李振起

摘  要  本文介紹了在施工中通過(guò)控制配合比、澆筑、養(yǎng)護(hù)等一系列措施，防止基礎(chǔ)和地下室外墻等大體積混凝土出現(xiàn)變形裂縫的經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞  大體積混凝土 溫度應(yīng)力 防治
一、 工程概況
烏魯木齊金輝大廈工程位于友好北路，位于繁華的友好商業(yè)圈，周邊原有建筑密集，場(chǎng)地狹小。主樓地上30層，裙樓地上5層，主樓地下室3層，裙樓地下室2層。建筑面積48600m２，框架剪力墻結(jié)構(gòu)。
1、大體積混凝土筏板基礎(chǔ)施工
工程采用上翻式承臺(tái)、地梁的筏板基礎(chǔ)，底板厚1000mm，承臺(tái)地梁高1800mm。平面形狀為矩形，長(zhǎng)52m×寬42m，主樓與裙房間設(shè)一條寬800mm后澆帶。基礎(chǔ)地下室混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40，抗?jié)B等級(jí)S8，基礎(chǔ)混凝土約3530m３。
本工程基礎(chǔ)混凝土工程量大，基坑較深，為確保基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的整體性和安全性，考慮施工搭接和市區(qū)施工的困難，基礎(chǔ)底板以后澆帶為界分成A、B兩段施工： A段為后澆帶以西的裙房部分， 混凝土量1350m３；B 段為后澆帶以東的主樓部分，混凝土量2180m３。每段水平向不留施工縫，一次性澆筑；豎向在基礎(chǔ)上翻梁以上500mm處設(shè)施工縫。
混凝土下料振搗時(shí)按“分層、分段、連續(xù)不斷地薄層澆筑”的原則進(jìn)行，底板部分先澆筑并注意振搗密實(shí)，上翻梁部分在底板部分澆搗后2h再行澆筑，使底板混凝土有一定的沉落時(shí)間，混凝土澆筑至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，用長(zhǎng)刮尺刮平，清除殘余浮漿后用木耙鐵板打光，混凝土收水后用鐵板反復(fù)壓光，壓閉混凝土表面毛細(xì)孔，提高混凝土防水性能和表面觀感。
二、  混凝土裂縫產(chǎn)生的原因分析
1、混凝土中產(chǎn)生裂縫有多種原因，主要是溫度和濕度的變化，以及結(jié)構(gòu)不合理，原材料不合格（如堿骨料反應(yīng)），模板變形，基礎(chǔ)不均勻沉降等。混凝土硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，在表面引起拉應(yīng)力。后期在降溫過(guò)程中，由于受到基礎(chǔ)約束，又會(huì)在混凝土內(nèi)部出現(xiàn)拉應(yīng)力。氣溫的降低也會(huì)在混凝土表面引起很大的拉應(yīng)力。當(dāng)這些拉應(yīng)力超出混凝土的抗裂能力時(shí)，即會(huì)出現(xiàn)裂縫。混凝土的內(nèi)部濕度變化很小或變化較慢，但表面濕度可能變化較大或發(fā)生劇烈變化。如養(yǎng)護(hù)不周、時(shí)干時(shí)濕，表面干縮形變受到內(nèi)部混凝土的約束，也往往導(dǎo)致裂縫。本文重點(diǎn)討論由溫度應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫。
2、 基礎(chǔ)大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因
