混凝土裂缝控制设计案例分析

张志伟

摘  要：大体积混凝土一般来说是指是指实心最小横截面没有超过1m的此类混凝土构件。大体积混凝土具有外表面系数不大的性质，集中释放水泥的热量以及混凝土的内部温升也非常快。所以当混凝土的内部和外部温度明显相差很多，混凝土在内外温度不同的情况下就会发生形状的改变，这样会对建筑物的常规运转和结构安全造成影响。本文详细的讲述了大体积混凝土的开裂是因为什么，从相关的资料，设计和施工等不同的几个方面提出了管控措施，还增添了实例进行讲解。

关键词：大体积混凝土施工;裂缝;温度应力;测温

一.裂缝形成分析概述

混凝土结构裂缝能够以下数种不一样的类型进行分类：由于干燥收缩，弯曲剪切力和其他外部载荷引起的裂缝，温度裂缝引起的裂缝以及混凝土本身的收缩造成的裂缝。因为水泥使用量大而且大体积混凝土结构截面不小，浇筑后，水泥将释放非常多的热量以提高混凝土的温度。 由于混凝土体积不小且导热系数不怎么好，散热少，导致混凝土水化内部的水化热较难下降温度而外部的冷却速度相比较要快。按照热胀冷缩这个原理，结构自身的束缚是因为建筑体积的温度和应力两个因素发生改变导致的。在受拉应力比混凝土抗拉强度大的这种情况就会一种情况：裂开缝隙。

因此，有必要从两个不同的方面对大体积混凝土的开裂进行控制。 首先，提高我国混凝土的抗拉强度，让强度变得很大，至于针对企业多种不同影响因素所造成的裂缝，就需要进行让它变小，其次把温度应力控制在足够小的情况，让它始终比混凝土的拉力小。

二.混凝土裂缝控制设计案例分析

2.1工程概况

设该工程总建筑面积26543㎡，地下四层，四周均为城市道路。基础部分的厚度不超过2000mm，独立基础部分的厚度不超过1200mm。 C40S8防水混凝土用于混凝土。底板分为四个结构部分。最大混凝土体积为1500平方米。

大型混凝土项目都是商业混凝土。根据结构特点和混凝土用量的分布，结合挂车的输送能力，一般在挂车和汽车泵的配合下完成浇筑。泵管在顶部用架子管加固，并在塔式起重机上调平。

由于施工场地不大，施工现场的混凝土罐车不能错开，停滞时间很长。因此，在混凝土浇筑施工中，需要安排合理的布置，并应安排指定人员引导车辆进出，以确保混凝土浇筑不间断。

從建筑原料，配合比，水灰比，可加工性，坍落度，运输，浇筑，振动，固化到商业混凝土的施工接缝等步骤，均按施工标准的严格规范来进行要求操作，以确保混凝土的施工质量。

在混凝土施工过程中，采用散热，保温和温度监测等方法控制混凝土的加热和冷却速度，以防止底板出现温度裂缝和强烈的温度应力这种不好的情况。

根据施工过程和进度安排，混凝土浇筑应尽可能不打扰人民。在方便的施工和良好的交通条件允许下，相关行业的领导和施工人员都应及时跟进工作，与各方共同协调工作。

2.2控制手段

1.混凝土原材料预控

2.在选择混凝土原料水泥时，需要各种证书，例如产品认证证书，工厂检查报告，重新检查报告以及《混凝土结构工程施工质量验收标准》 GB50204-的所有要求。 ..需要2002。用于地板混凝土的水泥强度等级应至少为42.5 MPa。同时，由于对耐用性的设计要求，基底部的最小水泥含量必须大于275 Kg / m3的最大水水泥。该比例不应超过0.55，最大氯离子含量不应超过0.2%，最大碱含量不应超过3.0 Kg / m3。使用了高质量的普通波特兰水泥（P.O42.5），其质量必须符合当前的国家标准“普通波特兰水泥”（GB175）。

