大体积混凝土裂缝

[导读] 随着经济建设的飞速发展,在公共民用建筑中,大体积混凝土筏板基础应用日趋广泛。

刘岩波 中铁二十局集团第五工程有限公司

摘要：随着经济建设的飞速发展,在公共民用建筑中,大体积混凝土筏板基础应用日趋广泛,除了应满足抗震、抗渗等级、混凝土强度外,还要严格控制筏板大体积混凝土在硬化过程中由于水化热引起的内外温差,防止因温差产生的温度应力造成混凝土筏板基础的裂缝。本文结合工程实例，从大体积混凝土工程特点及难点入手，就筏板基础裂缝控制措施作了剖析，分别从施工准备、配合比要求、温度指标、混凝土浇筑等方面加以叙述，以积累相关经验，保证筏板基础施工质量。 关键词：筏板基础，大体积混凝土 1 工程概况

昆明市龙江片区(大波村)保障性住房项目（二工区）地块八8-2#高层住宅楼为剪力墙结构，地上33层，地下4层，高度92.7m，总建筑面积22417.62m2；8-2#商业配套裙房为框架结构，地上1层，地下1层，高度为8.1m，总建筑面积2224.49m2；8-3#高层住宅楼为剪力墙结构，地上33层，地下4层，高度92.7m，总建筑面积为22417.62m2；8-3#2栋商业配套裙房为框架结构，地上1层，地下1层，高度为8.1m，总建筑面积为1081.91m2。

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表1 结构概况

2 大体积混凝土工程特点及难点

1)筏板基础厚1 500 mm，厚度不是很大。2号楼筏板基础长度将近60m未设置后浇带，且平面布置不规则、基础横断面变化较大，混凝土浇筑后须加强薄弱部位的养护防止出现网状、纵向裂缝。(23)轴～(29)轴附加应力集中部分，已不能按正常的热工计算计算裂缝，在该部分设加强带防止裂缝。加强带做法：设附加抗裂筋；增大膨胀剂的掺量。

2)混凝土为大体积混凝土，需昼夜连续施工，不留设施工缝一次浇筑完成。

3)钢筋：筏板基础钢筋为双层双向间距为HRB400Φ25@200 mm。基础梁为暗梁，截面为400 mm×1 500 mm，梁钢筋定位采取措施须加固，筏板基础钢筋上、下层网片之间须用HRB4000Φ25钢筋马凳间距1 500 mm梅花式布置并在南北方向贯通设置架立钢筋，确保钢筋网片之间尺寸准确。电梯基坑侧面设有集水坑，集水坑钢筋悬空于电梯基坑，须用HRB400Φ25钢筋支架支撑集水坑钢筋。电梯基坑最上层钢筋网片与最下层网片钢筋之间尺寸为4100 mm，需用HRB400Φ25钢筋支架固定支撑上下层钢筋网片。 筏板基础钢筋在(3)轴处呈150°折线，在(5)轴处增加400 mm×1 500 mm基础梁作为筏板钢筋的支架，其两侧的筏板钢筋锚人该基础梁内。

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公司（个人）承包经营合同 山东圣玉集团有限公司：SD-SY-150401 轴一轴部分为应力集中部位，为防止混凝土的中部出现裂缝，在筏板基础的上下网片之间增设Φ10@200的附加抗裂钢筋网片，网片距筏板基础底750 mm，在上层钢筋网片混凝土保护层之间设镀锌钢丝网片。

4)模板：由于基础大放脚坡度较大，最大达到65°，施工中模板加固难度大。 5)气候条件：目前气温较高，最高达32℃ ，不利于大体积混凝土的施工。 3 施工准备工作

筏板基础混凝土为大体积混凝土，其施工技术要求比较高，施工中主要是防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。从材料选择、技术措施等有关环节做好充分的准备工作，为筏板基础大体积混凝土连续施工创造条件，做好测温与养护工作，确保筏板基础大体积混凝土质量符合要求。 4 混凝土配合比要求

