淺析高層建筑基礎(chǔ)大體積混凝土溫控措施與裂縫防治

許朗

摘 要：伴隨我國社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，全國各大城市的高層建筑數(shù)量也逐漸增多，通常來說，建筑的層數(shù)越高，其基礎(chǔ)底板的厚度就越厚，這就給工程的施工帶來了一定難度，尤其是在大體積混凝土的施工中，如何做好溫度控制與裂縫防治工作已經(jīng)成為當(dāng)前建筑行業(yè)普遍關(guān)注的問題之一。本文就針對高層建筑基礎(chǔ)大體積混凝土溫控與裂縫防治進行了分析和研究。

關(guān)鍵詞：高層建筑 大體積混凝土 溫控 裂縫防治

前言

當(dāng)前，我國高層建筑在施工過程中通常會涉及到大體積混凝土的施工環(huán)節(jié)，大體積混凝土由于其尺寸較大，在施工過程中受到周邊空氣濕度、溫度等的影響也比較大，為了避免因這些不良因素的影響而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，就必須采取必要的溫控措施，將混凝土澆筑后的溫差控制在設(shè)計要求之內(nèi)。

一、大體積混凝土的主要特征

（一）受自然變化影響較大

對于高層建筑來說，其基礎(chǔ)大體積混凝土結(jié)構(gòu)大多是完全裸露在外面，可直接與空氣和水接觸，隨著四季的交替，其周邊的空氣溫度和水的溫度都會出現(xiàn)顯著變化，這就使得大體積混凝土所面臨的自然環(huán)境條件急劇波動，在這樣的情況下，混凝土結(jié)構(gòu)將受到較大的拉應(yīng)力的作用。

（二）抗壓性偏低

混凝土屬于一種脆性材質(zhì)，因此，其抗拉強度非常小，在這樣的抗壓強度之下，其拉伸變形能力也較小，實驗研究發(fā)現(xiàn)，大體積混凝土在短時間內(nèi)的最大拉伸應(yīng)變僅能達到（0.6～1.0）×10-4。

（三）承受外力的單一性

高層建筑基礎(chǔ)大體積混凝土在實際施工的過程中往往采用的是不配置鋼筋或者只配置少量鋼筋的方式，正因為如此，當(dāng)產(chǎn)生拉應(yīng)力的時候，往往只能通過混凝土結(jié)構(gòu)來獨立承受，這就體現(xiàn)出其承受外力的單一性。

二、高層建筑基礎(chǔ)大體積混凝土溫控措施

（一）優(yōu)化混凝土配比

在對大體積混凝土配比進行確定的時候，應(yīng)當(dāng)充分考慮到施工當(dāng)?shù)氐脑牧锨闆r，通過對水膠比、水泥品種、添加劑摻入量等進行試驗，進而確定最佳的混凝土配合比。通常來說，應(yīng)當(dāng)采用低收縮性、中低熱的水泥品種，這樣才能有效降低混凝土內(nèi)部的溫度升高幅度。實驗研究結(jié)果表明，每增加或者減少10千克水泥用量，混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的水化熱將會使其溫度增高或下降1攝氏度，此外，考慮到高層建筑基礎(chǔ)將在一年或兩年之后才能承受所有荷載，所以，在實際設(shè)計混凝土配合比的時候，應(yīng)在確保混凝土耐久性和強度達標(biāo)的前提下，全面考慮其建設(shè)工期長等特征，進而采取減少水泥用量的措施來達到設(shè)計強度的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)混凝土的設(shè)計要求，可適當(dāng)加入一些膨脹劑、減水劑等外加劑，但是在進行外加劑的添加之前，應(yīng)當(dāng)完成試驗配比工作，以確定外加劑的最佳用量，而且應(yīng)在混凝土攪拌的過程中根據(jù)設(shè)計要求嚴(yán)格控制好用量。

