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大体积砼裂缝控制施工技术总结[摘要]:随着超高层建筑的发展，超高层建筑的基础大部分均为典型的大体积砼工程，在大体积砼工程施工过程中，对温度裂缝的控至关重要，本文通过对5#楼超高层住宅项目基础底板大体积砼施工技术的总结，为类似项目的施工提供参考。[关键词]:大体积砼温度监测裂缝控制引言随着经济的高速发展，大体积混凝土被越来越多的运用在高层及超高层建筑的片筏基础或箱形基础、人防及地下建筑、大型公共建筑的基础底板，桩基础的承台、高层建筑转换层结构等关键部位。大体积混凝土施工过程中，如果在配合比设计、温差控制、浇筑方法、混凝土养护等方面处理不当，会造成因温差应力、收缩等原因形成的有害裂缝，从而影响建筑物使用功能和安全。针对该问题，本文将以5#楼超高层住宅项目基础底板大体积混凝土工程施工经验来编写成技术总结，提高公司大体积砼的施工水平，从而提高公司在本行业领域的竞争力。1大体积混凝土特点1.1大体积混凝土的定义对于大体积混凝土，目前国内尚无一个确切的定义。日本建筑学会标准（JASS5）规定：“结构断面最小厚度在80㎝以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25°C的混凝土，称为大体积混凝土”。它主要的特点就是体积大，一般实体最小尺寸大于或等于1m.它的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。1.2行业现状近十几年来，高层建筑的发展，其基础多采用了箱基、筏基等大体积混凝土,具有以下几个特点：1、混凝土设计强度较高，单方水泥用量较多，水化热引起的混凝土内部温度较大；2、结构断面内配筋较多，整体性要求较高；3、基础结构大多埋置地下，虽受外界温度变化的影响较小，但要求抗渗性能较高。因此，如何控制混凝土的内外温差和温度变形而造成的裂缝，提高混凝土的抗渗、抗裂和抗侵蚀性能，是建筑工程大体积混凝土施工中的一个关键问题。1.3大体积混凝土裂缝产生的原因1.3.1水泥水化热水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热，实际上内部的最高温度，多数发生在浇筑后的最初3～5天。1.3.2外界气温变化大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起温度变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达60～65℃，并且有较长的延续时间。因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。1.3.3混凝土的收缩混凝土中约20℅的水分是水泥硬化所必须的，而约80℅的水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后，再处于水饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不利的。影响混凝土收缩，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺（特别是养护条件）等。2施工概况2.1工程概况项目5#楼，地下2层，地上42层，建筑高度132.05米，建筑面积43083平方米，通过连通口与已建地下室连通，建筑类别为超高层住宅。设计的基础形式为灌注桩+筏板基础。基础底板厚度2.2米，基础底板长54.88米，宽28.68米，底板四角为倒角形式，底板总面积：1490平方米。基础底板板面标高-7.85米，板底标高-10.05米，板底为100厚C15砼垫层。基础底板砼采用C40（P8），底板底层钢筋4～7层，面筋2～4层双向钢筋，电梯基坑部位砼局部厚度达7.2米。未设施工缝和后浇带，一次浇筑完成，砼一次浇筑量4500立方米，属典型的大体积砼工程。图1.基础底板平面图、剖面图2.2大体积砼施工控制目标优化大体积混凝土配合比，最大限度地减少因水化热引起的混凝土温差应力产生的裂缝以及混凝土收缩产生的裂缝。采用一次性整体浇注混凝土的方法，取消后浇带有利于提高结构的整体性、抗渗性、同时提高了结构的抗震能力。减少了施工工序之间的交叉，取消了各种施工缝的处理工作，从而简化了施工程序，加快了施工进度。2.3.1避免施工冷缝混凝土采用分层浇筑：每层厚度50cm，上层与下层混凝土之间浇筑间歇不得小于30min，但不得大于砼初凝时间；考虑采用自然斜坡砼的浇筑方法，浇筑顺序为：分段定点、一个坡度、薄层浇筑、循序推进，一次到顶的方法，提高泵车的效率，保证了上下层砼不超过初凝时间。通过以上合理安排浇筑流程、设备、人员来避免施工冷缝的产生。图2分层浇筑示意图2.3.2避免温度裂缝、收缩裂缝大体积砼在施工养护期间，外界气温的变化对大体积砼的开裂有重大影响。砼内部温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温度和砼的散热温度三者的叠加。外界温度越高，砼的浇筑温度也越高。外界温度下降，尤其是骤降，大大增加外层砼与砼内部的温度梯度，产生温差应力，造成大体积砼出现裂缝。因此控制砼表面温度与外界气温温差，也是防止裂缝的重要一环。砼的拌合水中，只有约20%的水分是水泥水化所必需的，其余80%要被蒸发。砼中多余水分的蒸发是引起砼体积收缩的主要原因之一。这种收缩变形不受约束条件的影响，若存在约束，就会产生收缩应力而出现裂缝。因此应该从商品砼原材料、外加剂选用、砼入模温度控制、保温保湿养护、电子测温等方面控制温差小于25度，避免温度裂缝和收缩裂缝的产生。3防止大体积混凝土产生裂缝主要措施3.1方案控制方案准备：作为大体积砼施工的指导性文件，施工方案必须具体详细，并经多次论证后实施。设备准备：需提前与商品砼公司协商，确保浇筑设备的完好性，并且有备用设备。