大体积筏板基础混凝土裂缝的控制

张立中，杨 毓，何 平

（1.鞍山东建工程集团有限公司，辽宁 鞍山 114005；2.营口天辅建筑工程有限公司，辽宁 营口 115000；3.沈阳北方建设股份有限公司，辽宁 沈阳 110042）

0 前言

随着城市建设的不断发展，成片的高层或超高层住宅小区建设在我们建筑施工企业承揽的项目中占比在逐年攀升，而筏板基础又是高层或超高层建筑的首选基础形式，对于高层或超高层建筑的筏板基础其断面厚度基本在1m以上，属于大体积砼施工。为保证建筑物的基本使用功能，筏板基础必须具有良好的结构性能和抗渗性能，大范围且贯通的砼裂缝即影响地下室的使用功能，又会对结构造成损害。所以确保筏板基础结构无有害裂缝则成为了施工中质量控制的关键环节。

近年来我公司承揽施工的成片高层住宅小区项目，均为深地下室筏板基础，筏板厚度在1.2m至2.0m之间，属于大体积砼施工。本文在总结实际案例的基础上，从预拌砼生产厂家、原材料、配合比、运输、搅拌、浇筑、振捣和养护等方面分析了影响砼结构裂缝的因素，并提出了一些具体可行的应对措施来确保砼满足规范要求。

1 大体积砼裂缝成因、种类及危害

1.1 大体砼裂缝成因及种类

预拌砼土主要由水泥、细骨料、粗骨料、水、外加剂（主要有减水、泵送、防水膨胀剂等）、掺合料（主要为粉煤灰和矿渣粉，其作用是降低单方水泥用量、降低水化热、改善砼和易性并提高硬化后砼的耐久性）等组成。

大体积砼结构中，由于结构截面大，水泥在水化过程中会释放大量的水化热，砼浇筑7天之内水化热值将达到最大，水泥在水化热过程中会引起温度应力和温度变形，这种变化会使砼产生大幅度的收缩，称温度收缩应力，温度收缩应力是导致砼产生裂缝的主要原因。这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种，这二种裂缝不同程度的都属于有害裂缝。

1.2 大体积砼裂缝的危害

表面裂缝是因为砼收缩产生的裂缝，在硬化后期，砼内部自由水分蒸发，就会出现干燥收缩，而表面干燥收缩快，中心干燥收缩慢，使砼表面产生拉应力，造成砼开裂。表面裂缝如果深度达到钢筋位置，钢筋与砼分离，即降低了砼对钢筋的握裹力，又使钢筋暴露在自然环境的空气中，会对钢筋造成腐蚀，减少结构的使用年限。

贯通裂缝是因为砼表面和内部的温度外低内高，在砼内部产生压应力，在表面产生拉应力，表面拉应力无限制可以扩展，内部的应力由于受结构约束限制，不能扩展，内外应力的不同步进行，拉应力一旦超过砼的抗拉强度极限，应力就在砼的内部形成裂缝，大体砼由于体量大，应力约束更大，更容易形成这种温度应力裂缝。这种裂纹往往是贯通砼结构内部，对结构造成永久性的损害，影响结构安全和使用功能，而且会引起地下室渗漏。

1.3 大体积砼裂缝控制的关键环节

为了有效地控制有害裂缝的出现和发展，从控制砼的水化升温、延缓降温速度、减小砼收缩、提高砼的极限拉伸强度、改善约束条件和设计构造等方面全面考虑，同时更应结合工程实际，采取对应的措施，从而降低或者避免影响结构安全和使用功能的有害裂缝的出现。

2 大体积砼生产过程的控制

2.1 生产厂家的控制

首先是选择合格的预拌砼生产厂家，在经常合作的砼厂家中进行考察，选择信誉好、管理好、生产体量大、实验室和搅拌站管理科学规范，有强大的技术力量，运输距离近的厂家（因长途运输造成砼坍落度损失，又不会由于交通堵塞影响砼的和易性）。

