大體積砼施工裂縫控制對策研究

　　【論文摘要】隨著我國業(yè)的發(fā)展，高層建筑、超高層建筑不斷涌現(xiàn)，各種大型場館不斷投入建設，高層建筑的箱形基礎或筏形基礎都有大體積的砼結構，還常有深梁以及轉換層、轉換大梁，這些結構對砼的施工技術提出了更高的要求，施工企業(yè)在具體施工過程中，常常出現(xiàn)裂縫問題，并且近年來日趨增多。

某工程總建筑面積14萬m2，根據(jù)工程進度安排，該基礎砼屬于冬季大體積砼施工。其中A樓主樓地上29層、地下2層，深基坑砼為C40P8，基坑砼最深處達6.0m，一次性澆筑約2500m3；B樓主樓地上44層、地下2層，深基坑砼為C40P8，基坑砼最深處達6.9m，一次性澆筑約4500m3。本文結合該工程就有關大體積砼澆筑常見的裂縫控制問題進行較深入的研討。
　　1.大體積砼溫度和溫度應力計算
1.1砼內(nèi)部最高溫升值
該溫度為基礎底板砼內(nèi)部中心點的溫升高峰值，該溫升值一般都略小于絕熱溫升值，一般在砼澆筑后3d左右產(chǎn)生，以后趨于穩(wěn)定不再升溫，并且開始逐步降溫。由于砼內(nèi)部最高溫升值為69℃，因此將砼表面的溫度控制在44℃左右，這樣砼內(nèi)外溫差不會超過規(guī)范規(guī)定的25℃，表面溫度的控制可采取調(diào)整保溫層的厚度得以實現(xiàn)。
1.2溫度應力計算
在砼澆筑后水化熱值達到最大時，計算此時由溫差和收縮差引起的溫度應力。采用425號硅酸鹽水泥拌制的砼，在養(yǎng)護溫度20℃左右，齡期18d的強度可達到設計強度的85%左右，摻加了JM-3防水劑后，齡期18d的強度可達到設計強度的95%以上。C40砼的抗拉強度設計值為1.71MPa/mm2，設計強度的95%為1625N/mm2。
砼表面溫度在18～20℃，水化熱引起最高溫度的天數(shù)在澆筑砼后3～5d，所用水泥為425硅酸鹽水泥，強度為37%～50%，相當C20強度。如溫差控制在：△T=T1-T2=69-44=25℃H(t)=0.35σ1(+)=1.0×10-5×2.246×104×25/2×0.35=0.98<1.1(N/mm2)符合要求。如溫差△T控制在25℃以上如30℃時，H(t)=0.35σ1=1.0×10-5×2.246×104×30/2×S(t)
=1.18N/mm2>1.1Ν/mm2(承臺則會開裂)。
　　2.大體積砼冬季施工準備工作
2.1選擇
2.1.1水泥
普通水泥水化熱較高，在砼內(nèi)部溫升過高，與砼表面產(chǎn)生較大的溫差，使砼內(nèi)部產(chǎn)生壓力，表面產(chǎn)生拉力。當表面拉力超過早期砼抗拉強度時就會產(chǎn)生溫度裂縫，通過摻加合適的外加劑可以改善砼的性能，并提高砼的抗?jié)B能力。
2.1.2外加劑
通過分析比較及過去在其他工程上的使用經(jīng)驗，四季仁恒項目采用JM-3砼防水劑，摻量為水泥重量的8%，該防水劑能明顯提高硬化后的砼抗?jié)B性能，同時還具有防水、降低水化熱峰值、對砼收縮有補償功能，可提高砼的抗裂性。
2.2現(xiàn)場準備工作
2.2.1基礎承臺鋼筋及柱、墻插筋應分段盡快施工完畢，并進行隱蔽工程驗收。
2.2.2將基礎底板上表面標高抄測在柱、墻鋼筋上，并作明顯標記，供澆筑砼時采用。
2.2.3澆筑砼時預埋的測溫管及保溫所需的塑料薄膜、草袋應提前準備好。
2.2.4人員、施工人員、后勤人員、測溫人員、保溫人員等晝夜排班，堅守崗位，各負其責，保證砼連續(xù)澆筑的順利進行。
　　3.大體積砼冬季施工措施
3.1砼澆筑
3.1.1砼采用商品砼，用砼輸送泵將砼泵送到澆筑地點，需采用一臺汽車泵與3臺固定泵。
3.1.2砼澆筑時應采用“分區(qū)定點、一個坡度、循序推進、一次到頂”的澆筑工藝，劃定澆筑區(qū)域，每臺泵車負責本區(qū)域的砼澆筑，澆筑時先在一個部位進行，直至達到設計標高，砼形成扇形向前流動，然后在其坡面上繼續(xù)澆筑，循序推進。這種澆筑方法能較好地適應泵送工藝，使每車砼均澆筑在前一車砼形成的坡面上，確保每層砼之間的澆筑間歇不超過規(guī)定的時間，同時可解決頻繁移動泵車的問題，也便于澆筑完的部位進行覆蓋保溫。
