谈房建基础大体积混凝土裂缝控制措施

贾磊峰

(中铁十二局集团建筑安装工程有限公司，山西太原 030024)

0 引言

目前我国对于大体积混凝土的研究比较少，并且主要是对基础大体积混凝土物理力学性质、温度变形、温度应力的计算与研究［1］，而对基础大体积混凝土从原材料的控制、施工预控措施等方面对裂缝的控制的研究相对更少。由于大体积混凝土施工条件复杂，影响因素和制约条件比较多，所选用的原材料、施工工艺、施工环境气候都相同的条件下，有的开裂，有的不开裂，这是什么原因造成的，其需要控制的主要因素是什么，逐一分析比较困难。因此，大体积混凝土施工不单纯是结构理论问题，而是集结构受力分析、原材料物理性质、构造措施、施工工艺及外界环境影响等因素的综合性问题。需要在理论和实践中进行大量研究总结，来推动我国基础大体积混凝土技术的发展。

1 控制混凝土温度

在施工过程中，混凝土自身温度与外界环境存在温差，不可能做到绝热状态，所以在浇筑混凝土时一定与外界环境发生热交换，从而改变混凝土的热能。混凝土的开裂主要是由温度和温度应力造成。混凝土内部温度是由水泥水化热产生的热量、浇筑温度及浇筑后与外界环境的热交换三部分组成。

1．1 降低骨料温度

混凝土在拌合的过程中，水泥发生水化反应会放出大量热，在拌合前对粗骨料、细骨料、水进行预冷却，可以消减混凝土内部水化热峰值及表面温差，这样可以减小温度变形和温度应力。混凝土在拌合时选用小冰块或冰屑，并且保证在搅拌过程中能全部融化，以免当冰融化后形成气泡空洞，影响浇筑质量。但是水所占热容量的百分比不大，难以满足要求。这时对粗骨料、细骨料进行处理，在料场上方搭设遮阳棚，把骨料堆增高，以及在拌合前喷水降温。各种原材料的降温效果见表1。

表1 各种原材料降温效果

1．2 控制入模温度

混凝土的入模温度与出机温度、运输工具、运距、转运次数及施工气候有关。为了降低入模温度需要对每个环节进行控制，另外在夏季施工时应避开中午气温高的时间段。在入模时，加强通风，加快热量散失，并做好表面隔热措施，铺一些稻草或麻袋，实时洒水，减小内外温差。

1．3 控制浇筑温度

浇筑温度是混凝土在振捣以后位于表面50 mm～100 mm的温度，避免大体积混凝土开裂的最重要因素之一就是控制浇筑温度［2］。在常温下浇筑大体积混凝土，浇筑温度每降低6℃，混凝土的最大温升值将降低3℃。另外外界环境气温对浇筑温度也有影响，我国GB 50204-92规范规定外界环境温度应为5℃ ～28℃，湿度应以保持混凝土表面潮湿为宜，可铺一些稻草或麻袋，实时洒水，确保混凝土表面潮湿。

若大体积混凝土浇筑温度为14℃时，第一个24 h内，水泥水化热将是7 d全部热量的43%，若浇筑温度为30℃，则第一个24 h内，水泥水化热将是7 d全部热量的62．5%，大大的减少了混凝土最高温度时间，同时减少散热时间，不利于混凝土降低温度。

1．4 加强保温措施

对浇筑后的混凝土进行表面保温，以控制内外温差在规范规定的25℃以内，减少内约束力，从而避免大体积混凝土表面裂缝的产生。保温材料可以选择导热系数小，价格便宜，易于操作的材料，比如麻袋、木屑、草帘等。大量的工程实践中，基础大体积混凝土的外模可以用砖墙砌筑，外面抹一层砂浆，混凝土浇筑后可以回填土。对于表面保温措施，夏季施工可以采用一层塑料+10 mm厚海绵(1层～2层)进行保温，待终凝后再覆盖一层塑料防止低温雨水渗透影响保温效果［3］。冬季施工可以采用一层塑料+10 mm厚海绵+一层草帘或岩棉被+一层塑料，起到保温作用［4］。

