谈筏板基础混凝土施工裂缝的控制

赵 丽 棠

(山西宏厦建筑工程第三有限公司，山西 阳泉 045000)

·施工技术·

谈筏板基础混凝土施工裂缝的控制

赵 丽 棠

(山西宏厦建筑工程第三有限公司，山西 阳泉 045000)

通过分析筏板基础混凝土施工裂缝产生的原因，从如何减小混凝土的温度应力、提高混凝土的极限抗拉强度和做好混凝土施工养护过程的温度控制等方面采取了预防措施，以有效控制筏板基础混凝土的施工裂缝。

基础混凝土裂缝，原因，水化热，温差控制

0 引言

进入21世纪以来，随着建筑施工技术的快速发展，工程建设的规模越来越大型化，筏板基础的厚度也越来越厚，混凝土的方量由几百立方米逐渐增大到上万立方米，成为典型的大体积混凝土结构类型之一，它特有的温度裂缝——表面裂缝和贯穿性裂缝，在不同程度上，均属有害裂缝，它可以引起钢筋的锈蚀，混凝土的炭化，进而影响混凝土的耐久性和抗渗性。因此，温度裂缝成为我们筏板基础施工过程中的重点控制对象。

1 筏板基础混凝土产生裂缝的原因

1)大体积混凝土的定义：我国行业规范GB 50496-2009大体积混凝土施工规范中认为：混凝土结构物实体几何尺寸不小于1 m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土，就称之为大体积混凝土。

2)大体积混凝土的特点：结构体工程量大；工程施工条件复杂；大体积混凝土产生的水化热散发困难；对裂缝控制要求高。

3)温度裂缝产生的主要原因：筏板基础的大体积混凝土结构的厚、大外形尺寸和超大含量水泥成分，导致了混凝土在成型过程中，内部产生了巨大的水泥水化热，混凝土的内部中心温升随厚度的不同，可达到30 ℃～80 ℃左右。混凝土为热的不良导体，其内部的热量难以散发，在内部形成很大的压应力，而混凝土的表面，受环境温度的影响，下降较快，形成了温度梯度，表面产生拉应力，当拉应力超过此时混凝土的抗拉强度，就会产生表面裂缝。随着混凝土内部温度达到温升峰值后，温度开始缓慢下降，若降温速率大于2 ℃/d时，会引起混凝土内部的收缩变形，加上混凝土失水引起的体积收缩变形，受到外界条件(如地基)的约束，产生拉应力，当此拉应力超过此时混凝土的抗拉强度时，会产生贯通整个截面的贯穿性裂缝。

2 筏板基础混凝土裂缝的控制措施

1)施工准备阶段，根据所施工地区的原材料情况、施工地的环境温度情况和当地的施工经验，初步估算混凝土的最大温升来指导筏板基础混凝土的施工。若基础厚度不大于1.6 m，可采取降低水泥的水化热、降低混凝土的入模温度、采取保湿保温养护等措施来控制混凝土的裂缝，反之，须进行测温来控制混凝土的裂缝。以入模温度为基础，混凝土中心的最大温升值不宜大于50 ℃。混凝土中心最高温度的公式为：

Tmax=T0+ξ(t)×W×Q/(C×ρ)。

其中，Tmax为混凝土中心最高温度，℃；T0为混凝土的入模温度；ξ(t)为t龄期混凝土的降温系数；Q为胶凝材料水化热总量；W为每立方米混凝土的胶凝材料用量，kg/m3；C为混凝土的比热，kJ/(kg·℃)；ρ为混凝土的密度，kg/m3。

2)降低混凝土温度应力的措施。

a.降低水泥水化热。选用中、低水化热水泥：制备大体积混凝土优先选用中、低水化热水泥，水泥3 d的水化热小于240 kJ/kg，7 d的水化热小于270 kJ/kg，对于体量超大的混凝土可采用定制水泥以解决水化热的问题。

减小水灰比：减小水灰比可提高混凝土的抗拉强度和极限拉伸值，因此，混凝土的水灰比不宜大于0.55，用水量不宜大于175 kg/m3。

降低大体积混凝土中的水泥含量：根据实践经验，水泥每增减10 kg/m3，混凝土的水化热温升将升降1 ℃，因此，减少大体积混凝土中水泥的用量，合理采用后期强度(60 d或90 d)作为混凝土强度评定、验收的依据，采用后期强度时，龄期应该经过设计单位确认。

采用双掺技术：在采用中、低水化热水泥以及混凝土后期强度的基础上，通过掺加粉煤灰、矿粉的双掺技术可大幅减少水泥，通过经验证明，同等体量和同等条件的大体积混凝土浇筑，采用双掺技术的其内部温升可以降低15 ℃左右。