3.与混凝土混合的粉煤灰等级至少高于2级，其质量必须符合现行国家标准“水泥和混凝土中使用的粉煤灰” GB1596-2005的相关规定。混合物的含量需要通过实验确定，并且该含量优选小于20%。

4.建议使用具有高抗压强度的粗骨料。粒径范围为5至40毫米，最大粒径应为泵送过程中输送管直径的1/4。对于所有要求，根据当前国家标准“普通混凝土”，“碎石或小卵石的质量标准和检验方法”（JGJ53），石头的泥浆含量不得超过1%。

5.最好使用中型粗砂，其他要求必须满足当前国家标准“普通混凝土砂的质量标准和检验方法”（JGJ52）的标准。

6.最好将混凝土与饮用水混合，以符合当前国家标准“混凝土搅拌水”（JGJ63）的要求。

7.延迟复合高性能减水剂的添加延长了水化热的释放时间，减少了水泥的用量，降低了混凝土的峰值温度，减缓了峰值的出现。

8.同时，需要添加经UEA建设部批准的混凝土膨松剂。同时，制造商需要提供技术质量保证。添加剂的剂量也需要由设计单位和制造商的技术人员协商确定。，并且应亲自指导制造商的技术人员。建造。

2.3 大体积混凝土裂缝预控计算

为了使目标温度保持在可控范围内，有必要计算大体积混凝土的温度。建筑温度的计算方法如下：

混凝土搅拌比（搅拌站提供的28天混凝土强度等级满足图纸要求C40S8）：水泥：293Kg / m3;沙土：728Kg / m3;石材：1027Kg / m3;水：175Kg / m3;

添加剂高效膨松剂：13.1Kg / m3;膨松剂：26Kg / m3;

粉煤灰：50Kg / m3高炉矿渣粉：50Kg / m3

温度：18°C混凝土入口温度：20°C

由于地下第二部分的浇筑面积最大，混凝土用量最大，因此在第二部分中进行计算：初始维护方法：在下面铺一层塑料布并进行绝缘顶部还有一个两层的草编袋用于维护。

（1）最大绝热温升：Th=mc×Q/c×ρ×（1-e-mt）=47.2℃

（2）混凝土中心计算温度：T1（t） =Tj+Th×ξ（t）=50.7℃

（3）混凝土表面温度：T2（t） =Tq+4×h’（H-h’）〔T1（t）-Tq〕/H2=42.4℃

（4）混凝土的平均温度：Tm（t）=（T1（t）+ T2（t））/2 = 46.5℃。通过计算混凝土×表面温度与中心温度之差：50.7-42.4 = 8.3℃，该标准由所需代码指定。

（5）应力：σ= E（t））×α×ΔT×S（t）×R /1-ν= 1.497N / mm2 <ft = 1.80N / mm2

（6）安全系数：K = ft /σmax= 1.80 / 1.497 =1.20≥1.15安全储备符合规范中指定的标准。在混凝土施工阶段，根据施工过程中的气温和混凝土侵入温度及时进行测算和控制计算，整个施工过程都在可控范围内。

2.4 混凝土运输量的计算

放置混凝土时，层厚度范围为400毫米至500毫米。要开始下部混凝土层的初始设置，需要浇筑上部混凝土层。按一层厚度计算，混凝土浇筑厚度为0.5 m。根据基础板，根据该标准计算基础板第二段的最大混凝土浇筑量，根据位置的混凝土最大厚度不超过2400mm;

当每层分别浇筑时，每层的最大混凝土用量为：

37.2×5×2.4 = 446.4立方米;

考虑到外加剂的调整，混凝土的初始凝固时间不应少于8小时。由于道路运输时间和人为因素等多种原因，需要以5小时为单位进行计算。必须满足最小运输量;446.4 / 5 = 89.28立方米/小时

计算的实际排量：

HBT80型混凝土泵的理想最大输出为80m3，因为项目的实际条件（例如混凝土的可使用性，坍落度和天气变化）将极大地影响混凝土泵的实际输出。计算如下：

Q1 = Qmax×α1×η= 80×0.85×0.7 = 47.6m3;

