浅谈大体积混凝土施工裂缝控制措施

■林 晗 ■福建建工集团总公司，福建 福州 350000

1 工程概况

乌山西路凤湖片安置房地块二B1#和2#楼，总建筑面积为38098㎡，地下室 5346m2，其中1#楼地上 31层，地下室一层，建筑高度89.25m;2#楼地上21层，地下室二层，建筑高度为60.3m。主体结构型式为框架剪力墙结构，本工程地下室承台、地梁和底板的设计混凝土强度等级为C35，抗渗等级为P8，采用商品混凝土。承台深度为1000-2000mm，电梯井位置承台深度为4600mm，底板厚度为440mm，经计算可得地下室承台、地梁及底板的混凝土方量为2975m3，根据GB50496-2009规范可以判定该地下室底板混凝土属于大体积混凝土。

2 工程特点及难点

(1)本工程2#楼为二层地下室，1#楼为一层地下室，2#楼基坑开挖后形成坑中坑，2#楼负二层顶板与1#楼地下室底板之间的连接采用后浇带来处理，2#楼承台、地梁和底板混凝土先行施工。(2)本工程混凝土强度等级较高，抗渗等级要求较高，这对商品混凝土的质量要求就相应地提高，这要求对混凝土配合比进行优化，精心组织施工，确保混凝土的施工质量。(3)本工程的承台及底板的尺寸偏大，混凝土方量大，混凝土内部的温度将较高，混凝土内外温差较大时将可能出现有害的裂缝。(4)本工程为2#楼为二层地下室，受环境的影响较大，特别是地下水的影响，坑中坑也不利于空气的流通，对散热产生不利影响，所以对施工工艺的要求相应地提高，拟采用埋设冷却水管和覆盖保温法相结合的方法来预防大体积混凝土内外温差大而出现的施工裂缝。

3 大体积混凝土施工裂缝的主要成因

3.1 太早堆载导致施工裂缝产生

为了抢工期，在混凝土强度未满足规范要求的情况下，把钢管和钢筋堆积在地下室底板上，使得混凝土结构受到动荷载干扰及产生次生应力，再加上施工人员的踩踏，导致受力较为薄弱的部位比如有高低差位置就很容易出现结构性的裂缝，一般表现为脆性破坏，这种裂缝为有害裂缝。

3.2 大体积混凝土收缩变形导致施工裂缝产生

影响大体积混凝土收缩的主要因素有混凝土的水泥用量和用水量，这两者数值越大，混凝土的收缩就越大。特别是水泥的品种选择不同，混凝土的收缩也有所差异。混凝土在硬化的过程中，由于受到温度、风等外界影响和本身的水化反应，使得混凝土内部的水分大量地减少，这将引起混凝土的收缩变形，从而产生收缩应力，当收缩应力超过混凝土本身的极限抗拉强度时，收缩裂缝就会在混凝土中产生。

3.3 大体积混凝土内外温差大导致施工裂缝产生

由于大体积混凝土面积大，厚度深，相应的体积就较大，而混凝土在其凝结过程中由于发生化学反应会释放很多热量，而大体积混凝土的结构形式使得热量无法及时散发，从而积聚在混凝土内部，使得其内部温度急剧上升，这样混凝土内外温差就比较明显，通常情况下，大体积混凝土在浇筑后第三天内部温度将会升至最高值，这时候混凝土内外温差将会达到最大值。如果混凝土内外温差超过25℃，那么内部混凝土将有可能会开裂，这种裂缝有可能会形成贯穿性的裂缝，这种施工裂缝对结构的危害极大。

4 大体积混凝土施工裂缝的控制措施

4.1 加强商品混凝土原材料的质量控制

经过多方的调查及考察最后选定商品混凝土的供应商为“恒信”搅拌站。水泥采用P·042.5的普通硅酸盐水泥，水泥3天的水化热应≤240kJ/kg，7天的水化热应≤270kJ/kg;粗骨料采用碎石，粒径5-25mm，其含泥量应≤1%，选择粒径大、级配好的碎石，碎石针片状颗粒≤5%;细骨料采用河砂，其细度模数控制2.6-3.0，其含泥量应≤3%，平均粒径＞0.5mm，建议采用中粗砂，可以比细砂节约10%的用水量;掺合料为粉煤灰，采用外掺法，粉煤灰等级为II级，其掺量＜10%;外加剂确定采用减水剂，采用SF型的缓凝减水剂，每立方混凝土中掺0.9kg的抗裂纤维，不仅可以降低水化热峰值，还可以提高混凝土的抗裂性。

