论基础大体积混凝土施工及温度裂缝控制
关键词：基础大体积混凝土,施工,温度裂缝
大体积砼具有形体庞大、混凝土数量较多、工程条件复杂、施工技术和质量要求高、混凝土绝热温升高和收缩等特点。大体积混凝土经常出现的问题不是力学上的结构强度，而是混凝土的裂缝。如何防止大体积砼的开裂，在施工组织和施工技术上采取必要的措施是值得研究与探讨的话题。
1、基础大体积混凝土施工中常见的问题表现
1.1砼强度级别高，收缩变形大
混凝土体积越大，水泥总用量相对大，水泥水化产生的热量越不易散发，温升越高，引起的体积变化也越大。大体积混凝土浇注后，内部温度远较外部高，形成较高的温差，造成内涨外缩，使构件表面产生很大拉应力以至开裂。对于大体积砼施工阶段来说，由于温度变形而引起的裂缝，可称为“初始裂缝”或“早期裂缝”。
1.2受约束，产生拉应力裂缝
体积变化受约束会产生内应力。约束条件有两种，即外约束和内约束。外约束是指结构物的边界条件，一般指基础或其他外界因素对结构物的约束，水泥水化后期，散发热量大于放热量，构件温度降低，体积收缩，受边界条件约束，产生拉应力。如现在比较常见的地下室桶式结构、剪力墙结构受基础约束明显。内约束是由于内部水泥水化热不易散发，表面则易于散发，内部体积膨胀，表面则体积收缩(特别是遇气温骤降或过水)，受内部约束，产生拉应力。这时产生的一般是表面裂缝。
1.3抗拉能力低，产生裂缝
混凝土是脆性材料，抗压能力较高，抗拉能力较低。抗拉强度仅为抗压强度的1/10左右;极限拉伸也很小，通常不足1×10-4.大体积混凝土温度变形受约束时产生的拉应变(或拉应力)很容易超过极限拉伸(或抗拉强度)而产生裂缝。大体积混凝土结构设计中，通常要求不出现拉应力或只出现很小的拉应力，但施工中，大体积混凝土结构由于温度的变化而产生很大的拉应力，要把这种温度变化所引起的拉应力限制在允许范围以内是非常困难的。
2、基础大体积混凝土施工方法
工程实践中，某桥梁基础为桩基承台结构，其中一种类型承台高度达4.5m，单个承台混凝土浇筑量达155m3。由于厚度较大，混凝土浇筑方量较大，为了防止出现混凝土温度裂缝，采取了分层浇筑留水平施工缝的方法，减少混凝土一次浇筑量。施工安排第一次混凝土浇捣厚度为2.5m，待混凝土初凝后在其表面注水20cm养护3天;然后再浇捣剩余部分，浇捣厚度2m。由于混凝土分层浇捣，分层面间隔时间超过混凝土的初凝时间的，在下层分层面预留Φ16钢筋，水平间隔40cm，伸入上、下各50cm;地梁与地梁分层面采用Φ12钢筋，水平钢筋为50cm，伸入上、下各30cm。
3、预防控制温度裂缝的技术措施
3、1材料选择与质量要求
(1)水泥。施工中应选用水化热较低的水泥以及尽量降低单位水泥用量(每减少10kg水泥，降低温度1℃)。本工程由于货源限制选用525号普通砼酸盐水泥。(2)粗细骨料。粗骨料选用5～40mm单粒级卵石。细骨料采用中粗砂，其细度模数为218.降低混凝土的干缩。(3)混合料及外加剂。混凝土中掺入水泥重量0.25%左右的木质素磺酸钙，可明显延缓水化热释放的速度，推迟水化热峰值的出现;同时可减少10%拌和用水，节约水泥，降低水化热。混凝土中掺入适量粉煤灰，不仅改善混凝土的工作度，减少混凝土的用水量，减少泌水和离析现象;同时代替部分水泥，减少水化热。掺入适量UEA膨胀剂，有效地补偿混凝土干缩冷缩，增加密实性，提高抗渗能力。
3、2混凝土配合比与浇筑
根据选用的材料，确定混凝土配合比，采用塔吊运输，混凝土坍落度控制在3～5cm;C35PS8混凝土配合比(kg/m3)参考可为水泥：黄砂：石子：水=330：771：1087：173.混凝土浇筑采用斜面一次浇筑，分层厚度为43cm左右，在斜面下层混凝土未初凝时(初凝时间为3h左右)进行上层混凝土浇筑，在不同部位用3台振动棒分上、中、下3个层次，采用循环推进，一次到顶的办法，以消除冷凝，增强混凝土的密实性，保证防水质量。
3、3保证养护质量与混凝土测温
大体积混凝土必须根据强度等级、现场条件及施工季节合理选用养护措施，高层建筑基础多采用覆盖保温保湿养护，混凝土终凝后要及时覆盖严密，不能出现混凝土外露现象，覆盖层厚度由温度计算确定。一般工程通过热工计算，确定覆盖一层塑料薄膜、数层麻袋保温保湿养护，混凝土内部预埋热电偶测温，测温点被覆盖12h后即开始测温。
掌握大体积混凝土的温度变化规律，及时了解温差对大体积混凝土质量的影响，采取常规测温技术，对底板混凝土的上、中、下进行布点观测，以便采取相应的技术措施，防止混凝土开裂。有效控制温差梯度，要符合《混凝土工程施工及验收规范》(GB50204-92)中混凝土表面和内部温差“不宜超过25℃”的要求。
总之，大体积砼裂缝是大体量混凝土水泥水化热所产生的温度、收缩变形导致的裂缝，必须控制这种裂缝现浇混凝土结构。
参考文献
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