施工中使用了两个混凝土泵。在这种情况下，泵送力为95.2 m3> 89.28m3;

因此，选择两台HBT80混凝土泵即可满足施工要求。同时，为了避免发生事故，有必要在现场安装备用的HBT80混凝土泵或汽车泵。

计算所需的混凝土运输车辆的数量：

N1 = Q1 /（60V1）×（60×L1 / S0 + T1）= 15.8单位;

因此，至少需要32辆运输卡车来浇筑这部分混凝土，以确保混凝土的供应。浇筑和振捣要求：

在每个流段连续浇筑混凝土，必要时应尽可能缩短。上部混凝土要求在初始凝固下部混凝土之前先浇注混凝土。

浇筑混凝土时，目的是避免混凝土分离。从料斗和泵管中排出混凝土时，其自由浇筑高度应小于2m。当超过时，需要使用串联缸或溜槽从排出口掉下。浇筑层之间的自由倾角高度不能大于1.5m，浇筑混凝土时不能与模板直接碰撞。

浇筑混凝土时，需要指定人员观察模板，并注意模板，托架，钢筋，预埋件，预留孔和钢保护层的状况。当发生变形和位移时，应立即终止浇筑，并应在初始凝固之前对浇筑的混凝土进行修补和完善。

選择30或50个插入式振动器时，应将它们快速插入并缓慢拉出。插入点呈梅花状分布，应按顺序进行，不能忘记。移动距离应小于振动棒作用半径的1.5倍。振动时，混凝土表面应有漂浮的泥浆，不得有气泡或下沉。使用快速插入和缓慢拉动分层振动的振动方法。振动上层时，插入5厘米的下一层混凝土，以使两层之间的接缝消失。

混凝土浇筑采用浆液分层分段浇筑的方法，使底板的一侧振动，并逐步向前推进。台阶的长度应小于5000mm，分层推铸件的厚度应在400mm至500mm之间，并且应同时振动和压实。首先从水槽底部倒水，比水槽模板下方的开口高50-100mm，然后倒入平板。泵送的混凝土流会自动生成一个坡度，该坡度需要在1：5左右。当坑底的混凝土尚未开始凝固时，将其倒在坑的侧面。在浇注坑侧面时，应将物料均匀地布置在坑侧面附近，以防止混凝土一侧的挤压改变模板或钢筋在坑侧面上的位置。

混凝土的初始凝固时间应超过8h（已在商业混凝土供应合同中确定），并且在下部混凝土尚未开始凝固时，需要在1h内浇筑上部混凝土。

混凝土浇筑的方向遵循先建造深底板然后建造浅基础的方法。混凝土浇筑过程中会产生渗出，使混凝土表面的水泥砂浆层容易过厚，导致混凝土各部位强度不一致，导致收缩裂缝。在浇筑阶段需要进行准时处理。在施工过程中，渗水会从钢筋与浇筑后区域的模板之间的缝隙流到浇筑后区域的区域。出血水应沿浇筑后的传送带排入收集井，并需要将其排出。

坑附近的防水导壁的混凝土需要用工具铲入模板，并且泵管不能直接排到外面。泵车的进给速度需要根据建筑工作表面所需的速度进行更改。另外，必须控制浇筑混凝土的温度以尽可能降低最大温升。

每个泵至少需要2个振动器。输送到基坑的混凝土需要及时振动和压实，并且禁止泄漏或过度振动。

混凝土浇筑高度的控制采用拉线的方法。垫子表面用4米长的刮刀压平，并用木制的刮刀压平。当混凝土尚未开始凝固时，应大力刷洗表面层，并且纹理应均匀且笔直。

结论

受施工阶段多个方面都会影响施工质量，全部阶段的工作需要员工们仔细研讨研究和积极主动的配合，结合影响质量的原因，做到先前准备，事中控制和事后解决。 需要控制举措，加强前期控制以提升管理人员的综合素质来适应不断变化的建筑市场。

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