現(xiàn)澆大體積混凝土擋土墻溫度裂縫控制措施

王靖 李龍

(1.西部機場集團有限公司，陜西咸陽 712000;2.長安大學(xué)建筑工程學(xué)院，陜西西安 710000)

1 工程實例

西安某工程項目建筑物結(jié)構(gòu)類型:鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)形式:獨立、條形基礎(chǔ)相結(jié)合。由于7號樓南側(cè)、12號樓北側(cè)之間邊坡高差較大(最大高差19 m)，為保證結(jié)構(gòu)安全，并根據(jù)總平面現(xiàn)場布置，擋土墻結(jié)構(gòu)與1號車庫1號汽車坡道外側(cè)剪力墻結(jié)合起來施工，根據(jù)施工圖紙與擋土墻專業(yè)施工圖紙，并結(jié)合施工現(xiàn)場情況，將結(jié)合起來后的擋土墻平面做如下布置(見圖1)。

圖1 擋土墻平面布置圖

擋土墻結(jié)構(gòu)長度達到91.2 m，擋土墻高度最高達到19 m，擋土墻混凝土澆筑體量大，總體量超過2 500 m3。設(shè)計師考慮到擋土墻是車庫外墻結(jié)構(gòu)，沒有設(shè)置豎向變形縫，故擋土墻澆筑難度大，特別是混凝土裂縫的控制難度較大?，F(xiàn)澆大體積混凝土在施工中的施工難點和重點就在于控制裂縫的產(chǎn)生，而裂縫主要是由于變形作用而產(chǎn)生的。西安某工程項目7號樓南側(cè)擋土墻在混凝土澆筑前綜合考慮各項現(xiàn)場因素、合理選擇混凝土澆灌時機、科學(xué)試配混凝土配合比，澆筑中采取合理分層的技術(shù)措施，養(yǎng)護中控制內(nèi)部溫升，有效的控制了溫度裂縫的產(chǎn)生。拆模后檢查發(fā)現(xiàn)沒有出現(xiàn)可見的溫度裂紋和干縮裂紋。下文就本實例詳細分析現(xiàn)澆大體積混凝土溫度裂縫的成因及其控制措施。

2 現(xiàn)澆大體積混凝土擋土墻的溫度裂縫成因分析

2.1 水泥水化熱

水泥水化熱是大體積混凝土擋土墻內(nèi)部溫度升高的主要影響因素。大體積混凝土擋土墻的外壁厚度大且不易導(dǎo)熱，導(dǎo)致內(nèi)部產(chǎn)生的熱量不容易散發(fā)出去，因此很容易引起結(jié)構(gòu)內(nèi)部的溫度急升?；炷恋膶?dǎo)熱性能較差，澆筑剛開始混凝土的強度和彈性模量都低，由水化熱溫升引起的約束不大，溫度應(yīng)力也就比較小，不容易產(chǎn)生溫度裂縫。但隨著混凝土不斷散熱，混凝土的中心部分與表面部分形成了溫度梯度，使內(nèi)部約束變大。若此約束力大于混凝土抗拉強度，就容易產(chǎn)生溫度裂縫，這是大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫的重要原因。當(dāng)然類似的，由外界氣溫變化引起的混凝土擋土墻內(nèi)部溫度上升也是導(dǎo)致裂縫出現(xiàn)的原因，這里就不再贅述。

2.2 約束

現(xiàn)澆大體積混凝土受到的約束分為外約束和內(nèi)約束。外約束主要指基礎(chǔ)或地基土阻礙混凝土的收縮或者膨脹。內(nèi)約束主要指由各種原因使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生的溫度梯度引起的。外約束作用下，大體積混凝土易在表面產(chǎn)生局部的裂縫。內(nèi)約束作用下，大體積混凝土易產(chǎn)生貫穿性裂縫，危害極大。大體積混凝土內(nèi)部產(chǎn)生水化熱，且散發(fā)不出去，而且混凝土表面溫度散發(fā)較快，這就形成了一定的溫度梯度。由于溫度梯度的存在，混凝土就會發(fā)生變形、開裂，影響耐久性。

3 現(xiàn)澆大體積混凝土擋土墻的溫度裂縫控制措施

現(xiàn)澆大體積混凝土擋土墻的溫度裂縫的控制措施有多個方面，比如設(shè)計方面、材料方面和施工方面。本文以上述實例為研究對象，主要考慮施工方面的控制措施。

3.1 控制混凝土入模溫度

為了降低現(xiàn)澆大體積擋土墻混凝土的最高溫度，并減少結(jié)構(gòu)內(nèi)外的溫差，就要控制混凝土的入模溫度(一般控制在25℃以下)。主要可以采用以下措施:1)預(yù)埋冷卻水管，用循環(huán)水帶走水化熱;2)攪拌混凝土?xí)r加冷水或者冰塊;3)施工時應(yīng)盡量避開炎熱的天氣，若在夏季施工，需保持模內(nèi)通風(fēng);4)避免陽光直射材料。

3.2 二次振搗

許多現(xiàn)場試驗表明，對澆筑后的混凝土進行二次振搗，能增加密實程度，增強混凝土與鋼筋之間的握裹力，防止因混凝土剝落而出現(xiàn)裂縫，減少混凝土的內(nèi)部微裂，增強混凝土密實性，使擋土墻混凝土的抗壓強度得到提高，從而提高了抗裂性。

3.3 混凝土的養(yǎng)護

常見的混凝土養(yǎng)護措施有蓄水法、潮濕養(yǎng)護和涂層養(yǎng)護。混凝土澆筑完后，加強其表面保溫、保濕養(yǎng)護，對防止出現(xiàn)表面裂縫有重大作用。注意事項主要有:1)混凝土澆筑后，應(yīng)該在終凝后的2 h開始帶水養(yǎng)護，養(yǎng)護期至少14 d;2)當(dāng)混凝土的溫度高于外界氣溫時應(yīng)考慮推遲拆模的時間，以免引起混凝土表面裂縫的產(chǎn)生。

3.4 溫度監(jiān)測

對現(xiàn)澆大體積擋土墻混凝土進行溫度監(jiān)測，包括澆筑溫度的監(jiān)測和養(yǎng)護過程的監(jiān)測。澆筑溫度監(jiān)測工作是在現(xiàn)澆大體積擋土墻澆灌開始之前進行，7 d內(nèi)每2 h測試一次，7 d后每4 h測試一次，測溫天數(shù)為30 d，在澆筑混凝土前應(yīng)預(yù)埋測溫儀和傳感器，一般按上中下布置三個內(nèi)部測溫點，從澆筑開始測溫，澆筑完后，根據(jù)指標(biāo)，及時調(diào)整養(yǎng)護條件。其溫度的檢測應(yīng)注意:1)測溫工作要全天進行，施工現(xiàn)場的人員要配合，并由專人負責(zé)，認真記錄，保證工作的順利進行。2)混凝土的表面溫度與室外最低氣溫、內(nèi)部與表面溫度之間的溫差均應(yīng)小于20℃。3)測溫工作應(yīng)按規(guī)定連續(xù)進行，直到溫度的變化滿足控制要求范圍后，即可結(jié)束測溫工作。

4 結(jié)語

本文以西安某工程項目擋土墻混凝土的澆筑為研究對象，探討分析了大體積擋土墻混凝土的溫度裂縫成因與其控制技術(shù)，讓我們意識到了可以采用各種措施控制溫度裂縫的產(chǎn)生，以確保工程質(zhì)量。

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