对商品混凝土厂家混凝土采用的主要材料要求如下：

1)水泥。在满足强度和耐久性等要求的前提下，宜选用低热矿渣硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥。 2)骨料。

a．粗骨料。碎石应采取连续级配或合理的掺配比例。其最大粒径不得大于钢筋最小净距的3／4。采用泵送混凝土，应符合《泵送混凝土施工技术规程》，针片状颗粒含量不宜超过5％ ，含泥量不应超过1％。

b．细骨料。砂采用中砂，含泥量应小于3％ ，细度模数以2.6—2.8为宜。

c．掺合料。为了满足和易性、减小水泥用量和减缓水泥早期水化热发热量的要求，在混凝土中掺入适量的干细灰和超细矿渣粉。

d．外加剂。为了改善混凝土的和易性便于泵送，掺加适量的MNC-P高效泵送剂。为了降低凝结速度增加缓凝剂，凝结时间控制在10 h或更长。 3)混凝土配合比。

a．商品混凝土要求混凝土厂家根据现场提出的技术要求，提前做好混凝土试配。 b．根据设计要求和使用的材料，按照国家现行有关技术要求提高试配确定配合比。

c．尽量利用混凝土60 d的后期强度，满足减少水泥用量的要求。必须满足施工荷载的要求。 d．混凝土UEA采用UEA-IV混凝土膨胀剂(简称UEA一IV)，(23)轴～(29)轴处为筏板基础最薄弱部位，该部分混凝土UEA—IV的掺量应比其他部位加大2％ 。

e．用一部分粉煤灰或矿渣微粉代替水泥，减少水化热，降低混凝土内部温度。

f．混凝土坍落度不能太大，控制在(140±30)mm。g．混凝土的人模温度控制在28℃左右。 h．混凝土配合。

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公司（个人）承包经营合同 山东圣玉集团有限公司：SD-SY-150401 5 温度指标要求

1)混凝土浇筑体在入模温度基础上的升温值不宜大于50℃。

2)混凝土浇筑块体的里表温差(不含混凝土收缩的当量温度)不宜大于25℃ 。 3)混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2．0℃／d。 4)混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃。 5)混凝土入模温度不宜大于30℃ 。 6 施工工艺 施工工艺流程如下：

泵车就位试运转→搅拌站供货→核实混凝土配合比，混凝土运输单→检查混凝土质量、坍落度→输送与混凝土同配合比水泥砂浆润滑输送管内壁→输送混凝土→分层浇筑→振捣→抹面→排除浮浆、泌水→二次收面→蓄水(砌筑挡水墙) →测温→成品保护。 7 混凝土浇筑要点

筏板基础混凝土浇筑采用推移式连续浇筑施工的方法。自中间（27）轴开始自北向南分层推进浇筑一次浇筑到顶，两台泵自（27）轴开始沿（27）轴按南北方向分别向西、向东同时整体推移浇筑。因现阶段气温较高，最高气温按33℃～35℃考虑，混凝土开始浇筑时间选在晚上气温较低时完成（23）轴～（29）轴薄弱部分的混凝土浇筑，以利于薄弱部位中部混凝土水化热的散失。

1)每层混凝土的浇筑厚度不超过30cm～40cm。振捣上一层时，应插入下一层混凝土内约5 cm，消除两层之问的接缝，同时要在下层混凝土初凝之前进行。层间最长的间歇时间不应大于混凝土的初凝时间。 2)因天气炎热，混凝土入模温度宜控制在30℃ 以下。混凝土浇筑后，应及时进行保湿保温养护。 3)为防止混凝土发生离析，汽车泵出混凝土泵管口距离浇筑面的高度不超过2 m。 4)振捣：采用机械二次振捣工艺，每点振捣时间不少于20 s～30 s。

5)做好混凝土振捣过程中的泌水处理，排除多余的水分，可以提高混凝土质量，减少表面裂缝。 6)混凝土表面初凝前进行二次抹压处理，二次收面，以闭合收缩裂缝，约12 h一14 h后，方可养护。 7)养护：进行热工计算，确定养护方法采用蓄水养护。

a．在混凝土升温过程中采用塑料薄膜覆盖，蓄水养护，不得将薄膜揭开放线；混凝土降温过程中，采取毡布、结合棉被覆盖保温保湿复合保温，保温材料的厚度，保温厚度通过计算确定。

b．混凝土养护期间，根据测温情况，采取措施保证混凝土内外温差控制在25℃以内，蓄水养护期为7 d，保水养护期为7 d，养护期过后方可进行测量放线。

c．基础大放脚斜坡部分侧模，作为大放脚混凝土的保温养护措施，其拆模时间应根据规范规定的温控要求确定，在混凝土养护期间不得拆除。

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公司（个人）承包经营合同 山东圣玉集团有限公司：SD-SY-150401 d．大放脚模板适当延迟拆模时间，拆模后，应采取预防剧烈干燥措施，及时回填，避免大放脚部分混凝土高温下长期暴露，产生裂缝。

e．基础的变截面处为薄弱部位，易出现裂缝，须加强该部位的测温养护工作。 8 测温

为了掌握大体积混凝土的温升和降温的变化规律，及时采取措施，控制混凝土的内外温差，需要对混凝土进行温度监测控制。 1)测温孔的设置：

a．大体积混凝土浇筑体内测温点的布置，应真实地反映出混凝土浇筑体内最高温升、里表温差、降温速率及环境温度。

b．测温点的布置，必须具有代表性和可比性。沿浇筑的高度布置在底部、中部和表面，垂直测点间距一般为50 cm～80 cm，平面测点应布置在边缘与中间，间距一般为2.5 m～5m。