2 合理的构造措施和施工工艺

2．1 合理配筋

混凝土结构的抗拉裂能力主要取决于混凝土的极限拉伸力。而极限拉伸力由混凝土的抗拉强度和配筋率决定。在基础大体积混凝土结构中，合理配筋，提高构造筋配筋率可以增强抗裂能力，控制裂缝的开展，减少混凝土开裂的可能性［5］。比如，混凝土底板和墙板厚度在20 cm～60 cm，可适当采用构造筋，起到温度筋的作用，配筋应采用小直径、小间距，直径为8～16，间距为100 mm～150 mm，按全截面对称配制，来增强抗裂能力。当基础结构比较厚时，构造筋应分散配制，配筋率应控制在0．3%～0．5%之间。

2．2 设置应力缓冲层

国外对于应力缓冲层研究比较早，在20世纪80年代，日本学者就提出在高、低板交接处、底板地梁处，用30 mm～50 mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料作垂直隔层，来缓冲基础间收缩产生的侧向压力［6］。

2．3 设置后浇带

对于大体积混凝土施工，通过采取分层、错层、分块的施工方法，可以减小混凝土内部约束作用，合理设置水平或竖向施工缝，并在适当的位置设置施工后浇带，来确保混凝土自由收缩并释放温度应力［7］。后浇带在现浇混凝土中可采用临时留设温度与收缩变形缝，在施工时一般会保留至少40 d时间，在此期间早期温差及30%以上的收缩已经完成。最后用膨胀混凝土将结构浇筑在一起。后浇带一般可分为平接式、T接式、企口式。留设的间距一般为20 m～30 m，宽度可取0．7 m～1 m，当地上和地下结构为整体式混凝土结构时，后浇带应贯通，并且钢筋不应断开［8］。

2．4 二次投料和二次振捣

二次投料水泥裹砂法，就是将制成的水泥浆搅拌1 min，然后再加粗骨料和细骨料搅拌成混凝土，通过这种方法可以改善混凝土内部结构，减少离析现象，节约水泥20%或提高混凝土强度15%。

二次振捣即在混凝土达到初凝之前进行二次振捣，来排除混凝土中的水分和空隙，提高水平钢筋的握裹力，竖向钢筋的抗拔力，增加密实性，减少混凝土内部裂缝。现场实践证明二次振捣可以增加1/3水平筋握裹力，100%竖向筋抗拔力，28 d混凝土抗压强度提高10%～15%。二次振捣的关键在于振捣时间的掌握，应根据水泥品种、水灰比、外界环境气候等多种因素决定。一般控制在1 h～3 h以内。

3 结语

对于大体积混凝土裂缝的控制，应从源头开始，比如原材料降温、入模温度和浇筑温度等，从分析中可以得出，首先应选用冰屑，然后就是对骨料进行降温处理。另外还需要采取一些构造措施和施工工艺，比如合理配筋、二次振捣。另外对不同季节大体积混凝土施工应采取不同的措施，针对夏季和冬季给出不同的保温措施。

［1］ 杨和礼．原材料对基础大体积混凝土裂缝影响与控制［D］．武汉:武汉大学博士论文，2004．

［2］ Cooling and Insulating System for Mass concrete．ACI committee207．

［3］ 于海山，吴金林．大体积混凝土施工中的技术处理［J］．铁道建筑，1996(10):27-28．

［4］ 孙柏峰．大体积混凝土浇筑后裂缝控制及降温保温工艺探讨［J］．安徽建筑，2004(7):41-42．

［5］ 龚振斌．岭澳核电站底板混凝土的裂缝控制及处理［J］．建筑技术，2004(4):55-57．

［6］ 刘海卿，姜 山．大体积混凝土超强应力缓冲槽养护法［J］．阜新矿业学院学报，1997(5):33-34．

［7］ 吴纪宁，宫 鸣．大体积混凝土后浇带施工技术［J］．建筑技术，2003(1):90-91．

［8］ 沈 刚，毕守一．混凝土后浇带工程中几个问题浅议和建议［J］．安徽建筑，2002(S1):47-49．