简析大体积混凝土裂缝的控制

2011-04-17梁文

山西建筑 2011年5期

梁文

0 引言

为确保大体积混凝土施工质量，除要满足强度等级、抗渗要求外，关键要严格控制混凝土在硬化过程中水化热引起的内外温差，防止因温度应力造成混凝土产生裂缝，本文结合厦门 H大厦地下室的工程实践(以下简称该工程)，就施工方案的选择，混凝土质量的要求，混凝土施工过程的监控，混凝土的测温监控与养护等方面作简要的分析。

1 方案选择及技术措施的控制

1)H大厦地下室为60m长×59.5m宽，接近方形设置，且上部仅为一座塔楼，若施工时设置后浇带，将一直延伸各上部塔楼结构，给上部施工带来很大的难度。同时该工程临海很近(近端小于10m)，且地下室深度9.75m～11.65m，地下水丰富，若设置后浇带不利于防水。故该工程不宜分次浇筑，留设后浇带，须一次性连续浇筑。2)该工程地下板厚 600mm，除核心筒位置Ⓓ轴，Ⓔ轴/⑥轴～⑩轴两根梁 4 000高×1 000宽外，其余地梁大多为1 650高×500宽的反梁，且地梁交叉处设置 2 400×2 400的承台。针对反梁及承台须采用吊模施工的特点，先行浇筑底板 600厚的混凝土，待混凝土初凝时终凝前接续浇筑反梁上部混凝土。3)框架及墙的施工缝设置在基础承台顶部，地下室底板仅设置水平施工缝，绝不形成垂直施工缝，以确保不形成渗漏的隐患。4)由于地下室基础面大，且不留设后浇带，须一次性连续浇捣 3 620m3的混凝土，施工难度大，根据每台输送泵约 30m3/h的产量计算，需设 4台输送泵同时施工。结合现场运输动线的特点，4台输送泵平行于市政一号路。5)地下室外墙横向分布钢筋原设计为Φ18@200，为更有效地防止温度裂缝，将其变更为 Φ16@150。

2 混凝土质量的控制

1)原材料的选择严格控制:如水泥选用三德牌P.O42.5，水泥进场后严格按规范要求检测，各检测项目合格后方可使用;碎石选用连续级配且含泥量小于 1%的碎石;砂要求级配良好的中砂，且含泥量小于2%。2)为减少水泥凝固过程的水化热，须减少水泥用量，本工程配合比的周密计算和精心选择:采用掺入粉煤灰和磨细矿粉的措施取代部分水泥，以减少水泥用量，从而降低水化热;同时掺入CEA膨胀剂及高效缓凝减水剂，这样可有效堵塞混凝土中的毛细孔道，提高混凝土的密实度，防止混凝土因后期收缩产生的收缩裂缝，从而达到补偿混凝土收缩和提高混凝土抗渗能力的效果。3)该工程正值夏季施工，采取了如下降低温度的措施:a.充分利用生产工艺条件，强调原材料夜间进仓，以降低原材料的温度，同时进场之后喷水冲洗降低温度，白天每 2 h测定一次，夜间每4 h测定一次温度，并做好记录。b.利用地下水窑储水并采用夜间进水，白天加冰块降低水温，控制水温小于 26℃，白天每小时测定一次，夜间每3 h测定一次温度，并做好记录。c.对出机混凝土进行温度监控，白天每小时测定一次，夜间每 3 h测定一次温度，并做好记录。控制混凝土出机温度 32℃，到达工地温度 34℃。4)混凝土运到现场后采取对搅拌车经常洒水降温的措施，混凝土泵管采用草袋或麻袋覆盖，并洒水降温，尽可能降低混凝土入模温度。

