浅析大体积混凝土施工及裂缝控制

　　摘要：大体积混凝土施工质量直接影响着工程的结构安全与工程造价，因此，需要通过科学合理的施工技术来控制其裂缝，保证工程质量。本文根据笔者多年的工作经验，对建筑工程大体积混凝土施工技术及裂缝控制进行探讨。

　　关键词：大体积混凝土,施工技术,裂缝控制

　　前言

　　大体积混凝土施工技术被广泛运用于建筑工程当中，于当今的工程建设中具有较为重要的地位。尤其是在工业和民用建筑工程中对于大体积混凝土的施工技术和施工质量的要求越来越高。大体积混凝士施工过程中最容易出现的质量问题便是工程结构的裂缝，工程结构的裂缝严重影响着工程的质量。出现工程结构裂的原因大多是由于水泥水化热导致温度的应力比混凝土的抗拉强度好高所造成的，本文通过对大体积混凝土施工技术进行探讨，以避免工程结构裂缝等影响工程质量问题的发生。

　　一、工程概况

　　某工程总建筑面积接近70000m2，该工程分为地下和地上部分，地下部分为21203 m2，其中地上部分为47929 m2。建筑物东西轴线234m.南北轴线宽84m。基础底板长236m，宽85.8m，该基础属于梁板式筏基。筏板厚500mm.基础梁500/5501700mm，混凝土总量约为13000m.属于大体积混凝土。底板设置纵向后浇带5条，横向后浇带1条，后浇带将底板划分为12个小块，每块底板的混凝土量为1000～1330m，后浇带属于温度后浇带。筏板(梁)混凝土强度等级为C30，抗渗等级为0.8MPa。

　　二、大体积混凝土施工

　　1施工段的划分

　　根据工程的筏板式基础长宽度、厚度.以及是否设计有后浇带等情况，合理划分施工段。一般情况，筏板式基础根据工程施工组织设计规定的施工流水段、筏板式基础厚度以及后浇带位置等划分。每一段应尽量一次浇筑成型，中间不得另行划分施工段。对于存在后浇带或基础边缘处无挡墙的基础，为确保后浇带或基础边缘筏板混凝土的密实性，在每段混凝土浇筑之前，在其边缘安装双层钢板网，并做可靠支撑。

　　2施工机械的选择

　　施工机械选择合理与否对基础混凝土浇筑质量及浇筑速度起决定性作用。对于使用预拌混凝土的工程，混凝土输送泵的数量应以6O～80m3(h·台1标准为依据进行布置.并应综合机械台班等经济效益。当基础厚度较薄(<500mm)、现场基坑周边场地比较宽阔的，可利用混凝土输送泵车进行施工：对于已经安装塔式起重机的现场。也可在泵送的基础上，利用塔式起重机辅助施工。

　　3混凝土施工

　　混凝土浇筑时总体上要分层、分块、分带浇筑，首先分层：筏板分层位置设在翻梁上。内翻梁施工缝设在筏板表面处，外周边翻梁施工缝设在距筏板上表面200arm处。分层处均按施工缝要求处理.外周边施工缝需加设止水钢板。其次分块：按施工图要求的“一纵、五横”后浇带，将整个筏板分割成l2块，即12个流水施工段。最后分带：在每个流水施工段内再分浇筑带，浇筑带宽按小于3m设置。斜面分层浇筑厚度不大于500mm。加强“二次振捣”，确保新旧带、新旧斜面分层的接茬处不出现冷缝。

　　根据工程具体情况.通过试验试配确定了C30、S6混凝土配合比(kg/m3)：水泥：砂：石：水=220：751：1147：148;掺和料(kg/m：UEA膨胀剂27kg，粉煤灰134kg。水灰比0.67，砂率39.6%。

　　(1)布料顺序：混凝土布料应由远而近分层分带进行。

　　(2)浇注带宽度计算：计划用两台输送泵：泵送能力30m3/(台·h);最长浇注带按50m计：板厚：500arm：混凝土初凝时间：2h34min：则混凝土的最大浇注带宽度为：(2x30x2.5)/(50X0.5)=6m。考虑施工时正值夏季，气温较高，为确保新旧带接茬处不出现冷缝.浇注带宽度计划为3m，则混凝土的接茬时间为lhl7min.远低于混凝土的初凝时间，能满足要求。

