大体积混凝土施工控制措施初探.docx

大体积混凝土施工控制措施初探来源：考试大 2009年10月19日【考试大：中国教育考试第一门户】模拟考场视频课程1 工程概况马钢2号2500m3大高炉工程中的高炉本体基础、热风炉基础均属大体积混凝土施工。高炉本体基础采用大直径挖孔扩底灌注桩和整板式钢筋砼承台的结构形式。承台底部共有39根桩，承台底板尺寸为：25m*27.6m2.5m（厚），底板下设0.5m厚矿渣垫层，底板上为5.47m高直径17m钢筋混凝土圆柱体，混凝土量约 3300m3。热风炉基础为30m*53m*3.5m（厚）的整板式钢筋混凝土基础，混凝土量约5600 m3。大体积混凝土施工时间为2002年1月11日至2002年2月1日。2 大体积混凝土裂缝成因分析来源：大体积混凝土施工易产生裂缝，产生裂缝有多方面原因，如约束情况，周围环境湿度，混凝土的均匀性，分段是否妥当，结构形式等，都可能引起大体积混凝土的裂缝。就本工程的大体积混凝土而言，由于其截面尺寸较大，所以外荷载或次应力引起的裂缝可能性很小。但正由于结构截面大，水泥水化时所释放的热量就会产生较大的温度变化和收缩作用，由此造成的温度梯度收缩应力是导致大体积砼产生裂缝的主要原因。这种裂缝分为两类：一、表面裂缝，大体积混凝土由于其内部与表面散热速率不一样，在其表面形成温度梯度，从而表面产生拉应力，内部产生压应力。而此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，温差产生的表面拉应力，超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生裂缝。此种裂缝一般出现在混凝土浇筑后的第34天里。二、贯穿裂缝，混凝土浇数天后，水化热基本已释放，就开始进入降温阶段，由于逐渐降温而产生收缩，再加上混凝土硬化过程中，由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发以及胶质体的胶凝等作用，促使混凝土硬化时收缩。这两种收缩由于受到基底或结构本身的约束，也会产生很大的拉应力，当此拉应力超过砼此时的抗拉强度，砼整个截面就可能产生贯穿裂缝，这种收缩裂缝才是危害最大的裂缝。来源：考试大的美女编辑们3 大体积混凝土施工控制措施从控制裂缝的观点看，表面裂缝危害小，但也会影响结构使用或外观；而贯穿裂缝则要影响结构的整体性、耐久性和防水性，可能导致结构不能正常使用。为了防止温度裂缝的出现或把温度裂缝控制在某个界限内，就必须进行温度控制。根据以往施工经验和大体积砼的热工计算，为了防止出现有害裂缝，我们在马钢2#2500m3高炉、热风炉基础施工中采用以下措施：采用低热水泥矿渣水泥，降低水化温升，强度富余大；优化配合比设计，在砼掺入一定比例的粉煤灰、高效缓凝减水剂和膨胀剂，以减少水泥用量，降低水化热，并利用混凝土的60天强度；砼表面采取蒸气保温养护，缩小砼内外温差。控制砼的入模温度，进行斜面薄层连续浇筑； 电子测温考试大全国最大教育类网站(wwwE)3.1 合理选择原材料石子选用531.5mm粒径碎石，连续级配,含泥量不超过1%；中砂（细度模数2.5）含泥量不超过2%；桃冲水泥厂寨峰牌散装32.5号矿渣水泥；高效缓凝减水剂： 1%（占水泥重）；膨胀剂JM-：810%； 级粉煤灰1015%（占水泥重），原材料均须抽样试验。3.2 优化混凝土配合比设计为减少水泥用量,降低水化热,减少混凝土收缩,延缓混凝土初凝时间,改善和易性,混凝土配制采用三掺技术（即混凝土中掺加粉煤灰、减水剂、膨胀剂）减水剂针对该工程的施工特点和正处于冬季的情况,实验室经过多次试配，最后选用的配合比为：水:水泥:中砂:石子:粉煤灰:减水剂:膨胀剂=178:275:770:1120:40:3:26。