高位转换层大体积砼预防裂缝控制措施

董传志

中图分类号：TU37 文献标识码： A 文章编号：

摘要： 现在，随着建筑高层复杂结构规模的日趋增大，在此类结构形式中大体积混凝土结构普遍存在，这样的工程条件和施工技术要求高。在施工过程中若控制不当极易产生各种结构裂缝。笔者结合相关规范文献，依据工程实际情况分析大体积混凝土裂缝的成因，并在此基础上提出相应的材料、施工、保温养护措施。

关键词：建筑高层混凝土结构 养护措施

Abstract: now, with the construction of high-rise complex structure size increases with each passing day, in the structure of the large volume concrete structure exists generally, the engineering conditions and technical requirements for construction of high. In the construction process to control was not easy to produce a variety of structural crack. According to relevant specification document, according to the engineering practice analysis of causes of cracks in mass concrete, and puts forward the material, construction, maintenance measures.

Key words: Construction of high-rise concrete structure maintenance measures

工程概况：青岛海景（国际）大酒店位于青岛市"石老人国家旅游度假区"，总建筑面积130161.7㎡。项目由地下三层、地上三层裙楼和两幢二十二层的主楼组成，其中一座主楼为豪华五星级酒店，另一座为产权式公寓酒店.

工程特点：青岛海景大酒店产权式公寓酒店工程建筑面积54984.9平方米，建筑高度为95.30米；整体结构体系为部分框支剪力墙结构；工程4层以下为钢筋混凝土框架剪力墙结构；4层及以上为剪力墙结构；3层楼面至4层楼面结构为框支转换层。

转换层结构复杂，施工体量大，如何在施工中预防控制大体积混凝土裂缝成为施工过程中一个非常重要的课题。

分析大体积砼裂缝产生原因

大体积混凝土在施工阶段之所以会产生裂缝，是其内外矛盾发展的结果。一方面由于水泥水化热引起的结构内外温差过大而产生的温度应力和温度变形，另一方面，结构物的内外约束要阻止这种变形。混凝土在硬化过程中，一旦温度应力超过混凝土所能承受的拉应力极限时，就会出现裂缝。

大体积混凝土原材料选择、配比

本工程采用预拌商品混凝土，严格按设计要求提前委托实验室设计混凝土配合比，针对大体积混凝土施工的特点，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，填加相关外加剂。

1、水泥的选用：选用山水集团青岛水泥厂的水化热低的42.5Mpa的矿渣硅酸盐水泥，该水泥导温效果好，对防止混凝土收缩裂缝有利。降低水泥的用量，使用水化热相应降低；

2、骨料：粗细骨料不得含有有机杂质，粗骨料选用5—20mm粒径碎石，连续级配，含泥量不大于1%，细骨料选用中砂，含泥量要小于2%，控制最佳空隙率以减少泌水。

3、掺加粉煤灰，为了减少水泥的用量，可掺入水泥用量10%的粉煤灰取代水泥，粉煤[]灰不得超过《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥、粉煤灰质硅酸盐水泥》(GB1344-85)

所规定的最高限量。选用青岛电厂Ⅱ级优质粉煤灰，要求主要性能指标应符合以下：

细度：0.080MM方孔筛余量不大于8%

烧失量：不大于8%

三氧化硫：不大于3%

4、掺加外加剂

为了满足和易性和减缓水泥早期水化热发热量的要求，宜在混凝土中掺入适量的缓凝性减水剂。减少水的用量，使混凝土缓凝推迟水化热峰值的出现，使升温延长，降低水化热峰值，使混凝土表面温度峰值梯度减小。在转换层大体积混凝土加入的主要是木质素磺酸钙(又称M型减水剂)，在保持混凝土配合比不变情况下，掺与水泥质量0.2%~0.3%的M型减水剂可使坍落度提高10㎜左右；保持混凝土的抗压强度和坍落度不变，一般可节约水泥8%~10%；保持混凝土坍落度和水泥用量不变，其减水率为10%左右，抗压强度提高10%~15%。

本工程的具体施工措施

如何降低混凝土内部中心最高温度以及如何控制好混凝土内外温差是施工的关键。

1、施工中采取技术措施。

选择较适宜的气温浇筑大体积混凝土，尽量避开较热天气浇筑混凝土。对骨料进行护盖、设置遮阳装置避免日光直晒，以降到混凝土拌合物的入模温度。

在混凝土浇筑之后，做好混凝土的保温保湿养护，缓缓降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力，白天应注意避免暴晒，注意保湿，夜间应采取措施保温覆盖，以免发生急剧的温度梯度发生。

2、设备、施工人员安排和混凝土供应

考虑到本次大体积混凝土工程施工的艰巨性和困难性，本次施工安排施工管理人员8名，实验员2名，技术资料员2名，混凝土工人50人分2个班组倒换。本工程混凝土采用予拌商品混凝土，计划由青岛东岩商砼搅拌站供应，混凝土搅拌车不低于12辆，商品砼厂家距离工地现场较近，现场设专人24小时联系混凝土，门口设专人指挥砼搅拌车进出，接泵管工人8人。

3、现场平面布置及浇筑方案

为保证转换层大体积混凝土施工质量，将整个转换层按后浇带和施工缝位置划分为三个段。2-8轴至2-11轴部分→2-5轴至2-8轴部分→2-1轴至2-5轴部分。每段浇注混凝土约1000 m3，每段混凝土输送泵考虑二台地泵，一台浇注，一台备用，使用布料机。