　　(3)浇筑混凝土时，采用拖式泵和汽车泵相结合的方法布料，拖式泵采用布料机(臂长15m)布料。布料时应在3m浇注带范围内移动布料。按1：6～1：10坡度斜面分层浇筑。为防止混凝土流淌过远，在浇注带处用密插短钢管的方法对混凝土封堵，但钢管必须在45min内拔出。如图所示。

　　图1 底板混凝土临时挡堵及振捣棒设置图

　　(4)混凝土的振捣：沿浇注斜面布置3排振捣器。振捣混凝土时，振动棒移动间距为400mm左右，振捣时间为15s，要快插慢拔，且防止过振。在混凝土终凝前(约第一次振捣后隔20～30min)，应进行第二次复振。如图1所示。

　　(5)排除泌水：混凝土分层浇筑时，上下层施工的间隔时间较长，经过振捣后混凝土的泌水和浮浆顺着混凝土坡面流到坑底。这部分泌水在混凝土浇筑完后流向未浇注的防水保护层上，应及时清理。

　　(6)“二次抹压”：在混凝土终凝前进行“二次抹压”(用木抹子边洒水边搓压)，消除混凝土早期干缩裂缝。

　　(7)留置施工缝：一旦因交通堵塞、停水、停电或机械等原因出现较长时间停顿，则应及时留置应急施工缝f利用已进场的混凝土留置较规整的接茬);恢复浇筑前，该处必须按施工缝的规定进行处理后，方可开始浇筑。混凝土浇筑中，应保证混凝土的供应。

　　4混凝土测温

　　混凝土测温采用小型电子测温仪测定，浇筑混凝土时事先在每个预定测温点上、中、下布置热敏电阻测温探头，并留出线头，编号记录、测温点布置。如图2所示。测温要求测混凝土的人模温度、测大气温度、混凝土表面温度、中部温度及下部温度，测温时间不少于30d，每天分别在2时、8时、14时、20时进行测温。

　　图2 测温点探头布置示意图

　　5混凝土养护

　　混凝土养护温度：应控制在两个25qC范围内。混凝土终凝后，根据测温记录.及时掌握温差变化。当混凝土表面和中心温度差925℃时，或混凝土的表面与环境温度差≥25℃时，均应及时采取调整保温的办法保温养护。

　　混凝土养护湿度：宜采用满蓄水养护。在混凝土k表面的四周及临浇筑方向的尚未终凝混凝土与已终凝混凝土分界处铺压一行机砖，用混凝土表面的浆体勾缝，注满水f水层厚度约50mm)养护。蓄水养护期不少于7d.然后采用洒水继续养护不少于7d。对翻梁部位采取麻袋片覆盖，经常浇水，保持湿润的方法进行养护。养护时间不少于14d。

　　三、大体积混凝土裂缝控制

　　大体积混凝土最易产生温度裂缝和干缩裂缝，裂缝的产生对强度及防水造成负面影响。裂缝产生的原因有：原材料、配合比、振捣、养护及温控等多项因素。为了控制裂缝的出现，着重从控制升温、延缓温降速度，减小混凝土收缩，提高混凝土极限拉伸，改善约束程度等方面，采取一系列技术保证措施。

　　1控制内约束温度裂缝的措施

　　(1)采用超大掺量粉煤灰混凝土，大幅度减少水泥用量，降低混凝土绝热温升是最直接简便的途径：

　　(2)掺加高效缓凝减水剂，减小收缩应力;高效缓凝减水剂可降低混凝土水灰比.减缓水泥硬化速度，从而使水化热分散释放，避免过于集中，达到控制温度升高的目的;

　　(3)控制混凝土内外温差、表面与外界温差，防止混凝土表面急剧冷却，加强混凝土养护，严格控制混凝土升温速度，使混凝土表面和内部温差小于25℃。混凝土终凝后采用表面满蓄水保温养护。

　　2控制外约束温度裂缝的措施

　　(1)增设板底滑动层(一道3mm厚SBS)，减小板底阻尼(抗滑摩阻约束力)，以消除基层约束和嵌固作用;

