大体积混凝土裂缝的防止和预控.docx

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大体积混凝土裂缝的防止和预控

大体积混凝土裂缝的防止和预控

摘要:

大体积混凝土裂缝的防止和预控是工程质量管理工作中的重点,能否达到预控的目标将直接影响到全部工程的结构质量。

首先必须设计强有力的措施,同时必须在具体实施过程中严格要求,建立完善的信息反馈制度、报警制度,全过程地进行预防控制,确保影响结构体可能产生裂缝的各项因素指标值始终保持在预控目标以内。

关键词:

大体积混凝土裂缝防止和预控

1工程概况及特点

常州市天豪大厦工程由常州德禾置业有限公司建设;上海广联建设发展有限公司出具的《天豪大厦工程岩土工程勘察报告》;常州市规划设计院设计;江苏东方建设项目管理咨询有限公司监理;南通万通建设工程有限公司承建。

本工程地下室2层,地上33层,为框架剪支墙结构体系,其基础筏板厚度1.8m为大体积混凝土,设计采用C45P8预拌混凝土浇筑,根据后浇带的划分,整个筏板分四块进行浇筑,每块混凝土体积约3500m3。

2简析——大体积混凝土开裂及危害

首先,应控制出现在混凝土升温阶段的表面裂缝。

大体积混凝土在硬化期间的水泥水化过程,会释放大量的水化热,使混凝土中心及中部区域产生很高的温度而混凝土表面和边界受气温影响,温度较低,这样形成较大的内外温差,使混凝土内部产生应力,表面产生拉应力,当温度超过一定的限度,其产生的温度应力极易使新浇筑混凝土产生裂缝。

其次,应控制出现在混凝土降温阶段的收缩裂缝。

当混凝土降温时,混凝土由于逐渐散热而产生收缩,再加上混凝土硬化过程中,由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发,以及胶质体的胶凝等作用,促进了混凝土的收缩。

这两种收缩在进行时由于受到结构本身的约束,以致产生较大的收缩应力（拉应力）,当这种收缩应力超过一定的限度,其所产生的温度应力就p温控目的:

通过温控施工技术措施的落实,结合大体积混凝土施工用料及工艺要求,做到大体积混凝土工程施工技术先进、经济合理、安全适用、确保质量、防止有害裂缝、特别是贯穿裂缝的产生,混凝土表面温度裂缝宽度应小于设计、规范要求。

4大体积混凝土用料质量控制

采用商品混凝土,防止出现冷缝和冻胀破坏,并结合温差和降温收缩控制等,控制如下。

（1）所用材料必须符合现行国家标准规定。

（2）水泥选用低热的水泥品种。

（3）掺加Ⅰ级粉煤灰,掺加抗裂纤维0.9kg/m3外加剂。

（4）粗细骨料的选择。

①采用2.5mm～31.5mm连续级配碎石以减少每立方米的用水量,即可在相同水灰比情况下减少每立方米混凝土的用水量和水泥用量。

②采用中砂以减少每立方米混凝土的用水量和水泥用量。

③控制砂、石的含泥量,石子含泥量控制在0.5%之内,吸水率不大于1%,所含泥土不得呈块状或包裹石子表面,砂的含泥量控制在1%以内,以免增加混凝土收缩及降低混凝土的抗拉强度。

（5）采用良好可泵性混凝土配合比,混凝土坍落度根据泵送要求设计为160±20mm,混凝土初凝时间根据预拌场区至施工现场的路程及出料设计为6h。

（6）控制混凝土浇筑温度。

混凝土从出料后,经搅拌车运输,卸料、泵送、下料、振捣等工序后的混凝土温度称浇筑温度,即入模温度。

5大体积混凝土施工工艺控制

根据工程情况,采取如下措施。

（1）混凝土均采用预拌混凝土泵送入模。

（2）泵送预拌混凝土流动性大,施工采用“分段定点,一个坡度,薄层浇筑,循序推进,一次到顶”的斜面浇筑方法,以便缩小混凝土暴露面积,加大浇筑面积及加大浇注强度（确保每小时混凝土供应量每台泵不小于50m3）措施以利缩短浇筑时间。

（3）混凝土振捣时,根据筏板厚度设为5层摊铺,每层的摊铺厚度为360mm。

（4）采用一台汽车泵（45M臂长）和一台座泵共内作业,使浇筑呈弧形向前进行,以便混凝土泌水随混凝土浇筑流向两侧,用软水轴泵及时排除泌水。

（5）混凝土表面处理:

浇筑后4小时左右用长括尺按标高刮平,然后在混凝土初凝前人工找平抹压一次,随即打磨机进行全面打磨,人工表面收抹拉毛,闭合混凝土早期可能的收缩裂缝。

（6）混凝土养护措施。

①混凝土终凝后立即养护,养护期间混凝土表面保护湿润。

②采用表面覆盖保温保湿养护方法,维持混凝土表面温升和降低表面温度降低速度,避免混凝土表面裂缝和收缩裂缝。

③进行温控施工现场监测与试验。

6大体积混凝土温度、保温层的测算

（1）温度测算。

施工期间平均气温通过实测-8m左右基坑平均温度为Ta=7℃,混凝土入模温度实测平均值为,T0=16℃。

配合比:

C45P8,P.042.5级水泥用量mc=421kg/m3,每kg水泥水化热量Q=461J/kg,混凝土的比热容C取0.96Kj/kg.K,混凝土的质量密度ρ=2400kg/m3,则混凝土中心最终温升值:

