大体积混凝土基础施工及裂缝控制的研究

杨大勇　（湖北省工业建筑集团有限公司，湖北　武汉　430064）

大体积混凝土基础施工及裂缝控制的研究

杨大勇（湖北省工业建筑集团有限公司，湖北武汉430064）

大体积混凝土的施工技术要求高，尤其要防止混凝土因水化热引起的温度差产生温度应力裂缝。要从材料选择、技术措施等有关环节做好准备工作，才能保证基础底板大体积混凝土顺利圆满完成。文章以湖北能源调度大楼基础大体积混凝土为研究对象，采取合理措施以控制混凝土裂缝，实现了混凝土的体积稳定性。

大体积混凝土；裂缝控制；施工措施

0　前言

大体积混凝土结构，由于混凝土体积大，聚积在内部的水泥水化热不易散发，混凝土的内部温度将显著升高，而混凝土表面散热较快，将形成较大的内外温差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。当这种温差应力超过同期混凝土抗拉强度时，就会产生开裂，影响混凝土的质量及耐久性，对混凝土进行温度应力裂缝控制是大体积混凝土质量控制最突出的特点，如何采取科学合理的措施预防大体积混凝土开裂，一直是学术界研究的热点。

1　工程概况

湖北能源调度大楼地下结构由主楼、裙楼、地下汽车坡道连成整体，东西向长117.6m，南北向宽74.15m。采用筏板式基础，主楼筏板厚度为2900mm（电梯核心筒处筏板厚度为5900mm），裙楼底板厚度900mm，混凝土设计强度等级均为C40P8，整个基础底板面积8657.4m2，混凝土浇筑量13500m3。

2　本工程施工中采取的措施

2.1合理选择技术措施

控制搅拌混凝土出机温度和入模温度，以降低混凝土的温升，减少基础底板的内表温差。实际生产中，在不采取任何措施的情况下，混凝土出机温度将达到18℃，因此为降低混凝土的出机温度，我们采取了一系列技术措施。

①给石子堆浇水、冷却石料。

②与附近冰站联系，不断向2个80m3的水箱中加冰，保持水温度在10℃以内。采取措施后，实测混凝土平均出机温度13℃。

③工地要求混凝土入模的浇筑温度不超过16℃，为此采取措施选择气温较低时段浇混凝土。浇混凝土时自然气温10℃～15℃，实测混凝土平均入模温度15℃，达到了预期目的。

2.2合理选择混凝土浇筑施工

本工程采用分段分层顺序方式，采用赶浆法每层厚度控制在500mm以内，安排4台泵车，前面2台泵车浇下面第一层1m左右深混凝土，由于混凝土坍落度比较大，第一层混凝土有下层钢筋网。混凝土尚能按方案施工，后面2台泵车浇上面一层，当振捣器插入后，混凝土斜向流淌可达1：6～1：8自然坡度，采用分段定点一个坡度薄层浇筑，循序推进，一次到顶方法。这种方法简便，但应注意混凝土的入模及振捣以免产生离析或漏振。在每个浇筑点的前后布置二道振动器。第一道布置在混凝土卸料点，主要解决上部混凝土的捣实，因为底皮钢筋间距较密。第二道布置在混凝土坡脚处，确保下部混凝土的密实。