混凝土升溫階段，由于混凝土內(nèi)部與表面散熱速率不一樣，在其表面形成較大的溫度梯度，從而引起較大的表面拉應(yīng)力。同時(shí)，此時(shí)混凝土的齡期較短，抗拉強(qiáng)度很低，溫差產(chǎn)生的表面拉應(yīng)力，超過(guò)此時(shí)的混凝土極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生表面裂縫。此種裂縫一般產(chǎn)生在混凝土澆筑后的第3天。
混凝土降溫階段，由于逐漸降溫而產(chǎn)生收縮，再加上混凝土硬化過(guò)程中，由于混凝土內(nèi)部拌合水的水化和蒸發(fā)以及膠質(zhì)體的膠凝等作用，促使混凝土硬化時(shí)收縮。
這兩種收縮由于受到基底或結(jié)構(gòu)本身的約束，也會(huì)產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，直至出現(xiàn)收縮裂縫。
三、 混凝土裂縫防治
1、 正確選定混凝土配合比
（1）根據(jù)上述對(duì)大體積混凝土和地下室外墻混凝土產(chǎn)生裂縫的原因，混凝土配合比的設(shè)計(jì)及選定非常重要。經(jīng)過(guò)反復(fù)試配，選定的配合比中水泥∶水洗砂∶石子∶水為1∶3.52∶4.86∶0.44，另MNC-TH外加劑1.8%，UEA微膨脹劑0.2%，礦粉0.5%。
（2）本配合比的特點(diǎn)和作用
本工程通過(guò)降低水泥用量以防止大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生，在保證混凝土強(qiáng)度的前提下，通過(guò)摻加高性能磨細(xì)礦粉，取代部分水泥以減少水泥用量。磨細(xì)礦粉的摻量為膠凝材料用量的18%。
選擇減少水泥用量不是選用初凝時(shí)間長(zhǎng)、水化熱低的礦渣水泥，因?yàn)榈V渣水泥的析水性比普通硅酸鹽水泥強(qiáng)，在澆筑層表面有大量水析出。析出的水聚集在上下兩澆筑層的表面，容易造成混凝土的水灰比改變，形成了一層含水量多的夾層，妨礙兩層混凝土粘合，破壞混凝土的整體性，這種混凝土的泌水性與用水量成正比。
目前用作混凝土摻合料的除磨細(xì)礦粉外，還有粉煤灰和沸石粉等。由于粉煤灰的耐久性不如磨細(xì)礦粉，沸石粉則需水量甚大，摻入后增加混凝土泌水性，故選用八鋼礦粉作為本工程混凝土的摻合料。
3、 混凝土的溫度控制和養(yǎng)護(hù)
（1）混凝土基礎(chǔ)的溫度控制和養(yǎng)護(hù)
為預(yù)防止混凝土內(nèi)外溫差超過(guò)限值而產(chǎn)生溫度裂縫，在混凝土內(nèi)布置測(cè)溫點(diǎn)，掌握基礎(chǔ)內(nèi)部實(shí)際溫度變化情況，監(jiān)視溫差波動(dòng)，以指導(dǎo)養(yǎng)護(hù)工作。
基礎(chǔ)澆搗時(shí)氣溫較底，在混凝土表面用木夯緊壓整平后，覆蓋一
層塑料薄膜，兩層草袋，并澆水濕潤(rùn)，此后根據(jù)溫控?cái)?shù)據(jù)確定覆蓋材料的增減。混凝土基礎(chǔ)的測(cè)控點(diǎn)共布置30點(diǎn)，另有薄膜下溫度測(cè)點(diǎn)
6個(gè)，大氣溫度和室內(nèi)溫度各2個(gè)測(cè)點(diǎn)。
施工儀器安裝埋設(shè)允許偏差
序號(hào) 儀器名稱 測(cè)量位置 允許誤差（mm）
   水平向 垂直向
1 測(cè)溫計(jì) 幾何圖形中心 ±50 ±50
2 測(cè)縫計(jì)（裂縫計(jì)） 儀器中心點(diǎn) ±50 ±50
3 測(cè)試計(jì) 儀器中心點(diǎn) ±50 ±50
4   

