高层建筑厚板基础大体积混凝土裂缝的防治

2011-04-10郭心平

河南建材 2011年4期

田华，郭心平

河南省第一建筑工程集团有限责任公司（450014）

在湿陷性黄土地基上建造的高层建筑,除采取措施消除地基湿陷性外，往往设计采用厚实的钢筋混凝土筏板基础，施工中如果不采取有效的措施,基础底板将有可能由于各种原因产生裂缝，影响结构的整体性并造成地下水渗漏，给整个工程带来严重的危害。因此，研究防止此类大体积混凝土裂缝的控制技术是非常重要的。本文结合高层建筑的施工管理的实践，就大体积混凝土裂缝的预防措施进行探讨。

1 高层建筑厚板基础大体积混凝土常见裂缝

1.1 贯穿性裂缝

这种裂缝表象特征是由交界面向上延伸,靠近基底最大而在上部较小，此类裂缝破坏结构的整体性、耐久性、防水性和稳定性等，危害极其严重。

1.2 表面裂缝

这种裂缝一般产生较早，多呈不规则形状，深度较浅，属表面性质。但表面裂缝易产生应力集中，能促使裂缝进一步开展。

2 防止混凝土裂缝的措施

2.1 降低混凝土发热量

1）采用低水化热的水泥品种

在施工过程中我们可在保证混凝土强度的前提下尽量减少水泥用量，并宜优先选用水化热低、凝结时间较长的矿渣硅酸盐水泥，以减少水泥水化热，降低混凝土温度。在选择大体积混凝土所用水泥时,应当把混凝土的绝热温升和抗拉强度结合起来同时考虑。因为水化热小的水泥强度发展缓慢，对防止混凝土开裂有一定的影响。

2）掺加适量粉煤灰

混凝土中掺加适量粉煤灰不仅可以代替部分水泥，减少水泥用量以削减水化热产生的高温峰值,同时粉煤灰能够改善混凝土的和易性，增加混凝土的粘性,减少离析和泌水，延长凝结时间，降低混凝土水化热反应。粉煤灰最大掺量因水泥品种不同而不同，一般可取代10%～30%的水泥，但混凝土中水泥用量应不少于300 kg/m3。

3）掺加缓凝减水剂或早强减水剂

施工中经常应用掺加外加剂来改善水泥特性。对于大体积混凝土主要掺加缓凝减水剂或早强减水剂来提高混凝土早期强度，同等强度下减少用水量和水泥用量，延长混凝土达到最高温度的时间，同时可减少干缩。一般来说，掺减水剂的混凝土早期温度较低。

4）采用较大粒径的粗细骨料

实践表明,采用较大粒径的骨料配制同样强度的混凝土，在水灰比相同的条件下水泥用量可减少40～50 kg,用水量也会相对减少。如混凝土配制时采用细度模数较大的粗砂较采用细砂水泥用量及单位用水量都会减少,可以有效降低混凝土内部温升。在实践中，我们在厚大无筋或疏筋的大体积混凝土基础中,掺加混凝土体积20%以下的符合规范要求的块石来吸热，可节省混凝土，降低混凝土水化热。

5）用低流动性混凝土

在施工技术允许的情况下尽可能用低坍落度混凝土(泵送混凝土坍落度一般选择8～18 cm),同时，严格控制水灰比，尽量减少单位体积混凝土的用水量。

2.2 有效降低大体积混凝土成型时的温度

1）注意浇筑时间

可利用低温季节或环境气温较低的晚上、早晨浇筑混凝土。

2）降低砂、石子温度

将骨料堆放在凉棚内，避免阳光直射，或喷水冷却集料。

3）搅拌时加冰拌和

采用冷却水或加冰拌和混凝土能有效降低混凝土入模温度。用冰片代替部分水是一种常用方法(最大用量可达用水量的60%),但要注意在拌和终了前所使用的冰必须全部融化。

4）分块分层浇筑

混凝土结构平面尺寸越大约束也越大，将大体积混凝土结构划分为若干块浇筑，可降低约束，但要注意避免断面的突然变化。采取分层浇筑，每层20～30cm，减缓浇筑速度，利用层面的散热来降低混凝土温度。分块分层浇筑有利于降低混凝土最高温度和内外温度差。同时减少约束，但浇筑过程较长，不利于工期控制。

2.3 有效降低混凝土的内部温度

基础大体积混凝土施工前进行降温管设计，水管一般采用Ф25 mm的薄钢管，管距1～1.5m。在混凝土施工时将管预埋，利用管中循环冷水来降低混凝土内部的温度。冷却时间一般为浇筑开始初期的5～l0 d。

通水持续时间应足以保证混凝土第2次温升小于最高温度和避免出现大的温度梯度。水管系统要经过试压不漏水检测，确保模板安拆时不致中断水管冷却活动。在降温过程中要经常测定混凝土内外温度和水温,观察温度变化情况，作好记录。

2.4 充分利用混凝土的后期强度

有关数据表明，每立方米混凝土水泥用量每增加l0 kg，水泥水化热将使混凝土内部温度上升1℃,为了减少混凝土表面温度裂缝，降低单位体积水泥用量，可根据结构物在施工过程中的承载时间要求,充分利用混凝土在一定养护条件下随时间的推移其强度继续增长的这一特性,适当减少混凝土水泥用量，对控制混凝土内部温升十分有利。

实践表明,高层建筑厚板基础大体积混凝土只要采取温差和温度应力双控制措施,裂缝是可以有效进行预防的。但有一点值得注意,在混凝土浇筑前应考察混凝土输送泵的实际泵送能力，选用较好的泵机，并了解天气变化情况，尽量避开雨天和高温时间施工。