3.3 大体积混凝土保温养护措施3.3.1 大体积混凝土的热工计算1）混凝土内部最高绝热升温值：Th=WQ/C，本工程中采用32.5矿渣水泥，C20混凝土。故Th=43.62）、混凝土中心最高温度：TMAX=Tj+Th*Tj=10（入模温度），散热系数取0.8。TMAX=44.9。3）、混凝土表面温度：Tb=Tq+4h（H-h）T/H2Tq为环境温度取5，T= TMAX-Tq=39.9，H =2.57m，h=0.07m。故Tb=9.2。4）、混凝土内表温差：Tc= TMAX-Tb=44.9-9.2=35.725显然混凝土内表最大温差超过规定要求值，若不采取措施，将必然会产生表面裂缝。3.3.2 混凝土表面保温养护措施混凝土浇注完毕，开始三天采用两层草袋和一层塑料薄膜进行覆盖养护，并适当地洒些水在草袋上,以始终保持混凝土表面湿润为宜，塑料薄膜在顶层可以防止水分蒸发和热量散失。在混凝土浇注后第三天，通过测温发现混凝土开始降温时，采用蒸气保温养护，现场有现成的蒸气，只需用橡胶管将蒸气引入养护薄膜内，根据上述混凝土的热工计算和采用电子测温仪（JDC-2）进行预埋测温来控制通气时间和通气量，混凝土表面温度一般保持在20 左右，则混凝土内表温差为25左右，满足温差控制要求。通过混凝土温度收缩应力计算，温差控制在25以下，一般来说，温度应力fce/1.15，不会出现温度裂缝。并且通过蒸气保温养护可以提高混凝土早期强度,增强结构对混凝土收缩的抵抗,有效防止收缩裂缝的出现。3.4 采用合理的浇筑工艺：本工程中混凝土采用水平循环、斜面分层浇注，每层厚度为3040cm，上下层间隔时间不得超过初凝时间6小时，分层浇注增加散热面，加快热量释放，使浇注后的混凝土温度分布比较均匀，并可避免形成施工冷缝。控制好混凝土的坍落度和入模温度，并加强混凝土的振捣，确保混凝土的连续浇注。3.5 大体积混凝土测温在热风炉基础表面上布置8个测温点、高炉本体基础上布置5个测温点，分别监测中间、表面-0.10m位置处的温度；随时了解混凝土的内部和表面温度。测温点采取将热电阻导线预埋的方式设置，混凝土浇注12h后开始测温，测温次数应先频后疏，开始3天内每4h一次，温度达到峰值后每8h一次，7天以后每天一次，一直持续2周。测温时间从2002年2月2日开始到2月19日结束，该期间环境温度-510，混凝土入模温度5左右，混凝土内部温度最大为46.5,最高温升41.5，第3天达到峰值，维持1-2天后，开始缓慢降温。如下图所示：4 大体积混凝土施工工艺混凝土采用商品混凝土，由马钢建设公司砼分公司组织供应，混凝土搅拌一站、二站分别从南北方向供料，保证混凝土供应量为60m3/h。现场布置四台混凝土泵车，分别沿基础长边两侧停靠，每台泵车负责包括一个角在内四分之一区域的混凝土布料下料，10台混凝土罐车运输，24小时连续作业。施工顺序：从两端向中间，先深后浅，每斜面均由混凝土自然流淌形成，然后沿长边按斜面逐层向前推进，自下而上直至基础顶面，层与层之间的间隔不得超过6h。每台泵车配4台插入式振动器，沿长边每6米布置一个，先振捣卸料口，以使混凝土形成自然流淌，然后全面振捣，以混凝土开始泛浆和不冒泡气为准，在浇注完毕后，及时排除泌水，必要时尚须进行二次振捣，二次抹面，以防止混凝土出现表面裂缝。由于砼浇筑是连续进行的，热风炉基础浇筑了72个小时,高炉基础浇筑了34小时。在浇筑砼时，应采取预防天气变化措施。若遇下雨雪时应铺上塑料薄膜，砼应掺抗冻剂，并适当调整混凝土的用水量和原材料的温度。