4.2 大体积混凝土配合比优化

根据本工程的施工特点、难点、运距、方量及当地的气候条件，要求“恒信”搅拌站对C35P8的配合比进行试配，采用60d的后期强度，并优化配合比，尽量降低水泥和拌合水的用量。混凝土水灰比＜0.45，坍落度控制在160mm，砂率为38%-40%，拌合水的用量应≤175kg/m3，水胶比应≤0.55。经过多次试验最终“恒信”搅拌站优化的C35P8混凝土配合比为水泥:碎石:中砂:水:粉煤灰:外加剂:抗裂纤维=281∶1024∶773∶170∶122∶9.28∶0.9。

4.3 加强大体积混凝土的施工技术管理

(1)根据后浇带的位置划分施工段，本工程共分为3个施工段。根据大体积混凝土的理论方量，安排两台混凝土地泵，安排12辆混凝土运输车供应商品混凝土，并做好和搅拌站调度人员的沟通工作，以确保商品混凝土的连续供应。(2)在混凝土施工前，应委派专业技术人员到混凝土搅拌站对混凝土原材料进行抽检，查看原材料的质保资料及现场的质量情况，确保原材料的各项技术参数满足配合比的要求。并在施工现场对商品混凝土进行开盘鉴定，重点检查混凝土的坍落度是否符合要求，混凝土是否有泌水、离析等质量缺陷，并做好相关的验收记录。(3)根据本工程的结构尺寸及深度，确定采用“斜面分层法”的混凝土浇筑方案。先浇筑电梯井位置的混凝土，再浇筑承台，接下来是地梁及底板，由低往高、顺着纵向不断地浇筑推进。分层的厚度确定为500mm，混凝土自由流淌，摊铺的坡度为i=1∶6，在混凝土出料口位置和混凝土自由流淌的坡脚各安排2条振动棒，负责振捣上下部的混凝土。(4)精心做好混凝土的施工组织，必须保证在下层混凝土初凝之前进行上一层混凝土的浇筑，振动棒应插入下层混凝土约5cm的位置进行振捣，确保上下层混凝土咬合良好，避免出现施工冷缝，这就是二次振捣法;在混凝土初凝前可以往上面均匀地撒一层10-30mm的洗净的碎石，并用平板振动器振捣密实，再用圆盘磨浆机进行打磨，这就是二次打磨法，打磨2-3遍，完全闭合混凝土表面的毛细空隙，提高混凝土的抗裂性和抗渗性。(5)在电梯井位置竖向距离混凝土底面和表面各四分之一高度的地方布置Φ50的镀锌钢管，上下两层，水平方向的间距为2000mm，并相互错开，在混凝土施工10小时后进行通水冷却，水可以利用降水井的地下水，达到节水的目的，根据出水口的温度来调整水流量，使得混凝土内部的温度降低，避免水化热峰值的集中出现。其他位置采用保温法进行养护，混凝土终凝后在其表面覆盖一层土工布和一层塑料薄膜，安排专人负责混凝土的浇水养护，经常检查塑料薄膜的完好性，保证混凝土表面湿润，混凝土养护时间不少于14天。(6)当混凝土强度达到1.2Mpa后方可堆放钢筋和脚手架，并注意对做好对混凝土的保护，避免人为因素造成施工裂缝。

4.4 加强实施大体积混凝土的温度监测

根据规范要求，在距离混凝土底部、表面300mm处及混凝土中心设置测温管，一组三点数据，供布置了26组。每两小时测温一次，持续测温一周，第八天开始，每四个小时测温一次，并绘制温度变化曲线，特别是内部温差曲线。在温度监测期间，电梯井承台混凝土中心最高温度52.4℃，混凝土面层最高温度为31.1℃;其他承台混凝土中心最高温度50℃，面层最高温度为30.7℃。混凝土养护期间，内外温差均小于25℃，检查无发现有害的施工裂缝，施工裂缝控制措施切实有效。

5 结束语

本工程通过采取加强混凝土原材料的质量控制、混凝土配合比优化、加强施工技术管理和加强实施温度监测等控制措施，精心组织施工，确保大体积混凝土的施工质量。

［1］大体积混凝土施工规范.GB50496-2009.

［2］王玉锁.大体积混凝土裂缝成因及控制技术研讨［J］.山西建筑，2014(06).