大体积承台混凝土施工的裂缝控制措施

王伟铭

厦门海投建设监理咨询有限公司（361026）

大体积承台混凝土施工的裂缝控制措施

王伟铭

厦门海投建设监理咨询有限公司（361026）

以厦门市海沧天源B地块工程地下室底板大体积承台混凝土施工为例，介绍了大体积承台混凝土产生裂缝的主要成因，对混凝土原材料的选择、控制混凝土内外温差、制订养护方案、减少混凝土的收缩变形等大体积承台混凝土裂缝的控制措施作了探析。

大体积承台混凝土；裂缝成因；控制措施

1 工程概况

厦门市海沧天源B地块位于海沧区体育中心北侧，地下一层，地上由3幢30～33层主楼及5幢别墅组成，其中3幢主楼采用框架－剪力墙结构，总建筑面积82 348.57 m2。地下室底板及承台采用密实抗渗C40混凝土，抗渗等级P6。本工程的地下室底板承台中厚度大于2.4 m的共6个。这里介绍其中一个大型承台CT-209，该承台位于3#楼地下室底板，面积为1 784.9 m2，厚度为2.8 m，混凝土方量为4 997.7 m3。混凝土施工时间在1月，平均气温15℃，最高气温达18℃。

2 大体积承台混凝土裂缝产生的原因

2.1 水泥的水化热

水泥在水化过程中要产生大量的热量，由于大体积混凝土截面厚度大，水化热聚集在内部结构不易散发，所以导致了大量的热量聚集，引起了急剧温升，该部分热量是大体积承台混凝土内部热量的主要来源。内部的温度变化，导致了混凝土内部产生温度应力，当温度应力大于混凝土本身的抗拉强度时就会产生裂缝，这是大体积承台混凝土产生裂缝的最主要成因。

2.2 外界温度变化

大体积承台混凝土在施工期间，混凝土内部温度取决于浇筑温度、水泥水化温度及散热温度。当外界温度骤然变化（特别是骤然下降）时，就会迅速增加大体积混凝土内外温差，产生较大的温度应力，造成大体积承台混凝土出现裂缝。

2.3 混凝土的收缩变形

混凝土的拌合水中，只有约20%是水泥水化所需要的，其余80%都被蒸发。这部分蒸发的水是引起混凝土收缩的主要原因之一。当收缩变形受到约束时，就会因收缩应力而产生收缩裂缝。

3 控制大体积承台混凝土裂缝的技术措施

3.1 混凝土原材料的选择

本工程地下室底板大体积承台混凝土原材料的选择要求是：既要保证设计强度，又要大幅度降低水化热;既要使混凝土具有良好的和易性、可泵性，又要降低水泥和水的用量。

混凝土的热量主要来自水泥水化热，因而选用低水化热的矿渣硅酸盐水泥配制混凝土；精心设计混凝土配合比，采用掺加粉煤灰和减水剂的“双掺”技术，减少每m3混凝土中的水泥用量，以达到降低水化热的目的。

本工程选用水化热低的42.5R矿渣水泥，水泥用量为302 kg/m3。采用Ⅰ级粉煤灰，掺量为水泥用量的15%。掺加水泥用量10%的SY-K抗裂防水剂。采用粒径较大，级配良好的粗骨料，选用中粗砂，改善混凝土的和易性,并充分利用混凝土的后期强度，减小骨料的表面积，从而减少水泥用量及用水量。

3.2 控制混凝土内外温差，制订养护方案

1）混凝土内外温差计算

混凝土内外温差即混凝土内部最高温度与混凝土表面温度之差。结合本工程大体积承台CT-209，通过理论计算公式：Tm(T)-Tb(T)=15.549℃，计算得知混凝土内外温差小于25℃，采用20 mm厚草袋保温可以满足要求。

2）设置冷却水管

由于大体积承台CT-209体积、面积相对较大，为了确保混凝土内外温差能够控制在25℃以内，在该承台内预设蛇形冷却水管，强制降低混凝土水化热温度：冷却水管为φ32 mm的薄壁钢管，按照蛇形布置（如图1）。每层冷却水管间距为1 m，同一层每根水管间距为1 m，外侧水管距混凝土承台外边缘距离按0.5 m控制。

图1 承台CT-209循环冷却水管布置

3）混凝土温度监测

混凝土原材料确定后，需通过下列温控指标来复核温控效果：

混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于50℃，混凝土浇筑块体的里表温差（不含混凝土收缩的当量温度）不宜大于25℃，混凝土块体的降温速率不宜大于为2.0℃/d。

混凝土测温采用小型电子测温仪测定，浇筑混凝土时事先在每个预定测温点上、中、下布置热敏电阻测温探头，并留出线头，编号记录。测温点承台平面布置和测温点探头承台剖面布置如图2所示。

图2 测温点探头剖面布置图

测温要求测混凝土的入模温度，测大气温度,混凝土表面温度，混凝土上部、中部及下部温度，测温时间不少于30 d，并作好测温记录。本工程承台混凝土浇筑后，通过埋设在承台中心的测温点（B点）,实测出该测温点每日温度情况（见表1）。

根据测温结果，绘制承台中心B点测温点的温度－时间曲线（见图3），可以准确地知道承台内温度变化情况。如发现混凝土内外温差大于25℃，应立即采取有效的措施，如增加表面保温层厚度。

表1 B测温点每日温度升降表

图3 承台中心B测温点的温度-时间曲线

4）制订养护方案

混凝土养护时，混凝土表面覆盖一层塑料薄膜和两层草袋（厚度约20 mm）进行养护。塑料薄膜和草袋要覆盖严实，以防混凝土暴露，这样能有效地保持混凝土表面的水分和温度，使混凝土始终处于保温保湿养护中，从而控制混凝土内外温差小于25℃，防止混凝土内部裂缝的产生。

3.3 减少混凝土的收缩变形

要控制好混凝土的出机温度（不高于28℃）。混凝土的出机温度通常用降低温来控制，水温温度达不到要求时就需加入冰块，以降低水温。搅拌站砂、石堆场要设有遮阳棚，以降低骨料的温度。散装水泥需提前储备,避免新出厂水泥温度过高。

合理安排施工工序。混凝土采用斜面分层浇筑法，均匀上升，以便散热，减少阳光照射，降低混凝土的温升值,缩小混凝土的内外温差及温度应力。

3）加强大体积承台混凝土的养护。蓄水养护不少于7天，然后用洒水继续养护不少于7天，使混凝土表面缓慢冷却。

4 工程效果

采用了上述措施进行施工，在混凝土内部温度稳定后拆除养护材料及模板经仔细观察，该工程底板大体积承台混凝土表面未发现有任何裂缝和渗漏现象。

5 结语

大体积承台混凝土在目前的高层建筑工程中被广泛应用，占有着日益重要的位置，因此如何防止大体积承台混凝土产生裂缝成为越来越重要的研究课题。针对大体积承台混凝土裂缝产生的主要原因，对症下药制定出合理的控制措施并结合工程的实际特点灵活的操作，就能有效地防止大体积承台混凝土产生裂缝，确保工程的质量。

[1]对大体积混凝土抗裂施工技术的探讨[J].城市经济,2011 (7).

[2]浅谈大体积混凝土裂缝产生的原因及其预防控制措施[J].科技促进发展,2008(07).