淺析大體積混凝土無(wú)縫施工方案及控制措施

梁云瀅　朱潔

摘 要：建筑工程中常常遇到大體積混凝土施工，如大型設(shè)備基礎(chǔ)和高層樓房基礎(chǔ)。而混凝土裂縫影響建筑的結(jié)構(gòu)安全及正常使用。文章結(jié)合工程實(shí)際，分析了混凝土的無(wú)縫施工技術(shù)及控制措施。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土；施工方案；裂縫處理

1 大體積混凝土簡(jiǎn)述

大體積混凝土在我國(guó)的工程建設(shè)中非常普遍，它的體積大，表面系數(shù)小。并且大體積混凝土集中釋放水化熱，內(nèi)部溫度很快上升，造成混凝土有較大的內(nèi)外溫差，就形成了溫度裂縫，直接影響建筑結(jié)構(gòu)的安全。

2 大體積混凝土的裂縫

根據(jù)裂縫在大體積混凝土中出現(xiàn)的深度不同，裂縫有貫穿裂縫和深層裂縫以及表面裂縫。通常只要裂縫不超過(guò)規(guī)定的最大允許值是不會(huì)給建筑結(jié)構(gòu)安全帶來(lái)嚴(yán)重的影響。一般，正常的室內(nèi)環(huán)境下最大裂縫寬度規(guī)定在0.3毫米，室內(nèi)高濕度或者露天的環(huán)境下，最大裂縫寬度值為0.2毫米。混凝土裂縫對(duì)于地下結(jié)構(gòu)包括半地下結(jié)構(gòu)的影響主要是反水性能方面，如果裂縫在0.1～0.2毫米，早期可能會(huì)有輕微的滲水現(xiàn)象，但是裂縫會(huì)在一段時(shí)間后自愈；一旦裂縫寬度超過(guò)0.2～0.3毫米，裂縫寬度增加直接會(huì)導(dǎo)致滲水量迅速加大，因此，地下工程的橫穿斷面寬度不要超過(guò)0.3毫米，大于0.3毫米寬度的裂縫會(huì)嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)使用，若真的出現(xiàn)這種裂縫必須通過(guò)化學(xué)灌漿來(lái)進(jìn)行加固處理。

大體積混凝土在施工過(guò)程中出現(xiàn)的溫度裂縫通常來(lái)自兩方面因素的影響，一是由內(nèi)外溫差引起的混凝土的內(nèi)部因素；二是其外部因素，當(dāng)結(jié)構(gòu)外部和混凝土的各質(zhì)點(diǎn)間所產(chǎn)生的約束會(huì)阻止混凝土收縮變形，在溫度應(yīng)力作用下，由收縮變形產(chǎn)生的拉應(yīng)力超出混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土就會(huì)出現(xiàn)裂縫。在允許的寬度限值內(nèi)出現(xiàn)的裂縫，不會(huì)給結(jié)構(gòu)強(qiáng)度造成很大的影響，但是卻影響著結(jié)構(gòu)的耐久性，需要加大重視程度，以便嚴(yán)格控制。

3 無(wú)縫施工方案設(shè)計(jì)過(guò)程（以大體積地下室混凝土底板、墻板、頂板施工為例）

大體積混凝土無(wú)縫施工設(shè)計(jì)原理：目前大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工無(wú)縫設(shè)計(jì)是以摻加ZY膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土為基本材料，以設(shè)置加強(qiáng)帶取代后澆帶，達(dá)到連續(xù)澆筑超長(zhǎng)大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)。

根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)無(wú)縫設(shè)計(jì)的要求，在施工方案設(shè)計(jì)時(shí)，將地下室混凝土底板、墻板及頂板進(jìn)行分塊設(shè)計(jì)以形成多個(gè)施工澆筑的單元，每個(gè)施工塊中均設(shè)置有加強(qiáng)帶?；炷翂Π?、頂板的分塊與底板的分塊相對(duì)應(yīng)設(shè)置后澆帶和加強(qiáng)帶。

膨脹加強(qiáng)帶寬設(shè)置要根據(jù)擬澆筑的大體積混凝土的實(shí)際工程特點(diǎn)合理設(shè)置，邊緣每側(cè)設(shè)密孔鐵絲網(wǎng)并用鋼筋加固定位，以防止加強(qiáng)帶外混凝土流入加強(qiáng)帶內(nèi)。

大體積混凝土澆筑施工時(shí)應(yīng)先澆帶外混凝土，當(dāng)施工澆筑到加強(qiáng)帶時(shí)改用摻量ZY膨脹劑混凝土施工?？紤]到外加劑膨脹作用會(huì)使混凝土強(qiáng)度降低，所以應(yīng)該對(duì)膨脹加強(qiáng)帶的混凝土強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶岣?，并加大膨脹劑用量，用這樣的方法循環(huán)施工達(dá)到超長(zhǎng)無(wú)縫結(jié)構(gòu)混凝土的目的。

補(bǔ)償收縮混凝土設(shè)計(jì)。根據(jù)《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定進(jìn)行對(duì)摻加ZY的試件的限制膨脹率進(jìn)行試驗(yàn)，設(shè)計(jì)并驗(yàn)證補(bǔ)償收縮混凝土試件的微膨脹性。

