大体积基础混凝土裂缝控制措施

郭小龙��

【摘要】大体积混凝土裂缝控制，是建筑施工控制的关键，本文从原材料选择使用、混凝土配合比设计、施工过程及养护等方面进行监督控制，取得良好效果。

【关键词】大体积混凝土；裂缝控制；原材料；补偿收缩；抗裂构造筋

Crack Control Measures for Large Volume Foundation Concrete

Guo Xiao-long

（Xinjiang Tianqi project management consulting limited liability companyKaramayXinjiang834000）

【Abstract】Mass concrete crack control is the key to the construction control. This article has made good control effect from the selection of raw materials， concrete mix design， construction process and maintenance.

【Key words】Mass concrete；Crack control；Raw material；Compensatory shrinkage；Cracked structural tendons

大体积基础混凝土裂缝控制，是建筑施工控制的主要内容，本文通过对某办公楼工程基础大体积混凝土浇筑的实际应用，从结构构造和原材料选择使用、混凝土配合比设计、施工过程及养护措施等多方面，对其进行监督控制，并提出一些经过实践检验行之有效的控制裂缝具体方法措施。

1. 工程概况

该工程总建筑面积47 320m2，地下1层，地上13层，裙楼3层，主楼高度62.4 m，为框架剪力墙结构。基础混凝土1800 m3，主楼、裙楼部分底板厚度为800mm，核心筒底板部位局部厚为1.5m，浇筑期间气温在15～36 ℃之间。为确保混凝土工程浇筑质量，严格控制超规范允许裂缝的出现，本工程采用综合温控防裂措施，取得了较好的经济社会效益。

2. 温控防裂技术措施

（1）严格控制原材料质量：浇筑前对所有的原材料，均按有关规范抽检其质量指标。浇筑过程中，由施工单位同监理共同，不定期去搅拌站抽检商品混凝土所用各种原材料质 量及配合比例，发现问题及时纠正。

（2）按设计规定的高性能混凝土设计配合比 ：工程原设计用42.5R普通硅酸盐水泥配制C40混凝土，考虑到筏板底板大厚度达800m m，采用42.5R普通硅酸盐水泥水化热较高，而且从高性能混凝土的要求考虑，采用42.5R矿渣硅酸盐水泥可以满足强度要求，故采用42.5R矿渣硅酸盐水泥拌制混凝土，减少早期升温过快。

（3）采用补偿收缩混凝土技术：采用补偿收缩混凝土是防止有害裂缝出现的可行办法。施工人员选出相溶性优异的膨胀剂，并在掺量及膨胀率上予以充分考虑，为取得良好的防裂效果创造必要条件。

（4）增设构造钢筋防裂抗裂 ：在混凝土侧立面增设10水平防裂钢筋，使水平钢筋间距不超过100 mm。该核心筒底板周长很大，其收缩值会比较明显，因此仅靠混凝土本身抗裂是不够的。实践证明，在构造上适当增加防裂抗裂钢筋，对防止裂缝的出现起到了不可忽视的作用。

（5）采取严格的养护措施： 混凝土采用了3项养护措施：混凝土表面收光后立即覆盖一层塑料薄膜，以防止早期失水出现塑性裂缝；根据测温结果，适时在塑料薄膜上覆盖2～3层棉毡保温，同时在混凝土中部设置冷却水管降温；在塑料薄膜下适时补水，以保证水泥和膨胀剂发挥补偿收缩作用的充分条件。

3. 施工中注重的问题

3.1测温点布置：测温点布置的原则应在不同施工区段、不同标高处的混凝土温升均能得到监控。该承台混凝土的施工方案为自北向南一次连续浇筑，混凝土的初凝时间控制在8～10 h，采用4臺混凝土泵自北向南全断面推进，混凝土供应量应保证在初凝时间内，使流淌距离达11～15 m的混凝土得以振捣密实并能及时覆盖。 而测温点布置采用“V”型布置，在混凝土断面上布置3～5个温度传感器，即1.5 m厚处为3个温度传感器，保证不同施工区段、不同标高处的混凝土温升均可在显示屏上得到反映，从而及时掌握温控工作的实际，及时采取补救措施。

3.2对于混凝土内部的最高温升控制： 影响混凝土内部最高温升的主要因素：混凝土配合比中的水泥强度等级、品种和水泥用量；混凝土入模温度；混凝土浇筑厚度；混凝土内部冷却系统效率等。 方法是取两个具有代表性的点：A点靠承台北侧（800mm厚）一个点；B点为核心筒底板1.5m厚上一个点。浇筑该承台北侧（A点）时的气温为36 ℃，混凝土入模温度达29 ℃。混凝土浇筑顺序为从北向南连续浇筑，A点附近的混凝土最先完成浇筑，在较高入模温度作用下，水泥加速水化放热并在内部积聚，混凝土中心最高温度达到71.6 ℃，而1.5m厚的B点处混凝土内部最高温度只有70.1 ℃。这一现象与混凝土温升规律不相符，究其原因在于泵送商品混凝土流动性较大（出机坍落度在200 mm以上），混凝土浇筑过程中流淌距离长达11～15 m，因此在B点客观上形成了分层浇筑，从而使水泥水化热得以分层释放，避免了温峰迭加，使B点最中心高温升得以降低。

