大体积基础筏板砼温度裂缝控制要点

关键词：大体积基础筏板砼；温差裂缝；原因；措施制定；质量控制 

　　1 概述 

　　随着我国社会主义建设的不断发展，出现了大量的高层建筑及大型地下室工程，在这些结构中，大体积混凝土基础筏板被广泛应用。我公司开发的星洲映像小区为高层框剪住宅结构，其中：11#房建筑面积28000平方米，地上15层（底层架空、层高5.2m），地下一层。其中地下室面积为2000平方米，基础筏板厚度为1.8米，筏板混凝土体积3600立方米。该工程施工正直7月份炎热天气，按照施工规范规定，必须采用相应的技术措施，妥善处理内外温差，合理解决温度应力并控制混凝土裂缝。与一般筏板基础相比，该工程混凝土体积较大且施工期间外部温度较高，为此公司由我负责组织技术部门和监理部及施工项目部，对具体原因及措施进行探讨。 

　　2 原因分析及计算 

　　2.1 产生原因和特征 

　　砼温度裂缝产生的主要原因是：水泥水化过程中产生大量的热量，从而使混凝土温度升高，通常升高40℃左右。由于砼的导热性能差，其外部的水化热量散失较快，而积聚在结构内部的水化热则不易散失，形成温度梯度，造成温度变形和应力，温度应力和温差成正比，温差越大，温度应力越大。当这种温度应力超过混凝土的内外约束应力时，就会给工程带来不同程度的裂缝。这种裂缝的特点是裂缝出现在浇筑后的3-5天，初期出现的裂缝很细，随着时间的发展而继续扩大，甚至达到贯穿的情况。 

　　2.2 影响因素分析及计算 

　　能够深刻了解大体积砼中温度变化所引起的应力状态对结构的影响，认识温度应力的一系列特点，掌握温度应力的变化规律，了解大体积砼温度裂缝产生的机理，对于制定有效的施工方案，保证施工质量能起到至关重要的作用。 

　　2.2.1影响因素分析 

　　对于大体积混凝土，形成的温度应力与其结构尺寸相关，在一定尺寸范围内混凝土结构尺寸越大，温度应力越大，因而引起裂缝的可能性也越大，这就是大体积混凝土易产生温度裂缝的主要原因。 

　　同时混凝土凝结产生温度应力与水泥品种及配比用量有关，不同品种水泥水化时产生热量大不相同，大体积混凝土宜采用低热水泥。单位体积混凝土配比水泥用量越大，水化热越大，产生应力越大，产生裂缝的可能性越大。 

　　 2.2.2 砼浇筑前的裂缝控制计算： 

　　 在大体积砼浇筑前，应先根据砼的配合比和施工条件，计算水泥水化热的绝热最高温升值、各龄期的收缩变形值等数值，然后通过计算，估算出可能产生的最大温度收缩应力，如超出砼各龄期的极限抗拉强度，则必须采取调整砼入模温度、降低水化热温升值等措施来降低温度收缩应力，保证其应力值小于砼各龄期的极限抗拉强度。 

　　砼的水化热的绝热最高温升值：（1） 

　　 T（t）——砼浇筑完t段时间，砼的绝热温升值；C——每立方米砼的水泥用量；Q——单位水泥水化热，Q=375kj/kgc——砼的热比，一般由0.92~1.00；ρ——砼的质量密度，取2400kg/m3；e——常数，取2.718；m——与水泥品种、浇筑时与温度有关的经验系数，一般为0.2~0.4；——砼浇筑后至计算时的天数。 

　　通过估算该基础混凝土在浇筑后3天达到温度峰值，温峰持续7-8小时后开始下降，初期降温速度较快，以后降温速度逐渐减慢，至15-20天后降温平缓，温度趋于准稳定状态。内部最高温度约为71℃左右。收缩应力可能会超过同期抗拉极限强度，存在很大的产生裂缝的危险，所以必须采取措施控制温差裂缝的产生。 

　　3 措施制定及施工质量控制 

　　3.1 优化混凝土配合比，严格控制混凝土质量 

　　在基础筏板混凝土施工过程中，对控制裂缝，配合比设计是关键的。工程实践表明，合理的配合比设计可有效的减少水化热，降低绝热温升，因此，我们提前通知了商品混凝土公司，要求其提前二个月对配合比进行设计，按照规范，大体积混凝土按照60天强度设计。具体要求如下： 