4 施工方案及控制措施

無(wú)縫施工首先要從澆筑工作開(kāi)始，保證在初凝前每處的混凝土都能被上層新的混凝土所覆蓋，同時(shí)進(jìn)行搗實(shí)這一環(huán)節(jié)。另外，需要充分考慮建筑結(jié)構(gòu)的大小和鋼筋的疏密程度，以及管道預(yù)埋情況和地腳螺栓留設(shè)情況，還有水化熱因素和混凝土供應(yīng)方面的影響。主要的方法有以下幾方面。

4.1 全面分層

當(dāng)完成第一次的全面澆筑任務(wù)后，第一層的混凝土還沒(méi)有初凝，進(jìn)行第二層的澆筑，逐層地連續(xù)澆筑到工程完成。這種施工方案多在平面尺寸不大的建筑結(jié)構(gòu)中使用，在施工中要求從短邊開(kāi)始進(jìn)行，沿著長(zhǎng)邊推進(jìn)。方案分成兩種進(jìn)行，一是從中間向兩端澆筑，二是從兩端向中間進(jìn)行澆筑。

4.2 分段分層

澆筑混凝土?xí)r，由底層澆筑開(kāi)始，進(jìn)行到一定距離再澆筑第二層，以此逐漸對(duì)其他各層進(jìn)行澆筑。當(dāng)完成頂部的澆筑后，由于較多的層數(shù)導(dǎo)致第一層的末端混凝土還沒(méi)有形成初凝，這樣就從第二段依次進(jìn)行分層澆筑。此方案不像全面分層要求大量的混凝土，在單位時(shí)間內(nèi)的混凝土需求量較少，適合用在厚度不大面積或長(zhǎng)度卻比較大的結(jié)構(gòu)工程中。

4.3 斜面分層

要求斜面的坡度不大于1/3，適用于結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度大大超過(guò)厚度3倍的情況。混凝土從澆筑層下端開(kāi)始，逐漸上移。

加強(qiáng)施工過(guò)程控制：降溫曲線確定?；炷了療嵘郎貢r(shí)間很短，大約在澆筑后的2～5d，混凝土的彈性模量很低，基本上處于塑性及彈塑性狀態(tài)，約束應(yīng)力很低。降溫階段，彈性模量迅速增加，約束拉應(yīng)力也隨時(shí)間增加，在超過(guò)抗拉強(qiáng)度時(shí)便出現(xiàn)貫穿性裂縫。實(shí)踐中偏安全地以截面中部的最高溫度降溫曲線代替平均降溫曲線；嚴(yán)格控制混凝土的入模溫度，使其在30℃以下；埋設(shè)冷卻管，在第一批混凝土開(kāi)始初凝時(shí)由專人負(fù)責(zé)往冷卻管內(nèi)注入涼水降溫，通過(guò)冷卻排水，帶走混凝土內(nèi)的熱量；澆筑混凝土?xí)r，采用薄層澆筑，控制混凝土的澆筑高度，避免混凝土拌和物之間的過(guò)大高差，混凝土的分層厚度控制在20～30cm；如結(jié)構(gòu)物厚度較厚，一次澆筑混凝土方量較大時(shí)，采用分層澆筑，通過(guò)增加表面系數(shù)，利于混凝土內(nèi)部散熱，分層厚度1.5m左右，層間間隔時(shí)間5～14d之間；加強(qiáng)振搗，以期獲得密實(shí)的混凝土，提高密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度，澆筑后，及時(shí)排除表面積水，進(jìn)行一次抹面，防止早期收縮裂縫的出現(xiàn)；混凝土澆筑后，搭設(shè)遮陽(yáng)棚，避免陽(yáng)光曝曬承臺(tái)表面；混凝土澆筑后，混凝土表面上用工布覆蓋保溫，并灑水養(yǎng)護(hù)，使其緩慢降溫、緩慢干燥，減少混凝土內(nèi)外溫差。

澆筑地下室的頂板時(shí)，要根據(jù)無(wú)縫混凝土相關(guān)施工方案的要求，通過(guò)一定的順序?qū)Φ叵率翼敯暹M(jìn)行澆筑，從地下一層到地下室的頂板梁依次完成澆筑工作。頂板澆筑的主要目的是避免早期裂縫的出現(xiàn)，由于裂縫多發(fā)生在混凝土的初凝至終凝階段，所以，在澆筑過(guò)程中，要將頂板進(jìn)行二到三次的搓平和抹壓，尤其在初凝階段更要重視抹壓這一程序，以此控制早期裂縫的發(fā)生。

5 混凝土的養(yǎng)護(hù)

選用合格的混凝土，根據(jù)養(yǎng)護(hù)制度的要求，抹壓混凝土后，在能上人的情況下在混凝土上鋪草席或者麻袋片，再澆濕進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。頂板和底板在混凝土硬化3、4個(gè)小時(shí)后，通過(guò)筑堰蓄水進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，對(duì)墻板不間斷地淋水，養(yǎng)護(hù)至少兩周，墻板側(cè)模至少一周后再拆除。

6 結(jié)束語(yǔ)

大體積混凝土比常規(guī)混凝土更容易存在裂縫，大體積混凝土的存在裂縫會(huì)嚴(yán)重影響混凝土的滲透性。一旦發(fā)生混凝土的開(kāi)裂滲透，就會(huì)加速混凝土的裂變進(jìn)程，造成嚴(yán)重的安全事故和質(zhì)量問(wèn)題。通常裂縫在初凝階段開(kāi)始出現(xiàn)，所以，我們?cè)谘芯苛芽p原因時(shí)要及時(shí)提高預(yù)防措施，采用合理的施工技術(shù)避免發(fā)生大體積混凝土裂縫問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)

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