对于某个工程，必须采取“四固定”的原则即固定预拌砼的生产厂家、固定水泥厂家和品种、固定外加剂厂家和品种、固定掺和料。如需更换厂家或品种时，应重新设计砼配合比，严禁将不同厂家的水泥混装在一个水泥罐中。

2.2 原材料的控制

（1）水泥：优先选用低水化热或中水化热的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥，根据设计强度选择材料供应充分的水泥生产厂家，进行水泥对比试验，从中选择出水化热低、强度高的水泥厂家和品种。

（2）粗骨料：碎石含泥量不大于1%，选用至少三家采石场的石子，不同粒径的石子多做出几组对比试验，从中选择出级配良好的石子配制的砼。

（3）细骨料：中砂，细度模数2.80～3.00的中砂(通过0.315n筛孔的砂不少于15%)，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于1%。选用多家砂场和不同部位采集的砂做对比试验，选择中合适的砂拌制砼。

（4）掺合料粉煤灰：在掺入前应做对比试验，选择出最适宜的粉煤灰掺量，一般控制在水泥重量的10%～15%。不同批次的粉煤灰颗粒、成分均有所不同，也是影响掺量的因素，所以对每批次的粉煤灰都需要进行试验，保证砼结构强度。

（5）外加剂：预拌砼中的外加剂是砼的重要组成部分，选择质量良好的外加剂，是砼质量的根本保证。在预拌厂生产砼前，应根据砼的抗渗标号、运输距离、浇筑时间、浇筑距离等因素，选用多厂家的外加剂做对比试验，做到优中选优。对于确定使用的外加剂，一次采购足量确保在施工过程中不断档。

2.3 配合比的控制

（1）提前做好砼的试验配合比，在已经选择的各种砼组成材料后，根据有可能浇筑砼日期时的气温等各种情况，进行砼的试配，从中优选出最合理的施工配合比。

（2）施工前同设计单位协商，经设计单位同意，利用砼60天的后期强度进行配合比设计，减少水泥用量。根据试验，每增减10kg水泥，其水化热将使混凝土的温度相应升降1℃。

（3）掺加相应的缓凝型减水剂，如木质素磺酸钙（掺量为水泥重量0.25%）。

（4）选择级配良好的粗细骨料，将砂、石含泥量控制在规范允许范围内。

2.4 搅拌的控制

（1）砼搅拌也是至关重要的环境。在浇筑前，施工现场和搅拌站均应密切关注天气预报，天气炎热季节时应将水泥及粗细骨料储存在低温环境中。做好粗细骨料的含水率测试，保证搅拌用水量准确。

（2）根据天气温度浇筑时间运输距离等综合因素，计算出混凝土的出罐温度，入模温度，及时调整砼原材料的入罐温度，在天气过热时，搅拌用水调整为冰水，但水中不得含有冰块。

2.5 运输过程的控制

砼在运输过程中主要影响因素是道路塞车和到达浇筑地点由于其他因素不能立即浇筑。所以在砼运输车上必须带有缓凝减水剂，当在规定的时间段内没有到达运输地点进行浇筑时，砼就有坍落度的损失，会严重影响砼的浇筑质量。运输罐车、泵车须随车携带高效减水缓凝剂，必须与砼搅拌时使用的完全一致，由预拌厂家的技术人员对运输罐车、泵车司机进行培训，确保二次投入外加剂的操作质量。