　　(2)控制混凝土出机温度不高于28，混凝土入模温度不高于32℃：

　　(3)采用超大掺量粉煤灰技术，利用混凝土后期强度，用R60替代R28作为设计强度;掺人高效减水剂以便泵送;粉煤灰的加人，可改善混凝土的和易性及可泵性部分取代混凝土水泥用量，减少混凝土单方水泥用量.降低混凝土中水泥的水化热及减小混凝土的收缩：

　　(4)采用对砂子遮阳防晒、对石子喷洒凉水冷却以及对散装水泥提前储备，避免新出厂水泥温度过高等措施，来降低混凝土的出机温度;

　　(5)合理安排施工工序，采用分带斜面分层浇筑法进行薄层浇捣，均匀上升，以便于散热：

　　(6)加强混凝土的养护，蓄水养护7d，洒水养护7d，使混凝土表面缓慢冷却;

　　(7)大体积混凝土裂缝控制计算。

　　通过大体积混凝土内温度应力来确定.即水化热绝热温升值、各龄期混凝土收缩变形值、各龄期混凝土收缩当量温差、混凝土的温度收缩应力、抗裂安全度等来方面进行计算。

　　依据计算结果，当综合温差△T不超过25℃时，可保证混凝土不出现温度应力裂缝，如果超过.则必须采用加厚保温材料及塑料薄膜的方法提高混凝土表面养护温度(即Th)，使得混凝土内外温差控制在25℃之内，方可保证不出现裂缝。

　　四、筏板式基础后浇带施工

　　1后浇带的留设及支模

　　本工程后浇带共计约650m，底板厚500mm，减去钢筋保护层厚度及钢筋直径，净高只有350mm，加之后浇带中间有300arm宽钢板止水带。所以，用普通支模方法很难施工，因模板封闭不严会造成混凝土漏浆，致使后浇带后期施工极为困难。通过实践，采用钢筋骨架为支撑，钢板网及铁丝网为隔离层的永久模板支模方法，很好地解决了以上难题。详见图3。

　　图3底板后浇带模板示意图

　　2混凝土洗筑

　　严格按施工方案的流水作业要求进行。浇筑混凝土前须检查钢丝网模板的加固和支撑。在混凝土浇筑和振捣过程中.应特别注意分层浇筑厚度和振捣器距钢丝网模板的距离。为防止混凝土振捣中水泥浆流失严重，应限制振捣器与钢板网模板的距离不小于50cm，混凝土浇筑厚度≤300mm，以免因浇筑厚度较大钢丝模板的侧压力增大而向外凸出、造成尺寸偏差。

　　3预防外界水及杂物侵入底板后浇带的防护措施

　　(1)为防止外界雨水从侧墙外流人带内，在后浇带两端侧墙处各增设挡水砖墙，墙两侧抹水泥砂浆。

　　(2)在带宽两侧50cm处用砂浆或砖砌垒起宽5cm左右的挡水带，以防止地下室底板施工积水流入后浇带。

　　(3)为防止杂物落入后浇带内，在底板混凝土浇筑完毕，拆除模板并清理干净后浇带，室内底板后浇带用防水胶合板覆盖固定，底板外缘后浇带用混凝土预制盖板封盖。

　　4后浇带混凝土浇筑

　　(1)浇筑前先清除钢筋表面锈层，施工缝处混凝土表面重新凿毛，浇水冲刷干净并保持湿润。浇筑前用喷枪(用水和空气)清理底板表面的流浆、铁锈粉末、零星混凝土渣屑和积水冲洗往积水坑。积水坑处设抽水泵，将坑内积水抽至地面排水井。

　　(2)后浇带内的后浇混凝土，使用微膨胀的混凝土灌实。微膨胀混凝土采用掺加膨胀外加剂与早强减水剂。混凝土的强度比原设计混凝土提高一级。后浇带混凝土浇筑后浇水养护时间不得少于28d。

　　(3)后浇带混凝土的浇灌时间，以设计要求为准。

　　五、结束语

　　大体积混凝土可以分块施工，加快了施工进度.缩短了施工工期。加强后浇带的细部做法，重点底板、梁板、外墙后浇带的模板支设，不仅提高了工程的整体结构质量.减少了渗漏水的因素，而且在后期施工中省时省力，取得了良好的工艺效果，并同类工程提供参考。

《浅析大体积混凝土施工及裂缝控制》

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