Tmax=mc·Q/C·ρ=421×461/0.96×2400=84.2℃。

考虑到混凝土绝热温升与筏板的厚度（H=1.8m）和不同龄期的关系,混凝土中心温度应该为:

Tmax’=T0+T（t）·ξ

（2）保温层测算

混凝土表面保温保证温度:

Tb=Tmax’-△Tmax=52.5-25=27.5℃

保温层厚度（棉布、麻袋）:

δ=0.5Hλi（Tb-Ta）·K/λ·△Tmax

其中λ1=0.13W/m·K,为棉布、麻袋导热系数,K为导热修正系数,取K=1.5。

λ=2.3W/m·K,为混凝土导热系数;

当H=1.8m时,

δ=0.5×1.8×0.13×（27.5-7）×1.5/2.3×25=0.06m=6cm。

7养护措施

养护目的是保持混凝土水化需要的温湿度,本工程保湿养护选用塑料布一层直接覆盖,保温养护选用麻袋二层（约5cm）,再采用棉布进行不透风保护;保温养护是大体积混凝土施工的关健环节,通过保温养护可降低大体积浇筑块体的里外温差,以降低混凝土块体的约束应力,其次可降低混凝土降温速度,充分发挥利用混凝土抗拉强度,以提高混凝土块体承受外约束应力时的抗裂能力,达到防止或控制温度裂缝的目的;同时,在养护过程中保持良好湿度和防风条件,使混凝土在良好的环境下养护。

8温控现场监测

8.1监测内容

出机温度、入模温度、浇筑温度、混凝土块体升降温、里外温差、降温速度及环境温度。

8.2监测仪表及测温元件

根据《块体基础大体积混凝土施工技术规程》YBJ224-91规定,测温元件测温误差应不大于0.3℃,并应做好防护防水处理,温度记录误差应不大于±1.0℃。

测温元件安装前,必须经过浸水24h后进行筛选。

测温采用铜-康铜热偶作温度测试的传感器,二次仪表采用DR090L数字温度巡回检测仪。

8.3测温元件安装及保护

（1）测温元件安装位置应准确,固定牢固,并与结构钢筋及固定金属体绝热。

（2）测温元件的引出线应集中布置,并加以保护。

（3）混凝土浇筑过程中,下料时不得直接冲击测温元件及其引出线,振捣时,振捣器不得触及测温元件及其引出线。

8.4测温点布置

（1）测温点布置原则。

测温点布置具有代表性,能全面反映大体积混凝土各部位的温度,考虑大体积混凝土全断面包括中心和上表面、下表面;全平面包括中部和边角区。

（2）测温点布置。

考虑对称性,在筏板上布置10个平面点,竖向3个层次,包括混凝土模板温度点,表面温度点、环境温度点。

8.5温度监测制度

混凝土浇筑和养护期间,每一小时测读一次,每1天作一次温度分析比较。

6、温控指标。

根据设计要求及规范要求制定如下温控指标:

（1）混凝土的内外温差△Tmax≤25℃,超过22℃时报警。

（2）混凝土平均降温速度V≤3℃,超过1.5℃时报警。

（3）混凝土浇筑温度≥28℃规范要求时,严格检查发生的原因,如发生异常原因对工程质量有影响的坚决制止用入本工程,同时对入模温度较高的混凝土必须加强部位温度监控,包括温升速度及观察保温效果。

9信息化监控实施步骤及其结果

（1）混凝土终凝后,立即采用塑料布进行密封铺盖作防湿养护,上面覆盖二层麻袋作保温养护,相互搭接确保不露出混凝土面,再在上面覆盖一层土工棉布作防风养护。

（2）后续施工诸如放线、柱体对焊钢筋必须揭开保温层时,局部进行完工一块覆盖一块。

（3）准备充足的保温材料,以防止大体积混凝土实际内表温差、降温、温升超出指标,根据测温信息,一旦报警立即加盖,并严密监控。

（4）待混凝土表层温度与环境平均温差小于10℃时撤消保温养护层。

（5）每天对温度变化信息作一次全面分析,根据结果采取相应的措施,确保方案的实施。

（6）通过监测的结果显示,发现筏板混凝土中心的最高温度达到59.4℃（D测点部位）,超过了理论计算的结果,当其内外温差值达到22℃时立即报警,我们根据预案迅速采取措施加强了覆盖,当温差值达24.6℃时,不再上升,这时混凝土表面温度为36.6℃;另外还发现日降温超过3℃现象,通过分析研究,被日晒部位温度变化较大之缘故,我们在日晒部位再加盖一层塑料布后,日降温始终控制在2.8℃以下,所有指标完全达到了预控目标。

经过早期的养护、温控监测和自检,基础筏板并未出现有害裂缝;经主管部门、业主方、监理方的联合检测与检查,本工程大体积混凝土内实外光,质量良好,达到了信息化施工的目的。

10结语

大体积混凝土裂缝的防止和预控是一项系统性工程管理,关系到工程的全面质量管理,从施工方案的确定,到机械设备的管理,原材料质量控制,混凝土搅拌、运输、泵送浇筑,养护及钢筋工程、模板工程等,尤其是温控施工技术的全面有效实施,每个环节,都必须认真细致地进行规范化实施;通过对天豪大厦基础筏板大体积混凝土裂缝的防止和预控,我们认为,在常规施工和蓄热养护情况下完全能控制和防止大体积混凝土的温度裂缝。

参考文献

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[2]梁宗海.试论大体积混凝土施工技术的应用[J].商业文化（学术版）,2008,7.

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