大体积混凝土基础施工防裂技术

大体积混凝土基础施工防裂技术

大體积混凝土施工裂缝是工程施工中常见的问题，文中结合工程实践，对人防地下工程结构混凝土的开裂原因进行浅析，在此基础上提出大体积混凝土裂缝控制的防治措施。

标签 大体积混凝土；裂缝；地下工程

1 前言

我国混凝土规范和建筑规范对大体积混凝土尚未作出标准的定义。

日本建筑学会标准的定义是：“结构断面最小尺寸在80cm以上，同时水化热引起的混凝土内最高温度与外界气温之差预计超过25℃的混凝土，称为大体积混凝土。”

我国著名的混凝土裂缝控制专家王铁梦教授的定义是：“在工业与民用建筑结构中，一般现浇的连续墙式结构、地下构筑物及设备基础等是容易由温度收缩应力引起裂缝的结构，通称为‘大体积混凝土结构’。”

2 工程概况

某市城市广场A地块工程总用地面积38427m2，总建筑面积为281191m2，其中，地下室总建筑面积50055.18m2，人防建筑面积12278m2。该工程为地下1层，地上2幢24层，2幢17层的商住楼，地上1层~4层为大型商业中心，5层以上为酒店式公寓，框架—剪力墙结构。防空地下室平时为地下停车库，战时为全埋式人防工程(包括物资库、二等人员掩蔽所、区域电站、防空专业队掩蔽部)。

3 施工方案

工程施工前，我们查阅了国内外有关资料，结合施工经验，由质检站牵头，监理公司、检测中心、施工单位、混凝土公司等有关单位参加，详细讨论并确定了施工方案：考虑混凝土的水平分层浇筑装拆管道过于频繁，施工组织工作难于实施，故采取斜面分层浇筑，错开层与层之间浇筑推进的时间以利下层混凝土散热，但上下层之间严格控制，不得超过混凝土初凝时间，不得出现施工“冷缝”。对于混凝土施工，除按施工规范要求做好各项工作外，重点要做好大体积混凝土温度裂缝的控制工作，其中，着重抓好优选原材料、优化配合比设计、控制混凝土浇筑温度，强化混凝土保养以及温度监测几个环节。

4 大体积混凝土基础裂缝控制工艺

4.1 模板系统

模板是影响混凝土施工质量的关键因素，模板的面板必须光滑平整，支撑系统必须牢固，加上封缝胶条使得模板的拼接缝处严密，确保不出现漏浆现象。模板采取加固措施，增加支撑与对拉螺栓数量，保证模板不发生变形。

4.1.1 底板模板底板侧模采用砖砌墙模作为外模，在基础底板四周砌筑防水保护墙，高度为梁上返300mm厚，便于防水接搓。

4.1.2 基础反梁及导墙模板。反梁及导墙采用18mm厚双面防水竹胶板做面板，横向背楞用50mm×100mm方木(间距200mm，竖向背楞采用φ48mm×3.5mm双钢管，间距600mm，用穿梁螺栓和止水螺栓(外边梁用)加三角支撑。其支设方法为：在基础底板上按模板底口标高焊出钢筋支架，牢固后再将反梁模板支撑在上面。然后再进行支撑加固和校正。

4.2 浇筑

为避免混凝土产生分层、离析，浇筑时应严格控制拌合物自由落差。浇筑可分层分段进行，但应注意层与层，段与段之间浇筑时间间隔不得超过初凝时间，以免出现施工缝。

混凝土浇筑按斜面分层，薄层灌筑、循序渐进，振实、一次浇筑厚度为振捣棒有效长度的1.25倍(25~40cm)，其每层厚度不大于400mm，上下层混凝土浇筑时间差不得超过4h。在浇筑上层时，振捣棒插入下层50~100mm，振捣时快插慢拔，插点均匀排列成梅花形，顺序进行，不遗漏，做到均匀振实，移动间距不大于振捣棒作用半径的1.25倍(30~40cm)，在振捣过程中，将振捣棒上下略有抽动，使混凝土上下振捣均匀，每点振捣时间一般在20~30s，视混凝土表面呈水平不再显著下沉，不再出现气泡，表面渗出灰浆为准。上层浇筑完毕，适时回振收平，初步按标高用刮杠刮平，在初凝前用木抹子搓平，待混凝土表面收水后，再用木抹子反复搓平，然后覆盖塑料布，及其相应的保温材料，以控制内外温差，减缓降温速度。浇筑流程和浇筑宽度测算。按浇筑流程取1段计算：浇筑宽度取中间部宽度45m，浇筑厚度1.4m，泵送混凝土70m3/h，按一个坡度薄层浇筑，循序推进的方法浇筑，从底板到顶部共浇筑方量为173m3。每部浇筑完成需150min，浇筑时气温在25℃以下，当浇筑第2部覆盖第1部时，均控制在混凝土初凝之前。按以上浇灌方法能满足混凝土浇筑质量要求。两泵管架设于浇筑区域之间均能满足混凝土浇筑要求。