3.1.3砼澆筑應連續(xù)進行，間歇時間不得超過3.5h，過時仍不能繼續(xù)澆筑時，需采取應急措施，即在已澆筑的砼面上插&12短鋼筋，長度1m，間距500mm，呈梅花狀布置，同時將砼表面用塑料薄膜或草袋覆蓋保溫，以保證砼表面不受凍。
3.1.4由于砼坍落度比較大，會在表層鋼筋下部產(chǎn)生水分，或在表層鋼筋的上部產(chǎn)生細小裂縫。為了防止出現(xiàn)這種裂縫，在砼初凝前采取二次抹面壓實措施。
3.2砼測溫
3.2.1基礎底板砼澆筑時應設專人配合預埋測溫，測溫熱電偶分別埋置在不同的部位。
3.2.2測溫工作應連續(xù)進行，每4h測一次，持續(xù)測溫18d及砼強度達到設計強度的要求，并經(jīng)技術部門同意后方可停止測溫。
3.2.3測溫時發(fā)現(xiàn)砼內(nèi)部最高溫度與表面溫度之差達到25℃或溫度異常時，應及時采取應對措施。
3.3砼養(yǎng)護
3.3.1砼澆筑及二次抹面壓實后應立即覆蓋保溫，經(jīng)計算得出先在砼表面覆蓋一層塑料薄膜，然后在上面覆蓋四層草袋內(nèi)含二層塑料薄膜，頂上再蓋一層塑料薄膜。
3.3.2新澆筑的砼水化速度比較快，蓋上塑料薄膜后進行保濕養(yǎng)護，防止砼表面因脫水而產(chǎn)生干縮裂縫，同時可避免草袋因吸水受潮降低保溫性能。
3.3.3柱、墻插筋及后澆帶部位是保溫的難點，要特別注意蓋嚴，防止造成溫差較大或局部受凍。
3.4蓄熱保溫、控制內(nèi)外溫差
砼澆筑完成后(終凝前)應對砼進行蓄熱保溫， 控制砼表面溫度，控制降溫速率，減少溫度梯度(溫度梯度控制按JBJ224-91規(guī)程規(guī)定，砼澆灌承臺的降溫速度不宜大于1.5℃/d，因砼總體降溫緩慢，可充分發(fā)揮砼徐變特性降低溫度應力)，使砼內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)。為達到此目的要及時對砼溫度進行測量，隨時測量內(nèi)外溫差，以調(diào)整覆蓋保溫厚度，當內(nèi)外溫差小于25℃時，可逐步撤除保溫層。
3.4.1覆蓋保溫材料厚度計算
d=0.5Hλ1(Ta-Tb)K/λ2(Tmax-Ta)
d—保溫層厚度；H—砼承臺厚度(m)
λ1—保溫材料導熱系數(shù)(W/HK)，草袋取0.055
λ2—砼導熱系數(shù)(W/HK)，取2.5；Tmax-砼最高溫度
Ta—砼表面溫度；Tb—大氣溫度(可按平均氣溫取值)
K—傳導系數(shù)修正值，取1.0
d=0.5×6.9×0.055×(44-5)×1.0/2.5×(69-44)=0.08(m)
所以應采用四層塑料薄膜和四層草袋覆蓋養(yǎng)護。
3.4.2蓄熱保溫時間計算
按砼最高溫度69℃計算，砼澆筑后半個月內(nèi)以日平均溫度5℃計算，拆除保溫層時間以砼承臺中心溫度與外界溫差小于25℃為標準，則承臺中心最高溫度應降到25+5=30℃以內(nèi)。最高溫度降溫數(shù)為69-30=39℃，按日平均降溫1.5℃計算，則需要39/1.5=26d，故保溫時間不得少于26d，具體應以實測溫度計算溫差決定。
鑒于本工程為150m超高層結構，承臺體積大，僅基礎大體積砼的工程造價約為700萬元左右，又值冬季施工，建設、設計、監(jiān)理、施工等單位對溫控方案十分重視，經(jīng)過技術可行性方案比較，最后決定選用覆蓋蓄熱保溫法，基本上達到溫控目標�！�

【參考文獻】
［１］孟昭光,李智慧,閆海義,吳云霞.冬季混凝土澆筑的熱工計算[J]．東北水電, 1998, (05).
［２］遲培云,楊旭,李金波.大體積混凝土的冬季冷法施工技術[J]．低溫技術, 2000, (03).

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