談房建基礎大體積混凝土裂縫控制措施

賈磊峰

(中鐵十二局集團建筑安裝工程有限公司，山西太原 030024)

0 引言

目前我國對于大體積混凝土的研究比較少，并且主要是對基礎大體積混凝土物理力學性質、溫度變形、溫度應力的計算與研究［1］，而對基礎大體積混凝土從原材料的控制、施工預控措施等方面對裂縫的控制的研究相對更少。由于大體積混凝土施工條件復雜，影響因素和制約條件比較多，所選用的原材料、施工工藝、施工環(huán)境氣候都相同的條件下，有的開裂，有的不開裂，這是什么原因造成的，其需要控制的主要因素是什么，逐一分析比較困難。因此，大體積混凝土施工不單純是結構理論問題，而是集結構受力分析、原材料物理性質、構造措施、施工工藝及外界環(huán)境影響等因素的綜合性問題。需要在理論和實踐中進行大量研究總結，來推動我國基礎大體積混凝土技術的發(fā)展。

1 控制混凝土溫度

在施工過程中，混凝土自身溫度與外界環(huán)境存在溫差，不可能做到絕熱狀態(tài)，所以在澆筑混凝土時一定與外界環(huán)境發(fā)生熱交換，從而改變混凝土的熱能?；炷恋拈_裂主要是由溫度和溫度應力造成?；炷羶炔繙囟仁怯伤嗨療岙a生的熱量、澆筑溫度及澆筑后與外界環(huán)境的熱交換三部分組成。

1．1 降低骨料溫度

混凝土在拌合的過程中，水泥發(fā)生水化反應會放出大量熱，在拌合前對粗骨料、細骨料、水進行預冷卻，可以消減混凝土內部水化熱峰值及表面溫差，這樣可以減小溫度變形和溫度應力?；炷猎诎韬蠒r選用小冰塊或冰屑，并且保證在攪拌過程中能全部融化，以免當冰融化后形成氣泡空洞，影響澆筑質量。但是水所占熱容量的百分比不大，難以滿足要求。這時對粗骨料、細骨料進行處理，在料場上方搭設遮陽棚，把骨料堆增高，以及在拌合前噴水降溫。各種原材料的降溫效果見表1。

表1 各種原材料降溫效果

1．2 控制入模溫度

混凝土的入模溫度與出機溫度、運輸工具、運距、轉運次數及施工氣候有關。為了降低入模溫度需要對每個環(huán)節(jié)進行控制，另外在夏季施工時應避開中午氣溫高的時間段。在入模時，加強通風，加快熱量散失，并做好表面隔熱措施，鋪一些稻草或麻袋，實時灑水，減小內外溫差。

1．3 控制澆筑溫度

澆筑溫度是混凝土在振搗以后位于表面50 mm～100 mm的溫度，避免大體積混凝土開裂的最重要因素之一就是控制澆筑溫度［2］。在常溫下澆筑大體積混凝土，澆筑溫度每降低6℃，混凝土的最大溫升值將降低3℃。另外外界環(huán)境氣溫對澆筑溫度也有影響，我國GB 50204-92規(guī)范規(guī)定外界環(huán)境溫度應為5℃ ～28℃，濕度應以保持混凝土表面潮濕為宜，可鋪一些稻草或麻袋，實時灑水，確保混凝土表面潮濕。

若大體積混凝土澆筑溫度為14℃時，第一個24 h內，水泥水化熱將是7 d全部熱量的43%，若澆筑溫度為30℃，則第一個24 h內，水泥水化熱將是7 d全部熱量的62．5%，大大的減少了混凝土最高溫度時間，同時減少散熱時間，不利于混凝土降低溫度。

1．4 加強保溫措施

對澆筑后的混凝土進行表面保溫，以控制內外溫差在規(guī)范規(guī)定的25℃以內，減少內約束力，從而避免大體積混凝土表面裂縫的產生。保溫材料可以選擇導熱系數小，價格便宜，易于操作的材料，比如麻袋、木屑、草簾等。大量的工程實踐中，基礎大體積混凝土的外?？梢杂么u墻砌筑，外面抹一層砂漿，混凝土澆筑后可以回填土。對于表面保溫措施，夏季施工可以采用一層塑料+10 mm厚海綿(1層～2層)進行保溫，待終凝后再覆蓋一層塑料防止低溫雨水滲透影響保溫效果［3］。冬季施工可以采用一層塑料+10 mm厚海綿+一層草簾或巖棉被+一層塑料，起到保溫作用［4］。

