓滿地完成大體積混凝土裂縫控制目標(biāo)，有效地保障該工程基礎(chǔ)的整體性、安全性，為后續(xù)的工程質(zhì)量?jī)?yōu)良，打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。