5 施工体会大体积砼施工是一个系统工程，不仅要有技术措施，而且还要有组织措施和管理措施，为保证施工处于受控状态，浇筑时应建立由施工、监理、甲方等多方共同组成的现场质量保证体系机构，对保证混凝土的浇筑质量和连续施工有很好的作用；后期的监测、养护最为关键，一定要在时间、人员、材料、设备予以保证。本工程现已竣工投产，除表面有一些细微裂缝外，未出现任何贯穿性的影响结构的裂缝。掺加较高比例的粉煤灰以及加入一定比例的减水剂、抗裂增强型膨胀剂是十分必要的，不仅提高混凝土的性能，而且使大面积底板混凝土的连续施工成功，保证了施工质量。混凝土的保温保湿养护不得少于14天，混凝土强度的增长与环境的温湿度有密切关系，膨胀剂也必须在潮湿的条件下才能补偿混凝土的收缩，所以大体积混凝土保温保湿养护时间越长越好，但一般考虑工期要求，也不应少于14天。对于超长结构的大体积混凝土施工，且设计或工艺要求“混凝土一次整浇，不留置后浇带”，可以在表面适当地配置一些细钢筋网片。浅析混凝土地下室外墙裂缝的成因及预防措施 作者：林红江（阳江市阳发建筑安装公司，广东 阳江 529500） 发布时间： 2008-6-23【摘要】如何控制外墙有害裂缝的产生，是国内建筑界一直以来需要研究解决和不断探索的技术难题。文章通过对外墙有害裂缝的成因进行综合分析，并从设计、材料、施工三方面提出有效的防范措施。【关键词】混凝土；地下室外墙；裂缝；成因；预防措施近年来，随着高层建筑的日益增多，在公共建筑、高层住宅等工程中混凝土地下室也被广泛采用。但由于工程的工期、规模、工程的重要程度以及业主、设计、施工等诸多方面的原因，使地下室混凝土结构，尤其是外墙部位，屡屡出现裂缝、渗漏等危害工程安全和使用的问题。如何控制外墙有害裂缝的产生，也是国内建筑界一直以来需要研究解决和不断探索的技术难题。通过对外墙有害裂缝的成因进行综合分析，并提出有效的防范措施，可以减少或消除这类工程质量问题，降低工程的维护费用。一、外墙裂缝的主要特征1绝大多数裂缝为竖向裂缝，部分裂缝呈有规则分布，一般23m一道;2裂缝宽度一般不大，大多数在0.3mm以下;3附墙柱两侧等特殊结构部位裂缝较明显，墙长中部附近较多;4模板拆除后不久可发现细微裂缝，同时随着时间的推移，以及内外温差的变化，裂缝还会逐渐增多、变大;5外墙回填土完成后，随着地下水位的上升，可见裂缝处有渗水现象，但长时间后，某些细微裂缝可自然愈合。二、裂缝成因分析（一）设计方面1墙体配筋不合理。在混凝土中进行细而密的配筋，钢筋将约束混凝土的塑性变形，提高混凝土的抗裂能力，如果钢筋直径过粗，起不到对混凝土的约束作用，往往产生裂缝。如：阳春某工程为地下3层，地上12层框筒结构，地下室外墙厚度为450mm，配筋为双向双层20200，结果沿外墙每隔56m就出现一道竖向裂缝。2“后浇带”设置不合理。后浇带是施工期间保留的临时性混凝土收缩变形缝，是一种特殊的施工缝，设置后浇带可以取消结构中永久性的伸缩缝，是解决超长混凝土收缩变形的重要措施。如果后浇带设置间距过大，容易引起混凝土开裂。如阳春某工程，最大边长200m，中间仅设2道后浇带，后浇带最大间距达70m，导致在地下室回填土后，建筑未交工前，就发生了多处渗漏。另外该工程采用桩基础，且底板设计有很多抗浮锚杆，大大加强了对底板的约束作用，限制了混凝土的收缩变形，这也是该工程地下室裂缝的一个原因。另有多个工程，由于设计方不同意设置后浇带，结果出现典型的收缩裂缝。3混凝土强度等级过高。某工程地下1层，地上12层，设计地下室外墙采用C劝混凝土，虽然在施工前采取了多项措施优化配合比，在施工完成后，外墙还是出现了裂缝。（二）材料方面1配合比不合理。水泥用量高、水灰比过大;外加剂、硅灰等掺合料掺量过大;水泥水化热过大或不掺粉煤灰，造成混凝土升温过快、内外温差过大。