浅谈基础大体积混凝土裂缝控制
论文关键词：大体积混凝土 裂缝现象 控制措施
论文摘要：在现代工业与民用建筑中，大体积混凝土的工程规模越来越大，结构形式也越来越复杂，但常常出现裂缝现象是大体积混凝土结构施工中的一个重大研究课题。文章针对基础大体积混凝土裂缝控制进行了探讨。
基础大体积混凝土裂缝控制是建筑施工的一个难题，文章通过某办公楼工程基础混凝土浇筑实践的分析，从原材料、混凝土配合比设计、结构构造和施工养护措施等多方面对其进行探讨，同时提出一些经过实践检验，行之有效的裂缝控制措施。
1工程概况
该工程总建筑面积71 797 m2，地下2层，地上37层，裙楼4层，总高度154.4 m，为内筒外剪超高层结构。基础混凝土6 300 m3，主楼、裙楼部分底板厚度为2.5 m，核心筒底板最大厚度为6.3 m。浇筑期间气温18～36 ℃。为确保混凝土工程质量，严格控制超规范裂缝出现，本工程采用综合控温防裂措施，取得了较为理想的效果。
2控温防裂技术措施
2.1严格控制原材料质量
浇筑前所有原材料均按有关规范抽检其质量指标。浇筑过程中，由施工单位不定期抽检商品混凝土搅拌站所用原材料质
量，发现问题及时纠正。
2.2按高性能混凝土确定配合比
该工程原设计用42.5R普通硅酸盐水泥配制C40混凝土，考虑到核心筒底板最大厚度达6.3 m，采用42.5R普通硅酸盐水泥水化热较高，而且从高性能混凝土的观点出发，采用32.5R普通硅酸盐水泥可以满足强度要求，故采用32.5R普通硅酸盐水泥。
2.3采用补偿收缩混凝土技术
采用补偿收缩混凝土是防止超规范裂缝出现的可行办法之一。施工人员筛选出优质膨胀剂，并在掺量及膨胀条件上予以充分考虑，为取得良好的防裂效果创造了必要条件。
2.4增设构造钢筋防裂抗裂
在混凝土侧面增设φ12水平防裂钢筋，使水平钢筋间距不超过100 mm。该核心筒底板周长很大，其收缩值将十分明显，因此仅靠混凝土本身抗裂是不够的。实践证明，在构造上适当增加防裂抗裂钢筋，对防止裂缝的出现起到了不可忽视的作用。
2.5采取严格的养护措施
该工程采用了3项养护措施：混凝土表面收光后立即覆盖一层塑料薄膜，以防止早期失水出现塑性裂缝；根据测温结果，适时在塑料薄膜上覆盖2～3层棉毡保温，同时在混凝土中部设置冷却水管降温；在塑料薄膜下适时补水，以保证水泥和膨胀剂发挥补偿收缩作用的充分条件。
3施工中注重的问题
3.1测温点布置图
测温点布置的原则应使不同施工区段、不同标高处的混凝土温升均能得到监控。该承台混凝土的施工方案为自北向南一次连续浇筑，混凝土的初凝时间控制在8～10 h，采用4台混凝土泵自北向南全断面推进，混凝土供应量应保证在初凝时间内，使流淌距离达15～20 m的混凝土得以振捣密实并能及时覆盖。
该工程测温点布置采用“V”型布置，在混凝土断面上布置3～5个温度传感器，即2.5 m厚处为3个温度传感器，5 m厚处为5个温度传感器，保证不同施工区段、不同标高处的混凝土温升均可在显示屏上得到反映，从而及时指导温控工作。
3.2关于混凝土内部的最高温升
影响混凝土内部最高温升的主要因素：混凝土配合比中的水泥强度等级、品种和水泥用量；混凝土入模湿度；混凝土厚度；混凝土内部冷却系统效率等。
取两个具有代表性的点：A点靠承台北侧（2.5 m厚）一个点；B点为核心筒底板（5 m厚）上一个点。浇筑该承台北侧（A点）时的气温为36 ℃，混凝土入模温度达29 ℃。混凝土浇筑顺序为从北向南连续浇筑，A点附近的混凝土最先完成浇筑，在较高入模温度作用下，水泥加速水化放热并在内部积聚，混凝土中心最高温度达到72.8 ℃，而5 m厚B点处混凝土内部最高温度只有72.1 ℃。这一现象与混凝土温升规律相悖，究其原因在于泵送商品混凝土流动性较大（出机坍落度在220 mm以上），承台较厚，混凝土浇筑过程中流淌距离长达15～20 m，因此在B点客观上形成了分层浇筑，从而使水泥水化热得以分层释放，避免了温峰迭加，使B点最高温升得以降低。
3.3关于混凝土温差控制