3 现场施工的控制

3.1 大体积砼施工，应根据工程具体情况，编制技术措施。

3.2 大体积砼温度收缩应力计算是确定整体浇筑或竖向分段施工方案和制定温控技术措施的依据。一般情况下，温控指标不大于下列数值：

（1）砼浇筑块体的降温速度为1.5℃/d。

（2）砼入模温度不超过28℃，一般控制在25℃左右。

（3）砼浇筑块体的里外温差控制在25℃。

（4）砼浇筑块体在浇筑入模温度基础上的最大温升值为35℃。

3.3 砼的浇筑

（1）根据每次浇筑砼数量及基础平面尺寸，配备砼泵车及搅拌运输车，其数量应满足连续浇筑的要求，防止“冷缝”的出现。

（2）浇筑砼应连续进行，当必须间歇时，间歇时间应缩短，并应在前层砼凝结之前，将次层砼浇筑完毕。当层间间隔超过规定时，层面应按施工缝处理，并应符合下列规定：

①清除浇筑层表面上的浮浆；

②层面凿毛、均匀的漏出粗骨料；

③在上层砼浇筑之前，应用压力水冲洗表面污物。

（3）采取二次振捣法，浇筑后及时排除表面积水。

3.4 砼养护和温度控制

（1）选择较适宜的气温浇筑大体积砼，尽量避开炎热天气浇筑砼，夏季可采用低温水或冰水搅拌砼，对骨料进行预冷或对骨料进行覆盖，设置遮阳装置避免日光直晒，以降低砼拌合物的入模温度。

（2）在每次砼浇筑完毕后及时采取保温养护措施，砼上表面搭接覆盖草袋、浇水养护；砼侧面覆盖防雨布或塑料薄膜，保温保湿，在寒冷和大风季节搭设挡风设施和保温棚。覆盖层的厚度应根据温控指标的要求计算后确定。

（3）保温养护的持续时间，应根据温度应力加以控制确定，但不得少于15天。

（4）封闭与外界相连通的沟道和孔洞。

（5）在砼保温养护过程中，应对砼入模温度、砼浇筑块体的里外温差、升温曲线、降温速度及环境温度进行监测。

（6）当砼内外温差超过25℃时，应向基础内部预埋的冷却水管输入循环冷却水，降低砼水化热温度。

（7）砼浇筑温度的测试，每工作班（8h）不少于2次。

（8）浇筑块体内外温差，降温速度及环境温度的测试，每昼夜不少于8次。

（9）测温点按下列方式布置

①温度监测点的布置范围以所选砼浇筑块体平面图对称轴线半条轴线为测温区，在测温区内温度测点呈平面布置。

②在基础平面半条对称轴线上，温度监测点的点位不少于4处。

③沿砼浇筑块体厚度方向，每一点位的测点数量应不少于5点。

④砼浇筑块体的外表温度，应以混凝土外表以内50mm处的温度为准。

⑤砼浇筑块体底表面的温度，应以砼浇筑块体底表面以上50mm处的温度为准。

（10）温度计选择

由于在砼测温中，测量精度一般要求不高（±0.5℃），因此正常施工情况下均采用玻璃温度计测设砼温度。

4 施工构筑措施

（1）对大体积砼与岩石地基、基础与厚大的砼垫层之间设置滑动层，可采用平面浇沥青胶铺砂，刷热沥青、铺设卷材；在垂直面部位设置缓冲层，如铺设30～50mm厚沥青木絲板或聚苯乙烯泡沫塑料，以消除嵌固作用，释放约束应力。

（2）采用分层或分块浇筑大体积砼，水平分层厚度最大不超过300～500mm，分段长度控制在20～30m左右。

（3）改善配筋。为了保证每个浇筑层上、下均有温度筋，建议设计人员将分布筋作适当调整，温度筋最好是细而密。在截面突变和转折处，增加构造钢筋，以改善应力集中，防止裂缝出现。

5 结语

通过对预拌砼生产及施工的各个环节的有效控制，目前我公司所承揽的多项工程地下室底板均没有发生由于裂缝引起的渗漏，多项工程被评为辽宁省和鞍山市优质主体结构工程。在今后的类似工程中将继续考察探讨大体积砼施工缝的控制技术工作，不断完善施工工艺，确保大体积筏板基础砼的施工质量。

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