物资准备：主要准备养护及应急物资，包括：彩条布、麻袋、养护用水、塑料薄膜、测温设备等技术准备：做好浇筑前的砼试配工作，主要测定试配砼的强度、和易性、水化热量等参数、为正式浇筑提供技术参数。劳动力组织：砼浇筑持续时间达较长的时候，需准备2个施工班组，每8个小时轮换一次，在劳动力数量和质量上保证大体积砼施工质量。3.2施工流程控制（避免施工冷缝）采用分层分段法浇筑混凝土。分层振捣密实以使混凝土的水化热能尽快散失。还可采用二次振捣的方法，增加混凝土的密实度，提高抗裂能力，使上下两层混凝土在初凝前结良好。也可采用在下层混凝土面上预留沟槽，以加强上下层混凝土的连接。3.3原材料控制3.3.1水泥普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，便混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此确定采用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥，标号为P.O42.5。（1）在满足强度和耐久性等要求的前提下，宜选用低热或中热的矿渣水泥、火山灰水泥（发热量270~290kJ/kg）、严禁使用安定性不合格的水泥。（2）由于大体积混凝土工程量大，水泥用量多，水泥供应难以做到按施工要求的品种标号一次进场，因此要加强水泥进场的检验和试配工作。3.3.2粗细骨料粗骨料：采用碎石，粒径5-31.5mm，含泥量不大于1%。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。碎石和卵石均可，并采取连续级配或合理的掺配比例。其最大粒径不得大于钢筋最小间距的3/4。当采用泵送混凝土时，为了提高混凝土的可泵性和控制增加水泥用量，可参照表5-7-13选用。骨料中不得含有有机杂质，其含泥量应=1%表1泵送大体积混凝土粗骨料最大粒径（㎜）管道直径（㎜）100125150砾石304050碎石253040细骨料：采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。宜选用粗砂或中砂，含泥量应≤3%。当采用泵送混凝土时，其细度模数以2.6～2.8为宜。控制细砂以0.3㎜筛孔的通过率为15～30%；0.15㎜筛孔的通过率为5～10%。3.3.3粉煤灰由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求，采用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰的掺量控制在10%以内，采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。为了减少水泥用量，可掺入水泥用量10%的粉煤灰取代水泥。外加剂。为了满足和易性和减缓水泥早期水化热发热量的要求，宜在混凝土中掺入适量的缓凝型减水剂。3.3.4配合比设计设计配合比时尽量利用混凝土60天或90天的后期强度，以满足减少水泥用量的要求。但必须征得设计单位的同意和满足施工荷载的要求。混凝土配合比，应根据使用的材料通过试配确定。一般要求水泥用量宜控制在260～300kg/m3。水灰比应≤0.6。砂率应控制在0.33～0.37（泵送时宜为0.4～0.45）。坍落度应根据配合比要求严加控制，当采用商品混凝土泵送时，坍落度的增加应通过调整砂率和掺用减水剂或高效减水剂解决，严禁在现场随意加水以增大坍落度，并应控制在10～14㎝为宜。3.3.5原材料选用应注意的事项1、粗骨料宜采用连续级配，细骨料宜采用中砂。2、外加剂宜采用缓凝剂、减水剂；掺合料宜采用粉煤灰、矿渣粉等。3、大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下，应提高掺合料及骨料的含量，以降低单方混凝土的水泥用量。4、水泥应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥，优先采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。但是，水化热低的矿渣水泥的析水性比其它水泥大，在浇筑层表面有大量水析出。这种泌水现象，不仅影响施工速度，同时影响施工质量。因析出的水聚集在上下两浇筑层表面间，使混凝土水灰比改变，而在抽水时又带走了一些砂浆，这样便形成了一层含水量多的夹层，破坏了混凝土的粘结力和整体性。混凝土泌水量的大小与用水量有关，用水量多，泌水量大；且与温度高低有关，水完全析出的时间随温度的提高而缩短；此外，还与水泥的成分和细度有关。所以，在选用矿渣水泥时应尽量选择泌水性的品种，并应在混凝土中掺入减水剂，以降低用水量。在施工中，应及时排出析水。3.4温度控制和混凝土养护为了掌握大体积砼的温升和降温的变化规律，以及各种材料在各种条件下的温度影响，需要对砼进行温度监测控制。3.4.1测温点的布置必须具有代表性和可比性。沿浇筑的高度，应布置在底部、中部和表面，垂直测点间距一般为500～800㎜；平面则应布置在边缘与中间，平面测点间距一般为2.5～5m。当使用热电偶温度计时，其插入深度可按实际需要和具体情况而定，一般应不小于热电偶外径的6～10倍，测温点的布置，距边角和表面应大于50㎜。3.4.2测温制度在砼温度上升阶段每2～4h测一次，温度下降阶段每8h测一次，同时应测大气温度。所有测温孔均应编号，进行砼内部不同深度和表面温度的测量。测温工作应由经过培训、责任心强的专人进行。测温记录，应交技术负责人阅签，并作为对砼施工和质量的控制依据。3.4.3测温工具的选用为了及时控制砼内外两个温差，以及校验计算值与实测值的差别，随时掌握砼温度动态，宜采用热电偶或半导体液晶显示温度计。采用热偶测温时，还应配合普通温度计，以便进行校验。在测温过程中，当发现温度