4、混凝土的浇筑

（1）、浇筑方法：

转换层的竖向结构和水平结构分开浇筑，先竖向的柱墙结构，后水平结构(梁、等板)。转换层梁混凝土的浇注方向应从梁两侧向梁中浇注混凝土，由梁中间向两端依次浇筑。转换梁、板混凝土采用“一个坡度，薄层浇筑，一坡到底，循序渐进”的原则，先从转换层一段（2-11轴/2-8轴/2-5轴）按照不大于50CM的厚度分层连续浇筑。一方面，这样浇筑加大了混凝土部分工作面的面积，有利于混凝土部分水化热排出，另一方面，也有利于降低混凝土浇筑时模板的侧压力。

（2）、混凝土的振捣

浇筑带的前后布置两道振捣器，振捣棒必须插入下层内50-100mm，使层间不形成混凝土缝，结合紧密成为一体，防止出现冷缝。浇筑后的混凝土，必须在界限以前给予二次振捣，以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋处形成的水分与空隙，提高混凝土与钢筋的握裹力，防止因混凝土沉落形成的裂缝，减少内部微裂，提高混凝土的抗压强度，从而提高抗裂性。

（3）、编制混凝土应急预案.

与商品混凝土厂家进行沟通协调，确保商品混凝土厂家及时供应商品混凝土，当出现突发事件由能够有备用厂家提供商品混凝土；同时由商品混凝土厂家确定两条以上送商品混凝土的路线，即使交通堵车也能够不影响施工。租用1台90KW的发电机以防突然停电。

四、大体积混凝土保温养护措施

1、测温目的：大体积砼浇筑完毕，只是大体积砼施工的初步成功，如何防止浇筑后的砼在养护期间发生裂缝，尤其是深层裂缝，是大体积砼施工一个极为关键的问题。对浇筑后的砼进行测温监控，随时掌握砼的温度变化动态，并以此来指导砼的养护工作，使养护工作更加科学有效，即实行“信息化”施工。

（2）大体积混凝土热工计算

混凝土浇筑温度：因是商品砼，从出厂到工地需1小时，混凝土浇筑温度按日平均温度27°C考虑。混凝土绝热温升：3d时水化热最大，计算3d时的绝热温升，水泥按42.5矿渣水泥考虑，mc=350kg/m3(按照每立方米砼水泥305 kg考虑)、Q=405KJ/kg、c=0.97 KJ/kg.K、β=2400kg/m3。

3d最大水化热绝热温升值

Tmax=350*405/(0.97*2400)=60.89°C

3d混凝土内部实际最高温度

Tmax=T。+T（t）ξ 查表得ξ=0.36

所以Tmax=27+60.89*0.36=48.92°C

混凝土表面温度Tb(t)=Ta+(4/H2)h'' (H-h'')△T(t)

混凝土表面采用棉毡保温养护，则传热系数为12.7

h''=Kλ/β=0.666*2.33/12.7=0.12m

混凝土计算高度H=h+ 2h''=0.95+2*0.12=1.19m

大气平均温度Ta按照27°C考虑

△T(t)=48.92-27=21.92°C

混凝土表面温度为：Tb(3)=27+（4/1.192）*0.12*（1.19-0.12）*21.92=34.95°C

混凝土内部温度与表面温度之差：

48.92-34.95=13.97<25°C

混凝土表面温度与大气温度之差

34.95-27=7.95<20°C

结论：混凝土内外温差未超出25°C的温差规定。

(3)测温仪器

大体积混凝土测温采用JDC-2 型便携式建筑电子测温仪，该仪器可直观、准确、快捷地数字显示被测温度。在浇筑混凝土时，将绑好测温线的支承物植入混凝土中，温度传感器处于测温点位置，插头留在混凝土外面并用塑料袋罩好，避免潮湿，保持清洁。

（4）测温

测温点的布置必须有代表性和可比性。对每一组测点，沿深度方向布置上、中、下三个传感器，上传感器距离表面10cm，中传感器居中，下传感器距离梁底10cm。混凝土入时模应测定一次温度，开始时因水泥的水化反应不激烈，升温不明显，头几次可每4h测一次，当混凝土内部有明显升温时，应改为2h测一次。一般到第3天末达到最高温度，以后即逐步降低，底板厚度越大，中心温度下降越缓慢，到第6天后可改为4h测一次，一般到第10天左右混凝土中心温度与次表面温度之差不可能超过25℃了，同时应测大气温度，需控制混凝土表面温度与大气温度之差小于20℃。测温期间，每班应安排2名测温人员，认真做好测温记录。在测温过程中，当发现温差超过25℃时，应及时加强保温或延缓拆除保温材料，以防止混凝土产生温差应力和裂缝。

五、施工体会

对超厚大体积混凝土，国内较普遍采用冷却循环水等措施。进早开始施工的技术准备，经过精心计算、配比后，取得了很好的效果，降低了施工成本。因此合理、科学的配合比是取得成功的关键之一。大体积混凝土施工，养护工作同样重要;保湿是前提，控制降温速度是关键。良好的施工组织是混凝土浇筑质量的保证，必须保证大体积混凝土连续浇筑，避免冷缝的出现，施工组织必须高效有序，包括人、材、机方方面面的管理。