4.3 养护

混凝土浇筑后，立即覆盖保湿养护措施，浇筑完成后，采用塑料薄膜顶浆覆盖，之后混凝土表面要一直保持湿润养护到14d，以更好地发挥UEA膨胀剂的功效。

4.4 关键部位的控制

4.4.1 施工缝的处理。本结构地下室外墙施工缝和后浇带的原施工缝均采用

膨胀混凝土加强带的方法进行一次性施工。外墙水平施工缝设置止水钢板，同时在止水钢板两侧设置橡胶止水带。混凝土二次浇筑前，将原有混凝土表面的浮浆凿去，并认真清理后再浇筑新混凝土。

4.4.2 预埋件的处理。穿透外墙的预埋件，应在每一个预埋件上加焊止水环。预埋件穿透模板处要堵塞严密，不得漏浆。混凝土浇筑时，要注意将预埋件下方的混凝土振捣好，防止出现空洞、蜂窝。模板的对拉螺栓应加焊止水环。

4.5 控制温度和收缩裂缝的措施

4.5.1 降低水泥水化热。优先选用低水化热或中水化热的水泥品种配制混凝土；充分利用混凝土的后期强度，减少水泥的用量；尽量选用粒径较大、级配良好的粗骨料，掺加粉煤灰等掺合料，或掺加外加剂，改善和易性、降低水灰比，以达到降低水泥用量、降低水化热的目的。

4.5.2 加强施工中的温度控制。混凝土浇筑后，做好混凝土的保湿养护和外保湿，缓缓降低温度，充分发挥徐变特性，降低温度应力，采取覆盖塑料布紧包加双层草帘被保温覆盖，避免发生急剧的温度梯度变化，将内外温差严格控制在25℃以内，从而有效的控制了裂缝的出现。

4.5.3 优化配合比设计。适当提高优质粉煤灰的掺量，减少混凝土单方水泥用量，有效降低混凝土水化热。实践资料表明：掺加40%左右矿渣粉或30%粉煤灰的混凝土，其水化热量可降低20%左右；考虑到冬季施工要保证一定的前期强度，粉煤灰掺量为20%，同时，调整混凝土凝结时间，控制混凝土的初凝时间在10h以上，减缓水化放热速度，降低混凝土温升；在混凝土中掺入合理掺量的防水剂或膨胀剂，以抵消混凝土的部分收缩，降低混凝土综合当量温差；降低砂率，降低混凝土坍落度将极大的改善混凝土的抗裂性能。由于施工部位属于混凝土超长结构，所以从结构的中间部位往两边浇筑，可避免混凝土浇筑完毕后，中间部位成为最薄弱环节。

5 结论

5.1 由于大体积混凝土施工时水泥水化热引起混凝土内部的剧烈温升以及内外温差易导致混凝土产生温度裂缝，因此保证大体积混凝土硬化质量的关键是防止或减少温度裂缝。

5.2 由于采用了“双掺技术”(缓凝减少剂和Ⅱ级粉煤灰)，减少了水泥用量，降低了水化热，减缓了水放热速率和降低其放热峰值，从而有利于减小混凝土内外温差，有利于大体积混凝土的质量控制。

5.3 保温保湿养护是保证大体积混凝土质量相当重要的一环。保温的目的是减小混凝土内外温差，保湿的目的是避免混凝土凝结硬化期间失水，以防止失水收缩和满足水泥水化过程对水的需要。保温保湿有效地控制了大体积混凝土的温度收缩裂缝，保证了混凝土的质量。

参考文献

[1]侯景鹏,等.大体积混凝土温度控制与现场监测[J].混凝土,2004, (5): 56-58.

[2]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京.中国建筑工业出版社,1997.

[3]李玉汕.浅谈超长建筑不设缝技术和施工措施[J].施工技术,2006, (7): 89-90.