大体积混凝土施工裂缝控制技术应用实例

大体积混凝土施工裂缝控制技术应用实例[摘要]本文从工程实例出发，介绍了通过多种技术措施相结合，控制大体积混凝土裂缝开展的方法，对大体积混凝土施工具有一定指导意义；工程实践中采集了一些数据，为裂缝控制理论提供了基础资料。[关键词]大体积混凝土裂缝控制数据分析[正文]北京海晟金地花园北区工程地下室筏板基础平面4000m2，板厚平均1.2m，混凝土标号C35（导墙C45、加强带C45、C50），抗渗等级S8，混凝土总体积约5000m3，属于大体积混凝土，因此，裂缝控制成为基础施工的质量控制关键。本工程通过多种手段相结合，对大体积混凝土裂缝进行了控制，取得了良好的效果。大体积混凝土裂缝控制的主要措施一般有控制混凝土温升、降低浇灌入模温度、延缓升温和降温速度、改善边界约束条件、加强混凝土温度控制和管理、提高混凝土早期强度和极限拉伸强度等方面。本工程主要在控制混凝土温升、改善边界约束条件和加强施工温度控制几个方面采取了措施，具体措施如下：一、控制混凝土温升控制混凝土温升主要从控制混凝土原材料和混凝土浇筑两个方面着手。1、原材料：本工程选用低热矿渣硅酸盐水泥，掺加GBS-A液体高效减水剂、UEA膨胀剂等外加剂，粗骨料选用粒径不大于25mm的碎石、细骨料选用二区中砂、高掺粉煤灰（一级粉煤灰，严格控制细度、标准稠度和烧失量）等措施，减少单方水泥用量。通过与商品混凝土搅拌站密切配合，优选配合比，以提高混凝土密实性和抗拉强度，减少空隙率和收缩。选用配合比如下表所示：筏板混凝土配合比表（C35P8）水泥水砂石粉煤灰膨胀剂外加剂315175732109760337.82、混凝土浇筑：浇筑采用“一个坡度、层层浇筑、一次到顶”的方法。根据混凝土泵送时形成的坡度，在上层与下层布置两道振捣点。第一道布置在混凝土卸料点，主要解决上部振实；第二道布置在混凝土坡角处，确保下部混凝土的密实。先振捣料口处混凝土，以形成自然流淌坡度，然后全面振捣。为提高混凝土的极限拉伸强度，防止因混凝土沉落而出现裂缝，减少内部微裂，提高混凝土密实度，还采取二次振捣法。在振捣棒拨出时混凝土仍能自行闭合而不会在混凝土中留孔洞，这时是施加二次振捣的合适时机。由于泵送混凝土表面水泥较厚，在浇筑两小时至六小时后，先用长刮尺按标高刮平，然后用木抹反复搓压数遍，使其表面密实，在初凝前用磨光机压光，这样既能较好地控制混凝土表面龟裂，又能减少混凝土表面水分散发。二、改善边界约束条件在满足设计工艺、结构构造、施工工期和质量要求的前提下，根据结构设置后浇带，将整个筏板基础分为八大块，以减少每次浇筑体积、面积和发热量。其中，每次浇筑混凝土体积最大为1027m3，最少为280m3；分块浇筑时间依据工期和施工工艺需要相互错开，最短时间间隔为2d，最长间隔为14d。三、加强施工的温度控制和管理测温点的布置根据本工程底板特点，测温点选在平面1/8范围内有代表性的地梁、电梯井、积水坑侧壁、主楼与地下汽车库底板高差部位，分上、中、下三层布置，每层布置15个测温点，三层共计45个测温点；混凝土表面布置8个测温点；大气中布置1个测温点；合计54个测温点。测温点的埋设与处理本工程采用JDC-2型建筑电子测温仪，先将φ35镀锌钢管底部用海绵条封堵，按设定标高焊接在粗钢筋上。测温结束后，管内用膨胀水泥浆封堵，管头用钢板满焊并刷防锈漆。测温混凝土入模前须测定混凝土入模温度。自混凝土入模至混凝土浇捣完毕起7d内每2小时测温一次；自第8天至第14天，每4小时测温一次，直至停止测温。