一般认为，大体积混凝土裂缝防治的关键在于控制混凝土温差小于25 ℃，最大不得超过30 ℃。但对于厚度和体量均较大，而且采取一次性连续浇筑的混凝土结构而言，在混凝土温升早期阶段，这一限定可适当放宽，这样不仅降低了施工和温控难度，而且有利于增进混凝土（掺活性矿物掺合料）早期强度，提高混凝土自身抗裂能力。
该承台2.5 m厚A点处混凝土浇筑后22～34 h期间，混凝土中心与表面温差一度达到34.4 ℃，测温结束后检查该处混凝土均未出现裂缝。主要由于在混凝土浇筑早期升温阶段强度较低或呈塑性状态，混凝土弹性模量很小，由变形变化引起的应力很小，温度应力可忽略不计。但在混凝土降温阶段，温差必须控制在30 ℃以内，而且降温速率不能过快，否则很容易引发温度收缩裂缝。该承台2.5 m厚处降温速率平均为1.5 ℃/d，5 m厚处降温速率平均为1.39 ℃/d。实践表明，养护温度越高，掺用活性矿物掺合料的结构内部混凝土强度越高。因此，该承台C40混凝土14 d强度应超过标准强度的80%，由温差引起的收缩
应力远小于该龄期混凝土的抗拉强度，所以没有出现温度裂缝。
该承台采用掺粉煤灰和膨胀剂的补偿收缩混凝土，增设了水平抗裂钢筋，从材料和构造角度提高了混凝土抗裂能力。同时采用分层浇筑，一次连续完成6 300 m3混凝土的整体浇筑施工。在施工和养护期间，对全场混凝土进行了温度测控。混凝土拆膜后，侧面平整光滑，表面未出现任何有害裂缝。该承台混凝土施工实践证明：①采用“双掺”、补偿收缩技术和60 d甚至90 d龄期强度验收，优选配合，尽可能减少水泥用量，可以最大程度地降低混凝土温升，为混凝土防裂抗裂创造有利条件；②增设抗裂构造钢筋，可有效减少混凝土表面裂缝；③混凝土施工采用分层浇筑，可延长水泥水化放热时间，减缓混凝土降温速率，减小温度应力，有利于控制混凝土内部收缩裂缝；④混凝土表面及时充分补水养护是充分发挥膨胀剂效能，防止超规范裂缝出现的重要条件。
关于混凝土温差控制一般认为，大体积混凝土裂缝防治的关键在于控制混凝土温差小于25 ℃，最大不得超过30 ℃。但对于厚度和体量均较大，而且采取一次性连续浇筑的混凝土结构而言，在混凝土温升早期阶段，这一限定可适当放宽，这样不仅降低了施工和温控难度，而且有利于增进混凝土（掺活性矿物掺合料）早期强度，提高混凝土自身抗裂能力。
该承台2.5 m厚A点处混凝土浇筑后22～34 h期间，混凝土中心与表面温差一度达到34.4 ℃，测温结束后检查该处混凝土均未出现裂缝。主要由于在混凝土浇筑早期升温阶段强度较低或呈塑性状态，混凝土弹性模量很小，由变形变化引起的应力很小，温度应力可忽略不计。但在混凝土降温阶段，温差必须控制在30 ℃以内，而且降温速率不能过快，否则很容易引发温度收缩裂缝。该承台2.5 m厚处降温速率平均为1.5 ℃/d，5 m厚处降温速率平均为1.39 ℃/d。实践表明，养护温度越高，掺用活性矿物掺合料的结构内部混凝土强度越高。因此，该承台C40混凝土14 d强度应超过标准强度的80%，由温差引起的收缩应力远小于该龄期混凝土的抗拉强度，所以没有出现温度裂缝。
4结束语
该承台采用掺粉煤灰和膨胀剂的补偿收缩混凝土，增设了水平抗裂钢筋，从材料和构造角度提高了混凝土抗裂能力。同时采用分层浇筑，一次连续完成6 300 m3混凝土的整体浇筑施工。在施工和养护期间，对全场混凝土进行了温度测控。混凝土拆膜后，侧面平整光滑，表面未出现任何有害裂缝。该承台混凝土施工实践证明：①采用“双掺”、补偿收缩技术和60 d甚至90 d龄期强度验收，优选配合，尽可能减少水泥用量，可以最大程度地降低混凝土温升，为混凝土防裂抗裂创造有利条件；②增设抗裂构造钢筋，可有效减少混凝土表面裂缝；③混凝土施工采用分层浇筑，可延长水泥水化放热时间，减缓混凝土降温速率，减小温度应力，有利于控制混凝土内部收缩裂缝；④混凝土表面及时充分补水养护是充分发挥膨胀剂效能，防止超规范裂缝出现的重要条件。
参考文献：
1 张宏伟.大体积混凝土裂缝控制［J］.市政技术，2010（S1）
2 卓平立、孟宪丽.大体积设备基础混凝土施工裂缝控制［J］.山西建筑，2008（31）
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