浅谈消除高层建筑基础大体积混凝土温差、收缩裂缝通病的施工监理要点

　　摘要:本文分析了高层建筑基础大体积混凝土产生温差、收缩裂缝的原因，并从监理的角度提出了控制有害裂缝的措施。
　　关键词:监理，大体积混凝土，裂缝控制措施
　　
　　我国的大体积混凝土以往多用于水工结构，一般多采用水化热低的专用水泥——大坝水泥，混凝土强度等级也比较低。随着近十几年来高层建筑及超高层建筑的发展，其基础多采用箱基、筏基、复合基础等型式的大体积混凝土，尤其核心简基础承台体积较厚。高层建筑基础具有设计强度高、立方米混凝土水泥用量多、抗渗性能要求高等特点，由于水化热引起的混凝土内部温度较一般混凝土要大的多，因此高层建筑基础大体积混凝土防止温差、收缩裂缝的产生是施工单位及监理单位质量控制的重点之一。本文就上述裂缝问题分析了其发生的机理，并结合我们的监理实践，介绍一下所采取的对策。
　　1．大体积混凝土产生温差、收缩裂缝的原因
　　大体积混凝土产生温差、收缩裂缝的主要原因有以下几点：(1)水泥水化热引起的温度应力和温度变形。水泥在水化过程中产生大量的热量，使混凝土内部温度升高，因高层建筑基础大体积混凝土单方水泥用量多在400kg以上，1-3天放出的热量相当多，其内部最高温度可达70—80℃，夏季施工时会更高。当混凝土内部与表面温度过大时，就会产生温度应力和温度变形，当这种温度应力超过混凝土内外的约束时，就会产生裂缝；(2)混凝土收缩与内外约束条件的影响。混凝土在凝结过程中产生收缩，由于受到下部地基的约束而产生拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度即产生垂直裂缝；另外，混凝土内部温度高，热膨胀大，因而中心产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土抗拉强度值和钢筋的约束作用时，同样会产生裂缝。
　　2．消除大体积混凝土温差、收缩裂缝的监理要点
　　为了消除大体积混凝土温差裂缝和收缩裂缝，我们针对其产生的机理，采取了以下的监理对策，并收到了良好的实践成效。
　　2.1.优化混凝土配合比，严格控制原材料的质量。大体积混凝土对原材料质量要求主要有：(1)尽量选用水化热低和安定性好的水泥。目前高层建筑基础大体积混凝土多用矿渣水泥，所用水泥控制在出厂半月以上，以降低水泥的活性；(2)石料要求含泥量不超过1%；(3)砂子选用中粗砂，含泥量不超过3%；(4)粉煤灰要求品质好，采用一级灰，并严格控制烧失量及含硫量。
　　大体积混凝土多按60天强度设计，一般要求施工单位提前1个月甚至更早做配合比设计。配合比设计中：(1)可掺入适量的粉煤灰，在保证强度的前提下尽可能减少水泥用量(对于采用矿渣水泥的大体积混凝土，粉煤灰混凝土应用技术规范GBJ146—90已将粉煤灰取代水泥的最大限量放宽到30%)，降低水化热峰值及推迟水化热峰值的出现。通过做绝热温升试验，优选混凝土配合比；(2)因施工面积较大，要求混凝土保水性能好，另外要求坍落度不但要保证泵送要求，同时也要保证混凝土流淌距离不能过长，以免分层施工衔接不上，形成冷缝。浇灌时混凝土坍落度一般控制在15—18cm左右，若粉煤灰掺量大，则坍落度可适当减小；(3)根据分层一次浇筑的最大方量、混凝土供料能力和运输时间，确定混凝土要求的初凝时间，保证分层衔接时混凝土不至初凝；(4)结合抗渗要求，掺入一定量的抗渗防裂剂，使混凝土的收缩得以补偿，减小收缩应力。
　　2.2.慎选施工方案，抓好施工准备工作。大体积混凝土施工前，施工单位必须制订出详细的施工方案；现场监理组要针对本工程实际情况制订出监理细则。在正式开盘浇捣前，监理工程师必须检查单位在技术上、组织上的落实情况：(1)去商品混凝土厂家考察（大城市多采用商品混凝土），检查原材料储备情况，生产设备的运行情况及供料能力等；(2)审查温度及温度应力的计算，要求大体积混凝土内外温度不超过25℃；(3)核实混凝土的试配结果是否满足设计和施工要求；(4)检查现场机械设备的配置，泵管的布置及阻力计算的合理性；(5)注意预埋件及预留孔洞是否齐全；(6)检查现场有无备用发电机；(7)核实近期的气象情况；(8)督促施工单位落实管理人员及施工人员的组织安排；(9)检查抗渗、抗压试模是否备齐。
　　2.3.浇筑过程中的质量监理。在一切准备就绪后，总监理工程师签署开灌令，正式开始浇筑混凝土。浇筑过程中，监理人员进行全过程旁站监理，及时纠正一些不规范的操作。旁站监理时，主要注意以下几点：(1)浇筑混凝土前先浇一层砂浆，以减小下部地基对上部混凝土的约束；(2)浇筑过程中随时去商品混凝土厂家检查配料是否按配合比进行；(3)运输出现异常要及督促施工单位与厂家联系；(4)出现堵管，要协助施工单位分析原因，尽快排除，避免因拖得过久，形成冷缝；(5)督促施工人员分层浇捣，严格控制分层厚度，及时移动泵管；(6)加强钢筋密集部位的振捣；(7)检查水平施工缝处理是否按方案要求进行，督促施工人员及时压实、拉毛；(8)督促施工单位按规范要求留设试块。
　　2.4重视养护环节的监理，保证养护工作的质量。大体积混凝土的养护工作是很关键的，而这一点往往被施工单位所忽视。大体积混凝土根据强度等级、现场条件及施工季节合理选用养护措施，高层建筑基础多采用覆盖保温保湿养护。混凝土初凝后要及时覆盖，要求覆盖必须严密，不能出现混凝土外露现象，覆盖层厚度由温度计算确定。混凝土内部预埋热电偶或预埋钢管测温，测温点被覆盖12小时后即开始测温，监理人员要督促施工单位及时测温，密切注意各点温度变化情况，一旦内外温差超过25℃，督促施工单位及时加强保温措施。对于掺粉煤灰混凝土，当覆盖层拆除后，仍必须浇水保湿养护至14天以上。
　　3．结束语
　　大体积混凝土的施工要早作准备，研究制订可靠、可行的施工方案。监理工程师要认真组织协调，取得各方的支持和配合，在此过程中要真正发挥“监帮结合”的作用，协助施工方解决一些技术难点，提醒施工方注意容易忽视而又不可忽视的环节。这样，大体积混凝土温差、收缩裂缝的出现是可以避免的。
　　参考文献：
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　　[2]刘俊贤：《大体积混凝土施工控制措施》，《施工技术》，2007，36(7)；
　　[3]郑亚峰，刘雪燕等。大体积混凝土温度裂缝与控制[J]。低温建筑技术，2008（2）。

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