（二）嚴(yán)格控制入模溫度

在混凝土實際澆筑的過程中，隨著外部溫度的升高，其澆注溫度也會逐漸增高，所以混凝土內(nèi)部溫度的增加也會越來越明顯，進而導(dǎo)致溫度應(yīng)力顯著上升，在溫度應(yīng)力的作用下，混凝土結(jié)構(gòu)很容易產(chǎn)生溫度裂縫，所以，在對大體積混凝土進行澆筑的時候，最好選擇在溫度較低的室外區(qū)域進行，并將澆注溫度控制在28攝氏度以內(nèi)，與此同時，受到冷空氣的作用或者風(fēng)雪天氣的影響，也會造成混凝土表面的溫度大幅下降，而且混凝土的澆注溫度越高，其溫度下降的幅度也就越大，由此而產(chǎn)生的內(nèi)外部溫差也就越大，進而使得混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的幾率顯著增大，為了確保入模溫度處于標(biāo)準(zhǔn)范圍以內(nèi)，就必須采取減小水化熱或者降低澆注溫度等措施，試驗研究證明，水和石子是對混凝土拌和料澆注溫度影響較大的兩類因素，所以，當(dāng)發(fā)現(xiàn)混凝土的內(nèi)外部溫差不滿足施工要求，或者施工時間選擇在夏季高溫時節(jié)之時，應(yīng)把降低水的溫度最為首要考慮措施，其次再考慮降低石子的溫度。通常情況下，可以利用搭設(shè)遮陽裝置的方式來避免太陽的直接照射，或者適當(dāng)加入一些井水進行降溫，同時還可以直接采用井水拌和以及在水內(nèi)加冰塊的方法來達到降溫目的。

（三）做好內(nèi)部溫度控制工作

在大體積混凝土澆筑完工之后，其內(nèi)部溫控工作非常關(guān)鍵，一般來說，可采取埋設(shè)冷卻水管的方法來降低混凝土核心部位的溫度，冷卻水可直接利用自來水，通常情況下，冷卻水管應(yīng)當(dāng)布設(shè)在基礎(chǔ)底板的中間部位，在水管的進出口部位應(yīng)當(dāng)安裝調(diào)節(jié)閥門，在實際施工的過程中，當(dāng)混凝土澆筑高度與水管保持一致的時候，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)加水冷卻，整個冷卻過程必須尤其注重對水溫的實時監(jiān)測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)自來水的壓力滿足不了水管內(nèi)的水順暢通行的需求時，應(yīng)當(dāng)在水管的端部位置增設(shè)壓水泵，同時還應(yīng)當(dāng)根據(jù)混凝土內(nèi)部溫度的變化情況，適時對冷卻水管內(nèi)的水流量加以調(diào)整。

三、高層建筑基礎(chǔ)大體積混凝土裂縫防治措施

（一）進一步改善約束條件

大體積混凝土發(fā)生裂縫現(xiàn)象的原因有很多，其中一個最主要的因素就是由于受到了來自內(nèi)部和外部的兩種約束力。針對內(nèi)部約束來說，可采取加強溫度保護的方式，使得內(nèi)外部溫差顯著縮小，確保空氣濕度，應(yīng)用比較廣泛的保溫方式主要有蓄水法、暖棚法等。針對外部約束來說，可采取設(shè)置后澆帶、伸縮縫等方式來達到降低約束力的目的。

（二）加大對混凝土溫升的控制

在溫度下降的階段，大體積混凝土由于受到降溫和水分蒸發(fā)等因素的影響，很容易出現(xiàn)溫度應(yīng)力，為了降低因水泥水化熱而出現(xiàn)溫度增高現(xiàn)象的幾率，就必須采取下列措施：第一，應(yīng)在施工的過程中最大限度降低單位水泥的使用量。第二，應(yīng)當(dāng)選擇水化熱較低的水泥類型，如425#礦渣硅酸鹽水泥等。

（三）充分利用混凝土的后期強度

對于高層建筑基礎(chǔ)大體積混凝土來說，其結(jié)構(gòu)所需承受的荷載往往要在較長的一段時間之后才能完全被施加，所以，應(yīng)當(dāng)確保混凝土的強度能在28d后呈現(xiàn)出持續(xù)上升的趨勢，而且能在規(guī)定的期限內(nèi)與設(shè)計強度保持一致或者適當(dāng)超出即可。

結(jié)語

總之，高層建筑大體積混凝土基礎(chǔ)由于具有抗壓性偏低、受自然變化影響大等特征，在施工過程中很容易出現(xiàn)裂縫問題，為了降低裂縫問題的發(fā)生幾率，就必須采取必要的溫控措施和裂縫防治措施，包括優(yōu)化混凝土配比，嚴(yán)格控制入模溫度等，這樣才能從根本上解決裂縫問題，確保大體積混凝土的施工質(zhì)量。

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