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，大體積混凝土的溫差變化在1～72小時(shí)內(nèi)波動(dòng)最大，因此在這段時(shí)間現(xiàn)場(chǎng)值班不間斷測(cè)量，測(cè)試頻率為每2小時(shí)一次，測(cè)試時(shí)要求記錄以下數(shù)據(jù)：①混凝土入模溫度；②每次測(cè)溫時(shí)間，各測(cè)點(diǎn)溫度值；③各部位保溫材料的覆蓋和去除時(shí)間；④澆水養(yǎng)護(hù)或恢復(fù)保溫時(shí)間；⑤異常情況如雨、風(fēng)等發(fā)生的時(shí)間。
測(cè)溫前確定混凝土內(nèi)中心溫度與表面薄膜下溫差達(dá)到27℃時(shí)，必須采取應(yīng)急措施，實(shí)測(cè)溫度顯示大多數(shù)測(cè)試點(diǎn)溫差值在25℃以下，僅有1點(diǎn)一度溫差值超過(guò)29℃，現(xiàn)場(chǎng)采取停止?jié)菜�養(yǎng)護(hù)和覆蓋雙層草袋后在1h內(nèi)即以提高表面溫度來(lái)降低內(nèi)外溫差。
四、 幾點(diǎn)體會(huì)
地下室工程完成后，基礎(chǔ)大體積混凝土表面和外墻混凝土表面均無(wú)明顯裂縫出現(xiàn)，達(dá)到了預(yù)期目的。
1、泵送商品混凝土施工的地下室外墻易出現(xiàn)收縮裂縫，但只要措施得當(dāng)，還是可以避免或得以控制的。關(guān)鍵在于：
(1)在保證混凝土強(qiáng)度的前提下，盡可能降低每立方混凝土的水泥用量。
(2)盡可能將墻板的水平鋼筋置于混凝土外側(cè)，控制混凝土保護(hù)層厚度不得超厚，水平鋼筋的間距盡可能小于150mm。
(3)嚴(yán)格控制混凝土坍落度，絕不允許現(xiàn)場(chǎng)加水。
(4)并盡可能延長(zhǎng)拆模時(shí)間，澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)大于30d。
2、基礎(chǔ)大體積混凝土施工控制表面溫度裂縫的產(chǎn)生，首先應(yīng)從選定混凝土配合比入手。只要對(duì)摻合料、緩凝減水劑等選擇合適，通過(guò)試配完全可以大大降低每立方混凝土的水泥用量，降低混凝土的溫升內(nèi)因，從根本上減少升溫階段的裂縫產(chǎn)生。
3、摻加高性能磨細(xì)礦粉能有效地降低每立方混凝土的水泥用量，其性能優(yōu)于粉煤灰。
4、對(duì)基礎(chǔ)混凝土而言，養(yǎng)護(hù)措施極為重要，應(yīng)根據(jù)施工時(shí)的氣溫、
測(cè)溫情況，采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)方法。布置合理的測(cè)溫手段是必不可少的，可以為養(yǎng)護(hù)提供調(diào)整依據(jù)。
五、結(jié)束語(yǔ)
以上對(duì)混凝土的裂縫原因及溫控措施進(jìn)行了理論和實(shí)踐上的初步探討，雖然建筑業(yè)對(duì)于混凝土裂縫的成因和計(jì)算方法有不同的理論，但對(duì)于具體的預(yù)防和改善措施意見(jiàn)比較統(tǒng)一，同時(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用效果也是比較好的，具體施工中要觀察、多比較，出現(xiàn)問(wèn)題后多分析、多總結(jié)，結(jié)合多種預(yù)防處理措施，混凝土的裂縫是完全可以避免的。 通過(guò)了解裂縫的原因，采取系統(tǒng)防裂措施，可以控制裂縫的產(chǎn)生。在施工中所采取的各種防裂措施應(yīng)配合使用，缺一不可。
參考文獻(xiàn)：
1、王鐵夢(mèng)，《建筑物的裂縫控制》［M］。上海：科技出版社，1987
2、鐘作明，《大體積混凝土裂縫成因與施工控制措施》《管理觀察》，2008