　　 3.1.1 水泥品种选择和用量控制： 

　　 大体积筏板混凝土引起裂缝的主要原因是水泥水化热的大量积聚，使混凝土出现早期升温和后期降温，产生内部和表面的温差。减少温差的措施是选用中热硅酸盐水泥和低热矿渣硅酸盐水泥。对水泥用量应严格控制，在保证混凝土质量前提下，将水泥用量控制在424公斤/立方米。 

　　 3.1.2 掺加掺合料： 

　　 掺入适量的粉煤灰，在保证混凝土强度的前提下尽可能减少水泥用量，降低水化热峰值及推迟水化热峰值的出现，通过做绝热温升试验，优选混凝土配合比。 

　　 3.1.3 控制砼坍落度： 

　　 积极与商品砼生产厂家加强联系，根据运输路线的情况，控制好坍落度，施工现场做好到场砼坍落度的抽查工作，严禁在施工现场随意加水的做法，将施工现场的砼坍落度严格控制在设计范围之内。 

　　 3.2 控制砼的入模温度 

　　 砼的入模温度的高低对于砼早期温度的产生和发展有着很大的影响，入模温度过高会导致砼内部升温过高，与外界和表面温差过大，从而大大增加砼表面产生温度裂缝的机率。入模温度过低会严重影响砼强度、特别是早期强度的正常增长，从而影响结构的使用。现该工程施工处在高温季节，我们采用掺入冷水的办法，将砼的入模温度控制在15~20℃之间，以延缓砼水化热峰值的出现。 

　　 3.3 改善约束条件，减少温度应力 

　　 3.3.1 采取分层分段的浇筑方式，通过合理设置施工缝或后浇带，以减小砼的相对体量，放松约束程度，减小每次浇筑体量的蓄热量，防止水化热积聚过多，以减小温度应力的积聚。 

　　 3.3.2 适当掺入钢纤维或杜拉纤维等材料，采用二次振捣法等积极有效的措施，提高砼的密实度和极限拉伸强度，提高砼的抗裂缝能力。 

　　 3.3.3 在结构截面突变或转折处，底板与墙体转折处，孔洞转角等处设置必要的温度配筋和构造配筋，以改善应力集中，防止裂缝出现。 

　　 3.4 加强现场浇筑质量控制 

　　 在浇筑时，督促施工人员分层浇捣，严格控制分层厚度，及时移动泵管，尤其在浇捣过程中要根据混凝土泵送时自然形成的流淌坡度，沿坡度步设好振捣棒，确保各部位混凝土振捣密实，振捣时，振捣棒应直上直下，快插慢拔，插点均匀，防止混凝土离析和漏振。 

　　 3.5加强混凝土的养护和测温工作 

　　 3.5.1 对于筏板基础砼应在砼终凝后覆盖薄膜，其上再覆盖一层麻袋进行养护。 

　　 3.5.2 对砼内外温度进行有效地测控，可以及时掌握砼内外温度产生和发展的情况，如发现问题可及时采取有效措施进行处理，从而保证砼内外温差在规范允许范围内。 

　　 事先在图纸上划好各测温点，准备细铜管在砼底部、中间和表面适当位置预留测温孔，安排专人用温度计直接测温并记录。 

　　 如发现内外温差超出规范允许，则必须采取措施控制混凝土内外温差。具体做法为在砼浇筑前在构件中埋入循环水管，砼浇筑完毕后及时通过水泵压入冷水并使之在砼内部形成循环，迅速带走水泥水化产生的部分热量，降低构件内外温差。现行规范规定应将砼内外温差控制在25℃之内，基面温度和基底温度差控制在20℃之内。 

　　 4实施效果及总结 

　　 在此次大体积筏板基础混凝土施工过程中，由于分析准确、计算精准、事先准备充分和现场施工组织严密，没有出现有害的温度裂缝，效果良好，保证了工程质量。 

　　 总之，通过严密的事前预控，完善的过程监控，就完全能够将大体积砼的内外温差控制在规范允许范围之内，避免大体积砼温度裂缝的产生。 

　　 参考文献： 

　　 [1] GB50204-2002，混凝土结构工程施工及验收规范[S]。 

　　 [2] 张兰顺。大体积混凝土施工温度的控制[J]。山西建筑。 

　　 [3] 王铁梦。工程结构裂缝控制[M]。中国建筑工业出版社。 

　　 [4] 赵志缙，赵帆。混凝土泵送施工技术[M]。中国建筑工业出版社。