如某工程大梁截面尺寸为2500mmX3500mm，未掺粉煤灰，浇筑后在有循环水管的情况下，梁中温度最高仍达75，若不采取其他措施，必将引发严重温度裂缝。2采用水化热较高的水泥或早强水泥。如阳春某工程对配合比没有进行仔细研究，结果采用了早强水泥，造成结构构件因混凝土收缩开裂严重。3骨料含泥量过高、骨料级配不良。4外加剂未达到要求。如某工程采用的防水剂不具备减水效果，而厂家介绍具有此项效果，工人操作时坍落度不够就直接向拌合料内掺水，结果造成混凝土强度达不到标准。（三）施工方面1养护不当。混凝土早期失水，造成混凝土干缩裂缝；忽视补偿收缩混凝土的养护，膨胀剂未发挥作用；大体积混凝土养护保温、保湿、测温不当，手段落后。2拆模时间过早。一方面造成墙体不能带模养护，形成干缩裂缝；另一方面，由于拆模过早，扰动穿墙螺栓，使得穿墙螺栓处形成渗漏。3混凝土浇筑方法不当，上返梁浇筑方法不当；竖向、水平结构同时浇筑时，连接部位浇筑不当;钢筋密集及预留管道部位振捣不密实。4钢筋处理不当。扎丝接触模板；迎水面保护层不够；钢筋直接接触垫层。三、外墙裂缝的预防措施 地下室外墙裂缝的控制，主要从设计、混凝土配合比优化、施工3方面来考虑。（一）设计方面 认真审学图纸，同业主、监理及设计统一思想、统一认识；结合工程实际向设计提出合理化建议，以保证工程质量，满足设计要求。 1加强水平钢筋的配置。水平钢筋保护层应尽可能小些;防裂钢筋的间距不宜太大，尽可能采用“细而密”的配筋方式图;考虑温度收缩应力的变化加强配筋。 2合理设置后浇带。同设计研究后浇带的位置、性质及类别，以利于施工采取措施。没有充分依据时，不得任意突破设计规范关于伸缩缝最大间距的规定。应注意满足混凝土结构设计规范)(GB500l02002)的要求：“位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构或经常处于高温作用下的结构，可按照使用经验适当减小伸缩缝间距”。3墙体混凝土的强度等级。混凝土的强度等级过高，将使混凝土内水泥含量加大，容易造成混凝土的收缩，一般墙体混凝土强度等级不宜超过C40。（二）混凝土配合比的优化设计 1水泥。宜用低水化热、铝酸三钙含量较低、细度不过细，矿渣含量不过多的水泥。 2砂、石。宜用中、粗砂，含泥量不大于2%;宜用粒径较大的连续级配、级配良好、含泥量不大于1%的碎石或卵石。 3掺减水剂，以减少混凝土用水量。 4掺入微膨胀剂，配制成补偿收缩混凝土，国内常掺10%15%UEA或10%左右的AEA。 5掺用粉煤灰替代部分水泥，以降低水泥水化热温升。实践证明，每降低10 kg水泥用量，水泥水化热将减少1。 6添加阻裂纤维。阻裂纤维是目前国内逐渐兴起并被广泛应用的一种新产品，它的抗拉强度(断裂强度)不低于550MPa。混凝土硬化前最脆弱，这时混凝土尚未产生足够的强度抵抗水泥收缩的应力，导致微裂缝，当裂缝发展与纤维相交时，加入的纤维可以部分抵消内部应力，改善裂缝尖端的应力集中，防止裂缝进一步发展。由于加入的纤维呈三维无规则分布，有利于抵消混凝土的塑性收缩。同时无数纤维在混凝土内部形成乱向支撑体系，有效阻碍骨料的离析，使混凝土粘聚性好，从而阻止了由于干缩引起的裂缝的产生。（三）施工方面 1模板选用。对外露面积较大的混凝土墙体、气温变化剧烈的季节以及冬季，不宜使用钢模板。选用木模时，应充分湿润，以利于保湿和散热。 2为了控温和改善混凝土底板、顶板对墙体的约束，混凝土分块整浇施工的顺序是底板一墙体一顶板，底板和墙体混凝土浇注时间的最佳间隔是714d。 3严格控制混凝土施工质量，尽量降低不均匀性。除控制混凝土制备和运输中的质量外，还要注意混凝土浇筑时防止离析、振捣密实以免墙内出现薄弱面而产生裂缝。 