2.3降低大体积混凝土内的温度措施

本工程大体积混凝土施工为控制混凝土温度和收缩裂缝，在大体积混凝土中埋设冷凝管，根据图纸会审纪要要求材料为Φ32的黑铁管，分3层布设，具体见下图。

每层冷凝管其进水、出水反向交叉布设，每个进水管和出水管均设置水阀，接入进水干管和排水干管，干管选用Φ80管，同主干管相连。混凝土浇筑完毕后即可进行通水冷却。

2.4混凝土养护措施

为保证已浇筑的混凝土在规定龄期内达到设计强度的要求和耐久性，防止产生收缩和温度裂缝，必须加强对混凝土的养护。

地下室底板：在混凝土初凝后及时湿水，采取铺设一层薄膜并加盖一层草帘养护，然后在底板周边砌筑180高的档水檐通过蓄水进行养护，养护时间不低于14d。

地下室墙壁：墙壁模板拆除后，在不施工的一侧立即喷水养护，并用湿草帘覆盖，要求覆盖严密。

地下室顶板：其养护方法用薄膜覆盖并加铺一层湿草帘即可。

混凝土的养护安排专人负责，24h负责浇水，始终保持混凝土保持湿润状态。

2.5温度监测

本工程的测温采用JDC-2建筑电子测温仪进行测温，通过在混凝土内预先埋设测温导线，在混凝土浇筑完毕后即进行混凝土的测温工作，前72h按每小时观测1次，以后按每4h观测1次，一直持续10d。

测温点选择应具有代表性和可行性，一般沿浇筑的高度方向布置在底部、中部和表面，平面方向布置遵循：①能反映整个大体积混凝土的温度场及温度变化规律；②温度梯度大的区域测点布置密，反之温度梯度小的区域测点布置。根据本工程基础筏板的形状，其测点按如下布置。

测温点分别距顶面100mm，中间均匀，距离底面50mm。

测温导线同钢筋绑扎，露出板顶40cm～50cm，为防止搞错，在测点插头上用胶布标识，并编号，使测点与插头一一对应，并用塑料袋将其封闭以免受潮，影响测温数据。根据监测结果，混凝土在第3d达到升温峰值，中心最高温度60℃，平均温度50℃，内表最大温差为23℃，满足了温控要求。

3　施工准备

①针对该工程基础体积大、设计强度等级较高的特点，按照粉煤灰混凝土应用技术规范的相关规定，该工程大体积混凝土设计强度的龄期宜采用60d进行评定。

②根据工程要求及施工条件，设计混凝土配合比的目标为：拌合物进入施工现场的坍落度满足（180± 20）mm，无离析、泌水现象，和易性、可泵性能良好。硬化后混凝土的力学性能满足规定龄期的设计要求，配合比的设计有利于温度应力裂缝的控制。

③对于配合比的设计在满足混凝土和易性、力学性能和耐久性的条件下尽量使水泥用量降低至最小限度，以降低温升，减少温度应力。有资料表明，用粉煤灰取代20%的水泥可使7d内的水化热下降11%，取代30%的水泥时下降25%［1］。水胶比基本相同时，温升随水泥用量的减少 （粉煤灰掺量0～18%～30%）而下降；水泥用量基本相同（总灰量相同而粉煤灰掺量不同）时，温升随水胶比的降低而基本相同［2］。所以可采用掺高效缓凝泵送剂与需水量比较低的粉煤灰复合使用，以达到降低混凝土单方用水量、减少水泥用量、减少胶凝材料总量、降低水胶比的目的。同时，可稍微提高混凝土中的粗骨料用量，既可以降低水化热又可以抑制混凝土的变形［3］。

4　结语

本工程采用粉煤灰，一方面代替部分水泥，降低水化热，一方面改善混凝土的和易性。基础的内外温差值控制在20℃，在一定的技术措施配合下，达到了这一指标，混凝土未产生有害裂缝。基础内部预埋冷却水管，通水冷却过程中混凝土降温速率为23℃/d。总之，大体积混凝土的施工质量是一个系统化的工程，在工程设计和施工中必须通过精心策划，严格管理，合理控制施工质量，才能确保工程质量，也只有这样才可以使大体积混凝土在建筑领域的应用越来越广泛。

［1］冯乃谦.实用混凝土大全［M］.北京：科学出版社，2001.

［2］吴中伟，廉慧珍.高性能混凝土［M］.北京：中国铁道出版社，1999.

［3］尹建江.预拌混凝土质量问题及大体积混凝土施工控制［J］.混凝土，2005（2）.

TU755.7

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1007-7359（2016）04-0071-02

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.04.026

杨大勇（1982-），男，湖北荆州人，毕业于武汉轻工大学，硕士，工程师，国家注册一级建造师，主要从事工程项目管理工作。