3.3关于混凝土温差控制 ：

3.3.1人们习惯性认为，大体积混凝土裂缝防治的关键在于控制混凝土内外温差小于25 ℃，最大不得超过30 ℃。但对于厚度和体量均较大，而且采取一次性连续浇筑的混凝土结构来说，在混凝土温升早期阶段，这一限定可适当放宽，这样不仅降低了施工和温控难度，而且有利于增进混凝土（掺活性矿物掺合料）早期强度，提高混凝土自身抗裂能力。 基础承台1.5m厚A点处混凝土，在浇筑后16～24 h内，混凝土中心与表面温差一度达到30.4 ℃，测温结束后检查该处混凝土均未出现裂缝。主要是由于在混凝土浇筑早期升温阶段强度较低或呈塑性状态，混凝土弹性模量很小，由变形变化引起的应力很小，温度应力可忽略不计。但在混凝土降温阶段，温差必须控制在30 ℃以内，而且降温速率不能过快，否则很容易引发温度收缩裂缝。承台处降温速率平均为1.5 ℃/d，降温速率平均为1.39 ℃/d。实践表明，养护温度越高，掺用活性矿物掺合料的结构内部混凝土强度越高。因此，承台C40混凝土14 d强度应超过标准强度的80%，由温差引起的收缩 应力远小于该龄期混凝土的抗拉强度，所以没有出现温差裂缝的产生。

3.3.2基础承台采用掺粉煤灰和膨胀剂的补偿收缩混凝土，增设了水平抗裂钢筋，从材料和构造角度提高了混凝土抗裂能力。同时采用分层浇筑，一次连续完成1800 m3混凝土的整体浇筑施工。在施工和养护期间，对全场混凝土进行了温度测控。混凝土拆膜后，侧面平整光滑，表面未出现任何有害裂缝。该承台混凝土施工实践证明：（1）采用“双掺”、补偿收缩技术和60 d甚至90 d龄期强度验收，优选配合，尽可能减少水泥用量，可以最大程度地降低混凝土温升，为混凝土防裂抗裂创造有利条件；（2）增设抗裂构造钢筋，可有效减少混凝土表面裂缝；（3）混凝土施工采用分层浇筑，可延长水泥水化放热时间，减缓混凝土降温速率，减小温度应力，有利于控制混凝土内部收缩裂缝；（4）混凝土表面及时充分补水养护是充分发挥膨胀剂效能，防止有害裂縫出现的重要条件。

3.3.3对于混凝土温差控制传统认为，大体积混凝土裂缝防治的关键在于控制混凝土内外温差小于25 ℃，最大不得超过30 ℃。但对于厚度和体量均较大，而且采取一次性连续浇筑的混凝土结构而言，在混凝土温升早期阶段，这一限定可适当放宽，这样不仅降低了施工和温控难度，而且有利于增进混凝土（掺活性矿物掺合料）早期强度，提高混凝土自身抗裂能力。 由于在混凝土浇筑早期升温阶段强度较低或呈塑性状态，混凝土弹性模量很小，由变形变化引起的应力很小，温度应力可忽略不计。但在混凝土降温阶段，温差必须控制在30 ℃以内，而且降温速率不能过快，否则很容易引发温度收缩裂缝。该承台1.5 m厚处降温速率平均为1.5 ℃/d，5 m厚处降温速率平均为1.39 ℃/d。实践表明，养护温度越高，掺用活性矿物掺合料的结构内部混凝土强度越高。因此C40混凝土14 d强度应超过标准强度的80%，由温差引起的收缩应力远小于该龄期混凝土的抗拉强度，所以没有出现温度裂缝。

4. 综上所述

基础大体积混凝土，采用掺粉煤灰和膨胀剂的补偿收缩混凝土，增设了水平抗裂钢筋，从材料和构造角度提高了混凝土抗裂能力。同时采用分层浇筑，一次连续完成基础混凝土的整体浇筑施工。在施工和养护期间，对全场混凝土进行了温度测控。混凝土拆膜后，侧面平整光滑，表面未出现任何有害裂缝。混凝土施工实践证明：（1）采用“双掺”、补偿收缩技术和60 d甚至90 d龄期强度验收，优选配合，尽可能减少水泥用量，可以最大程度地降低混凝土温升，为混凝土防裂抗裂创造有利条件；（2）增设抗裂构造钢筋，可有效减少混凝土表面裂缝；（3）混凝土施工采用分层浇筑，可延长水泥水化放热时间，减缓混凝土降温速率，减小温度应力，有利于控制混凝土内部收缩裂缝；（4）混凝土表面及时充分补水养护是充分发挥膨胀剂效能，防止有害裂缝出现的重要保证。

参考文献

[1]张宏伟.大体积混凝土裂缝控制[J].市政技术，2010（S1） .

[2]卓平立、孟宪丽.大体积设备基础混凝土施工裂缝控制[J].山西建筑，2008（31）.

[3]王宗昌《建筑工程施工全面质量控制必读》北京 中国建筑工业出版社2016，2.

[文章编号]1619-2737（2017）03-18-101

[作者简介] 郭小龙（ 1976.4-） 男，2012年中国石油大学（北京），学历：本科毕业，职称：工程师 现从事工程监理工作。