4根据测温记录和气象预报确定拆模时间，保证混凝土内外温差不超过25 ，温度陡降不超过10，拆模后应注意覆盖和及时养护。 5外墙混凝土的养护外墙拆模时间不宜过早(应带模7d)，可采用带模浇水养护模板拆除之后，可在墙体顶部架设喷淋管(与墙体螺栓扎牢丸持续浇水养护，养护时间不少于14d。模板拆除后，也可在墙两侧覆挂麻袋或草帘等覆盖物，连续喷水养护。四、结语地下室外墙裂缝的原因错综复杂，但是只要能够做到技术先行、管理到位、科学组织，就可以基本解决地下室的墙体裂缝问题。但目前地下室的墙体裂缝问题仍是社会各界高度关注的一个课题，如何从根本上杜绝外墙裂缝的产生，有待于今后工程实践中继续探讨和总结。地下室外墙裂缝原因分析和建议 梁标 南宁市建设监理公司 530021摘要：高层建筑地下室结构中，外墙裂缝控制的难度较大，特别是采用泵送混凝土时，裂缝控制的措施更为重要。本文讨论了地下室外墙泵送混凝土防裂的措施，并结合工程实际加以说明。关键词：地下室外墙、裂缝、UEA、HEA补偿收缩泵送混凝土 配合比 混凝土振捣 混凝土养护一、前言据有关专家96年的统计，高层建筑地下室外墙裂缝出现的情况，占被调查的已建工程的85%，外墙裂缝控制的难度很大，在国内外的工程实践中都没有成熟有效的技术措施。随着混凝土后浇带的设置和混凝土膨胀剂UEA、HEA的广泛应用，这种状况有所改善；但泵送混凝土的推广应用，又使得地下室外墙裂缝控制的难度加大，分析、防止和避免裂缝的出现就显得尤为重要。下面结合工程实例，提出地下室外墙泵送混凝土施工防裂的措施和建议。二、工程实例和裂缝原因分析1、工程概况该工程为某房地产公司开发的高层商住楼，地上二十一层，地下一层，地下室底板尺寸为53.0M27.3M0.5M，筏型基础，混凝土强度等级为C40/S8，地下室外墙厚为400MM，混凝土强度等级为C35/S6。地下室底板、外墙根据设计要求未设后浇带，采用补偿收缩混凝土，施工时先浇筑底板混凝土，十天后浇筑外墙混凝土，当时气温为2232，晴天，外墙混凝土浇筑完后第3天开始拆除外墙外侧模，发现外墙多处开裂后即刻停止模板拆除工作，留至第12天时才将外侧模板全面拆除，一个月后，经现场勘察，统计，裂缝的具体情况为：53M东面外墙（无框架柱）出现12条裂缝；53M西面外墙（带框架柱）出现9条裂缝；27.3M南面外墙（无框架柱）出现6条裂缝；27.3M北面外墙（带框架柱）出现5条裂缝；整个地下室外墙出现32条裂缝，宽度约为0.3MM1.0MM，间距为1.5M8.0M，裂缝多出现在墙中段，从外墙下部施工缝处向上展延，长为1.5M3.0M，有框架柱的外墙裂缝稍少。2、裂缝原因分析：经现场察看，初步认定该地下室外墙裂缝的发生是由于水化热温升回降速度过快，砼表面失水收缩，地下室底板约束过大引起，其出现的原理为：长墙结构产生温度和收缩变形，在高度方向是自由的，但在纵向却受到另一结构地下室底板的约束，在长墙承受降温和收缩作用时，必将产生缩短变形，受到底板的约束，引起拉应力，当拉应力超过抗拉强度时便引起开裂，裂缝方向永远垂直于拉应力方向，故为竖向。为什么补偿收缩混凝土也会收缩变形，致使外墙开裂？这是裂缝原因分析的关键。3、补偿收缩混凝土收缩变形的原因：该工程地下室外墙混凝土强度等级为C35/S6，按补偿收缩混凝土配料，具体配合比为：每1M3混凝土用料（KG）重量比“华宏”P.O42.5水泥 355KG 1.00河砂（中砂）744KG 1.98卵石（531.5MM）1057KG3.00水188KG0.53“黄腾”UNF-1高效减水剂3.55KG0.010“矾山”牌HEA膨胀剂32KG0.09从以上数据可知，混凝土的砂率较大（41.31%9%），水泥用量偏多，掺入UNF-