2 合理的構造措施和施工工藝

2．1 合理配筋

混凝土結構的抗拉裂能力主要取決于混凝土的極限拉伸力。而極限拉伸力由混凝土的抗拉強度和配筋率決定。在基礎大體積混凝土結構中，合理配筋，提高構造筋配筋率可以增強抗裂能力，控制裂縫的開展，減少混凝土開裂的可能性［5］。比如，混凝土底板和墻板厚度在20 cm～60 cm，可適當采用構造筋，起到溫度筋的作用，配筋應采用小直徑、小間距，直徑為8～16，間距為100 mm～150 mm，按全截面對稱配制，來增強抗裂能力。當基礎結構比較厚時，構造筋應分散配制，配筋率應控制在0．3%～0．5%之間。

2．2 設置應力緩沖層

國外對于應力緩沖層研究比較早，在20世紀80年代，日本學者就提出在高、低板交接處、底板地梁處，用30 mm～50 mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料作垂直隔層，來緩沖基礎間收縮產生的側向壓力［6］。

2．3 設置后澆帶

對于大體積混凝土施工，通過采取分層、錯層、分塊的施工方法，可以減小混凝土內部約束作用，合理設置水平或豎向施工縫，并在適當的位置設置施工后澆帶，來確?；炷磷杂墒湛s并釋放溫度應力［7］。后澆帶在現澆混凝土中可采用臨時留設溫度與收縮變形縫，在施工時一般會保留至少40 d時間，在此期間早期溫差及30%以上的收縮已經完成。最后用膨脹混凝土將結構澆筑在一起。后澆帶一般可分為平接式、T接式、企口式。留設的間距一般為20 m～30 m，寬度可取0．7 m～1 m，當地上和地下結構為整體式混凝土結構時，后澆帶應貫通，并且鋼筋不應斷開［8］。

2．4 二次投料和二次振搗

二次投料水泥裹砂法，就是將制成的水泥漿攪拌1 min，然后再加粗骨料和細骨料攪拌成混凝土，通過這種方法可以改善混凝土內部結構，減少離析現象，節(jié)約水泥20%或提高混凝土強度15%。

二次振搗即在混凝土達到初凝之前進行二次振搗，來排除混凝土中的水分和空隙，提高水平鋼筋的握裹力，豎向鋼筋的抗拔力，增加密實性，減少混凝土內部裂縫?，F場實踐證明二次振搗可以增加1/3水平筋握裹力，100%豎向筋抗拔力，28 d混凝土抗壓強度提高10%～15%。二次振搗的關鍵在于振搗時間的掌握，應根據水泥品種、水灰比、外界環(huán)境氣候等多種因素決定。一般控制在1 h～3 h以內。

3 結語

對于大體積混凝土裂縫的控制，應從源頭開始，比如原材料降溫、入模溫度和澆筑溫度等，從分析中可以得出，首先應選用冰屑，然后就是對骨料進行降溫處理。另外還需要采取一些構造措施和施工工藝，比如合理配筋、二次振搗。另外對不同季節(jié)大體積混凝土施工應采取不同的措施，針對夏季和冬季給出不同的保溫措施。

［1］ 楊和禮．原材料對基礎大體積混凝土裂縫影響與控制［D］．武漢:武漢大學博士論文，2004．

［2］ Cooling and Insulating System for Mass concrete．ACI committee207．

［3］ 于海山，吳金林．大體積混凝土施工中的技術處理［J］．鐵道建筑，1996(10):27-28．

［4］ 孫柏峰．大體積混凝土澆筑后裂縫控制及降溫保溫工藝探討［J］．安徽建筑，2004(7):41-42．

［5］ 龔振斌．嶺澳核電站底板混凝土的裂縫控制及處理［J］．建筑技術，2004(4):55-57．

［6］ 劉海卿，姜 山．大體積混凝土超強應力緩沖槽養(yǎng)護法［J］．阜新礦業(yè)學院學報，1997(5):33-34．

［7］ 吳紀寧，宮 鳴．大體積混凝土后澆帶施工技術［J］．建筑技術，2003(1):90-91．

［8］ 沈 剛，畢守一．混凝土后澆帶工程中幾個問題淺議和建議［J］．安徽建筑，2002(S1):47-49．