c．监测点布置范围以所选混凝土浇筑体平面图对称轴线的半条轴线为测试区，测试区内监测点按平面分层布置。

d．测试区内，测温孔的位置与数量根据混凝土浇筑体内温度场分布情况及温控的要求确定。 e．在每条测试轴线上，测温孔位宜不少于4处，应根据结构的几何尺寸布置。 f．沿混凝土浇筑体厚度方向，必须布置外表、底面和中间部位测温孔。 g．混凝土浇筑体的外表温度，宜为混凝土外表以内50 mm处的温度。 h．混凝土浇筑体底面的温度，宜为混凝土浇筑体底面上50 mm处的温度。 i．振捣混凝土时，振捣器不得触及测温孔管。

j．测温孔采用Φl6 PVC管，测温孔的深度同一部位长度分别为浇筑体底面、外表及中度，分别为1 550 mm，850 mm，150 mm三种规格的测温管。测温管在上端用胶带做标记，便于区分深度。 2)根据测温孔布置图，专人进行测温孔埋设，混凝土浇筑过程中，确保测温孔位置、深度准确。 3)测温孔在混凝土浇筑以及测温停止前的施工过程中做好防护工作，确保不损坏。

4)配备两班专职测温人员，对测温人员要进行培训和技术交底。测温人员要认真负责，按时按孔测温，测温读数时温度计不得离开测温孔，不得遗漏或弄虚作假。测温记录要填写清楚、整洁，换班时要进行交接。

5)测温工作应连续进行，混凝土温度下降到规定温度并经技术部门同意后方可停止测温。 6)测温记录要填写清楚、整洁，换班时要进行交底。

7)大体积混凝土浇筑体里表温差、降温速率及环境温度的测试。混凝土浇筑后，每昼夜不应少于4次；入模温度的测量，每台班不少于2次。

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公司（个人）承包经营合同 山东圣玉集团有限公司：SD-SY-150401 8)发现温度骤然突变，混凝土内部最高温度与上部或底面混凝土温度之差达到25℃或温度异常，立即通知技术部门和项目技术负责人，分析原因，及时采取措施加强保温或延缓拆除保温材料。 9)上部温度较低时，采取保温覆盖毡布措施，提升混凝土上部温度；上部温度较高时，采取缓慢加蓄冷水，降低混凝土表面温度。

10)测试过程中及时描绘出各点的温度变化曲线和断面的温度分布曲线。 9 技术经济效果评述 9．1 测温控制

经热工计算：t=3 d龄期，混凝土中心温度T3 =65．99℃ 。实测温度：3 d混凝土中心温度达到最高值T3=62．00℃ ，未超过计算温度。 9．2 混凝土强度

利用60 d后期强度，60 d混凝土同条件试块强度为48．70，达到设计强度的121．75％ ，满足设计要求。

9．3 混凝土观感质量

混凝土表面未发现裂缝，大体积混凝土施工质量符合设计及相关规范要求。 10 结语

大体积混凝土，超大体积混凝土裂缝控制要点：1)混凝土强度利用60 d后期强度，减少水泥用量；2)选择低水化热水泥，用一部分粉煤灰或矿渣微粉代替水泥，减少水化热，降低混凝土内部温度；3)混凝土中掺加缓凝剂，天气较热时缓凝时间控制在10 h；4)混凝土坍落度不能太大，控制在140 mm±30 mm；5)混凝土的入模温度控制在28℃左右；6)控制大体积混凝土浇筑方式和浇筑厚度，使混凝土中部水化热尽量扩散；7)混凝土表面强度达到1．2 MPa后进行养护，按热工计算高温期间采用蓄水养护，经济方便；8)混凝土降温阶段，极易产生裂缝，须加强薄弱部位的保温养护；9)控制混凝土的降温速率，内部温度降温不得超过2℃／d；10)应力集中部位，为防止混凝土的中部出现裂缝，在筏板基础的上下层网片之间增设Φ10@200的附加抗裂钢筋网片，网片距筏板基础底750 mm，在上层钢筋网片混凝土保护层之间设镀锌钢丝网片；该部位混凝土UEA的掺量增大2％ ；11)基础的变截面处为薄弱部位，易出现裂缝，须加强该部位的测温养护工作；12)筏板基础及时进行防水层及土方回填施工，避免基础长期暴露在高温环境中而产生裂缝。

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