每次测温，都应做好书面记录，并检查混凝土表面是否缺水以及保温层是否覆盖严密。每测温一次，及时计算出混凝土中部与下部、中部与上部以及混凝土表面与大气温度之间的温差，以调整养护条件，使温差保持在25℃以内。养护本工程采用综合蓄热法保温养护，养护原则为升温阶段阻止混凝土表面热量散失，减小混凝土内部与表面温差以减小温度应力；降温阶段减慢混凝土降温速度，避免产生收缩裂缝。具体措施为当混凝土面踩上无脚印，薄膜覆盖不会影响混凝土表观质量时，在混凝土上洒薄薄的一层水，然后在混凝土上覆盖塑料薄膜，再加盖保温草帘。其中在集水坑、电梯基坑，基础梁部位采用一层塑料薄膜加两层草袋一层塑料薄膜，草袋上下错开，搭接压紧，交接处包裹。墙柱插筋处用麻袋卷成条状进行覆盖。混凝土侧面的保温容易被人忽视，本工程采用两层草袋进行覆盖。混凝土温度变化情况及应对措施选取混凝土一次浇筑体积最大、底板厚度最大的块体进行分析，混凝土入模温度24.4℃，大气温度13.9℃，温差10.5℃。混凝土体积1027m3，24小时内一次浇筑完成，抹平压光后开始覆盖一层塑料薄膜，一层草袋，这时混凝土内部升温幅度为每小时0.5～1℃。混凝土入模81小时时，混凝土内部升温达到最高值49.6℃（取中心位置点的中心温度平均值），这一温度持续2天后开始缓慢下降，混凝土入模第12天，温度降到20度以下，接近大气温度，停止测温并分3天掀去草袋、薄膜。在积水坑侧壁、主楼与地下汽车库底板等截面或高差变化较大部位，升温和降温阶段均出现温度跳跃现象，升了降，降了升，反复多次才趋于稳定，“升温——峰值——持续——降温”的规律不是很明显。针对温度升降局部变化大、反复无常部位，采取增加一层草袋覆盖的方法进行保温养护。温度理论峰值的实测比较及分析大体积混凝土施工混凝土内部升温公式：TMAX=Tj+0.83×CQ/cp+F/50=18+315×303/0.96×2450+60/50=59.8℃。TMAX—混凝土内部最高升温值；Tj——混凝土的浇筑温度（℃）,取18℃；C——每立方米混凝土水泥用量（kg）315kg；Q——每千克水泥水化热量，取303kJ/kg；c——混凝土的热比，取0.96（KJ/kg×K）；p——混凝土的质量密度，取2450kg/m3；F——单方粉煤灰用量。实测温度峰值49.6℃，与理论峰值相差10.2℃，计算理论峰值比实测值相对较高。分析原因，可能是由于选用矿渣水泥及高掺粉煤灰，减少了水泥水化热，也延缓了温度峰值到达的时间；通过分段分块进行施工，减少了每次浇筑体积和面积，利用浇筑层面散热，也有效地释放了水化热，削减了温度应力。另一方面也可能是目前国内关于大体积混凝土原材料质量控制及施工技术水平都有了较大提高，而大体积混凝土的有关计算早期从苏联引入，很多系数在建国初期进行设定后一直没有过修订，传统的计算参数值的选取仅考虑与混凝土厚度、龄期有关，其他因素考虑不足，这样不能客观的反映混凝土温度的真实变化曲线。技术实施效果筏板基础混凝土施工完一天内表面出现细微裂纹，宽约0.1mm，经14天养护裂纹消失，各部位温差均能控制在25℃范围内，重点需注意温度变化梯度，混凝土养护完毕无结构裂缝，经多次防水效果检查均无渗漏，效果良好。目前，该基础已通过地勘、设计及质监站等单位验收，并通过了北京市结构“长城杯”专家评审组初审和复审。结语大体积混凝土施工温度及裂缝控制技术是信息化施工管理的重要手段，随着建设的发展，大体积混凝土施工已越来越多，掌握大体积混凝土测温