预埋降温水管：基础内部预先设置降温水管，通入循环冷却水，以降低混凝土内部水化热的温升。

掺加高性能减水剂：大量的施工经验证明，混凝土配合比中掺加聚羧酸类高效减水剂，可以大幅度减少混凝土的收缩，有效控制混凝土的裂缝，从而增强了混凝土的耐久性，还可以减少混凝土中水泥的用量，这一新技术的推广应用是混凝土裂缝控制的发展方向。

b.降低混凝土的入模温度。选择适合的气温浇筑混凝土，是一条既能保证混凝土的施工质量，又能降低成本的有效措施。最适宜的气温为日平均5 ℃～10 ℃。炎热天气施工时，需对原材料和混凝土的运输工具采取降温措施，以降低混凝土的拌合温度和入模温度，混凝土的入模温度不大于30 ℃。

c.改善约束条件。对超长筏板基础混凝土的施工，可采取设置变形缝、后浇带或分仓法施工。

在遇有约束作用较大的岩石类地基或较厚的混凝土垫层时，可在基础的底面加设滑动层，如刷热沥青或铺卷材；在垂直面、键槽部位设置缓冲层，如聚苯乙烯泡沫板。

3)提高混凝土抗拉强度。

a.提高混凝土密实度：严格控制粗骨料的级配和含泥量，采取

二次投料、二次振捣、二次压光法，通过提高混凝土密实度来提高混凝土的抗拉强度。

b.设置温度配筋：设置温度配筋，保证每个浇筑层上下均有温度筋，通常选用Φ8@150双向配筋，以增强抵抗温度应力的能力。

4)混凝土施工养护过程的温度控制。

a.测温点的布置：宜选择具有代表性和对称形的两个半交叉剖面进行，竖向剖面交叉位置宜通过基础中部区域。每个剖面竖向至少设置三条测温线，间距为0.4 mm～1 mm；每个剖面的横向至少设置四条测温线，间距为0.4 mm～10 mm。交叉位置设置测温点。剖面上的测温点沿竖向和横向，均对称、对齐。混凝土浇筑体表面测温点和其表层的测温点的位置和数量相对应；环境测温点不应少于两处。

b.测温要求：布置在所浇筑混凝土内部的各测温点，在尚未被混凝土覆盖前初始测到的温度，是各相应测温点位置的环境温度，当测温点被所浇的混凝土覆盖时，所测到的温度为混凝土的入模温度，随后按测温频率测到的温度即为混凝土温升变化的数值，用所测得的最大温度值减去入模温度值，为混凝土的最大温升，也即温升峰值。

c.大体积混凝土测温频率应符合下列规定：第1天～第4天，每4 h不应少于一次；第5天～第7天，每8 h不应少于一次；第8天至测温结束，每12 h不应少于一次。

d.温差控制：及时掌握混凝土内、外温度的变化情况，实行信息化管理，采取外保内降措施，将两个温差控制在25 ℃以内；当混凝土的表面与表层温差小于25 ℃时，可以停止覆盖养护，小于20 ℃时可停止测温。采取长时间的养护，缓缓降温，减小温度应力，控制有害裂缝的出现。

保温层厚度的计算公式为：

σ=0.5hλ(Tb-Tq)K/λ0(Tmax-Tb)。

其中，σ为混凝土表面保温层厚度，m；h为混凝土厚度，m；λ为保温材料导热系数；Tb为混凝土表面温度，℃；Tq为混凝土达到最高温度时的大气温度，℃；λ0为混凝土导热系数；Tmax为混凝土内部最高温度值，℃；K为传热系数修正值。

3 结语

实践证明,影响筏板基础混凝土的施工因素很多，施工环境各异，而且受原材料供应及材料性能的影响都很大，因此工程施工管理人员需要因地制宜地加以分析、计算，选择经济合理、施工方便且行之有效的施工方案，以有效预防筏板基础混凝土的施工裂缝，做到消隐患于未然，避免造成不必要的经济损失。

[1] GB 50666-2011，混凝土结构工程施工规范[S].

[2] GB 50496-2009，大体积混凝土施工规范[S].

[3] 李红萍.混凝土施工裂缝分析及防控[J].山西建筑，2013，39(23)：74-75.

[4] 《建筑施工手册》编写组.建筑施工手册[M].第4版.北京： 中国建筑工业出版社,2003.

Discussion on construction crack control of raft foundation concrete

ZHAO Li-tang

(ShanxiHongxiaBuildingEngineering3rdCo.,Ltd,Yangquan045000,China)

Through analyzing raft foundation concrete construction cracking causes, the article takes preventive measures from aspects of reducing concrete temperature stress, improving ultimate concrete tension resistance strength and controlling concrete construction maintenance temperature, so as to effectively controlling raft foundation concrete construction cracks.

foundation concrete crack, cause, heathydration, temperature difference control

1009-6825(2014)11-0116-02

2014-01-19

赵丽棠(1968- )，女，工程师

TU755.7

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