3 现场施工过程的监控

1)做好混凝土浇捣前的准备工作:保证基坑排水畅通、道路畅通，保证养护用水正常供应，保证电源正常供应、夜间有充足的照明设施，保证混凝土养护材料(如塑料薄膜、麻袋等)，准备好必需的测量仪器、标尺、温度计及记录表格等。2)合理安排劳动力(操作工人每台泵安排 20人，共计 160人)，对班组做好专项技术交底，明确责任分工，定岗定机，定责任区，交底好操作工艺、注意事项、质量要求等，避免人员不足或安排不均等因素产生冷缝。3)事先对所有的机具设备进行检修、检查，保证随时可以开动使用，特别是塔吊、振动棒等必须连续作业设备(如该工程现场使用16台振动棒，备用 20台)，以保证混凝土连续浇捣。4)吊模处的施工控制:在基础梁、承台、墙吊模处，混凝土的振捣顺序先下后上、分层捣好，如底板混凝土浇完8m长后，要间隔 1 h～2 h即让下部基本稳定，再行浇上层混凝土，防止由于泵送混凝土坍落度大、流动性大，而使混凝土从吊模下方冒出。5)各泵间施工区域交接处要防止漏振，接缝要及时，一般 3 h左右要完成，接缝若因机械或混凝土供应等意外情况影响，相邻泵马上调来接缝，以确保没有冷缝发生，并安排专人指挥和协调此事。6)混凝土振捣时要做到“快插慢拔，宜将振动棒上下略有抽动，以使混凝土振动均匀，每点振捣时间以 20 s～30 s为宜，但还应视混凝土表面呈水平不再显著下沉，不再出现气泡，表面以水泥浆为准;分层浇筑时振动棒应插入下层5 cm，以消除两层间的接缝，同时根据现场坍落度正确掌握振捣时间，避免过振或漏振，提倡采用二次振捣。7)为防止混凝土的收缩变形，塑性收缩裂缝发生在混凝土硬化之前仍处于塑性状态时，混凝土表面用木抹子抹面两遍，抹第二遍时要控制好混凝土表面硬度，以手指按压混凝土表面，按得动但不出现较深印痕时为最佳时间;抹完第二遍时立即覆盖塑料薄膜养护，保护混凝土免受风吹日晒。8)混凝土运到现场后须采取降温措施，对搅拌车经常洒水降温，混凝土泵管采用草袋或麻袋覆盖，洒水降温以尽可能降低混凝土入模温度。9)对进场混凝土作严格检验，由专人负责采用不定时检查的办法，检查其送料单，抽查配合比、坍落度，并做好现场见证取样和抽检工作;同时不定时地到搅拌站检查配合比情况、搅拌情况等。

4 加强混凝土的养护和测温工作

1)该工程对于厚度 1 650～1 950的桩承台，在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜，两层草袋;厚度 2 650～2 950的桩承台，在混凝土表面覆盖两层塑料薄膜，三层草袋;厚度 3 550～4 000的桩承台，在混凝土表面覆盖两层塑料薄膜和四层草袋，这样既可保温又可保湿，但覆盖的层数在养护过程中随温度监控的情况随时调整。

2)混凝土浇筑后设专人轮班浇水养护，一般情况下 2 h洒水一次，注意淋湿麻袋;在承台侧面及高的地梁侧面水分易流失，现场布设环向小的水管，并于水管上间隔30 cm～50 cm钻一小孔接通水后让其自动喷洒水至承台或地梁侧壁，使其自行浇水养护。

3)为了掌握大体积混凝土的温升和降温的变化规律，需对混凝土进行温度监控，测温点的布置须有代表性。该工程承台的不同厚度设 16个测温点，对厚承台设12个测温点，基础底板高低跨处设 4个测温点，每个测温点设下部、中部和表面 3个测温孔;测温孔采用φ48钢管，底口用钢板焊融且不能漏水，上口高出混凝土面20 cm～30 cm，底口比测温点深5 cm～10 cm。用水银温度计进行测量，温度计用细绳栓牢引到上口以外，上口用木塞塞紧(见图1，图2)。

4)为了及时控制混凝土内外两个温差，随时掌握混凝土的温度动态，在混凝土浇筑完 12 h后开始第一次测温，在 5 d内每2h测一次，5 d后每4h测一次，直至温度稳定为止;测温工作由责任心强的专人负责，并做好测温记录，同时应交技术负责人阅签作为混凝土质量控制的依据。

5)在测温过程中，当发现温度超过 25℃时，应及时向工程负责人汇报，及时加厚保温材料，以防止温差过大而产生应力裂缝;每次量测均要做好记录，并根据测量数据绘制温度曲线，作为调整养护的依据。保温养护的覆盖层数应视内表温差确定，若内表温差超过控制标准(一般不超过 25℃)，则说明保温层不足，需再加覆盖，特别是气温陡降时。