基础大体积砼的绕筑方案 [基础大体积砼的施工浅谈]

　　【摘 要】大体积砼具有形体庞大、混凝土数量较多、工程条件复杂、施工技术和质量要求高、混凝土绝热温升高和收缩等特点。本文主要研究基础大体积砼出现裂缝的种类、原因以及如何防止大体积砼的开裂，如何在施工组织和施工技术上采取必要的措施来控制和防止大体积砼出现裂缝。
　　【关键词】大体积混凝土；温度控制；裂缝
　　1．基础大体积砼的特点与裂缝产生的原因
　　1.1 砼强度级别高，水泥用量较大，收缩变形大，产生裂缝
　　混凝土体积越大，水泥总用量相对大，水泥水化产生的热量越不易散发，温升越高，引起的体积变化也越大。大体积混凝土浇注后，内部温度远较外部高，形成较高的温差，造成内涨外缩，使构件表面产生很大拉应力以至开裂。对于大体积砼施工阶段来说，由于温度变形而引起的裂缝，可称为“初始裂缝”或“早期裂缝”。
　　1.2 受约束，产生拉应力，产生裂缝
　　砼体积变化受约束会产生内应力。约束条件有两种，即外约束和内约束。外约束是指结构物的边界条件，一般指基础或其他外界因素对结构物的约束，水泥水化后期，散发热量大于放热量，构件温度降低，体积收缩，受边界条件约束，产生拉应力。如现在比较常见的地下室桶式结构、剪力墙结构受基础约束明显。内约束是由于内部水泥水化热不易散发，表面则易于散发，内部体积膨胀，表面则体积收缩（特别是遇气温骤降或过水），受内部约束，产生拉应力。这时产生的一般是表面裂缝。
　　1.3 抗拉能力低，产生裂缝
　　混凝土是脆性材料，抗压能力较高，抗拉能力较低。抗拉强度仅为抗压强度的1/10左右；极限拉伸也很小，通常不足1×10－4。大体积混凝土温度变形受约束时产生的拉应变（或拉应力）很容易超过极限拉伸（或抗拉强度）而产生裂缝。大体积混凝土结构设计中，通常要求不出现拉应力或只出现很小的拉应力，但施工中，大体积混凝土结构由于温度的变化而产生很大的拉应力，要把这种温度变化所引起的拉应力限制在允许范围以内是非常困难的。
　　1.4 外界气温变化
　　大体积砼在砼施工阶段，它的浇注温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会大大增加内外层砼温差，这对大体积砼施工极为不利。
　　温度应力是由于温差引起的温度变形造成的；温度应力与温差成正比，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。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。
　　2．控制温度裂缝发展的基本措施
　　2.1 基础大体积砼的材料选择与质量要求
　　水泥。施工中应选用水化热较低的水泥以及尽量降低单位水泥用量(每减少10kg水泥，降低温度1℃)。由于货源限制我们在工程中选用525号普通砼酸盐水泥。
　　粗细骨料。粗骨料选用5～40mm单粒级卵石。细骨料采用中粗砂，其细度模数为218。降低混凝土的干缩。
　　混合料及外加剂。混凝土中掺入水泥重量0.25%左右的木质素磺酸钙，可明显延缓水化热释放的速度，推迟水化热峰值的出现；同时可减少10%拌和用水，节约水泥，降低水化热。混凝土中掺入适量粉煤灰，不仅可以改善混凝土的工作度，减少混凝土的用水量，减少泌水和离析现象；同时代替部分水泥，减少水化热。掺入适量UEA膨胀剂，有效地补偿混凝土干缩冷缩，增加密实性，提高抗渗能力。
　　2.2 控制混凝土的拌合温度
　　Tc=∑Ti*W*C/∑W*C
　　Tc 混凝土拌合温度
　　T 温度
　　W 重量
　　C 比热
　　W*C 热当量
　　考虑到砼在运输过程中受日晒等因素，入模温度比搅拌温度略高3℃。
　　2.3 混凝土配合比与浇筑
　　根据选用的材料，确定混凝土配合比，采用塔吊运输，混凝土坍落度控制在3～5cm；C35PS8混凝土配合比(kg/m3)参考可为水泥:黄砂:石子:水=330:771:1087:173。混凝土浇筑采用斜面一次浇筑，分层厚度为43cm左右，在斜面下层混凝土未初凝时(初凝时间为3h左右)进行上层混凝土浇筑，在不同部位用3台振动棒分上、中、下3个层次，采用循环推进,一次到顶的办法，以消除冷凝，增强混凝土的密实性，保证防水质量。
　　2.4 混凝土测温
　　为了掌握大体积混凝土的温度变化规律，及时了解温差对大体积混凝土质量的影响，采取常规测温技术，对底板混凝土的上、中、下进行布点观测，以便采取相应的技术措施，防止混凝土开裂。有效控制温差梯度，要符合《混凝土工程施工及验收规范》(GB50204-92)中混凝土表面和内部温差“不宜超过25℃”的要求。
　　3．大体积砼的施工工艺
　　3.1 严格按技术规范施工
　　分块分层浇筑混凝土，有利于错开拌合物内各层的水化时刻，分散混凝土的放热峰值。一般在第一层混凝土还未初凝时，浇注上一层。在振捣上一层时，振动棒应插入下一层50～100mm，以消除两层之间的接缝，振动时间不宜过长（每点振捣时间一般以20～30s为宜，但还应视砼表面呈水平，不再显著下沉，不再出现气泡，表面泛出灰浆为准），防止石子下沉造成混凝土结构不均匀。混凝土在浇筑、振捣过程中，上涌的沁水和浮浆顺混凝土坡面下流到坑底，应通过侧模底部开孔将沁水排出基坑。当混凝土大坡面的坡脚接近顶端模板时，改变混凝土浇筑方向，形成集水坑，及时用水泵将沁水排除。在浇筑完毕到混凝土初凝之前，粗抹面一次，混凝土接近终凝时，应用木模第二次抹光，消除混凝土表面的龟裂裂纹。采取措施控制浇筑温度，如拌和用水以碎冰形式加进混凝土拌合物中，使新拌混凝土的温度被限制在6℃左右；在施工现场搭建遮阳蓬，防止烈日爆晒混凝土表面等。必要时可以预埋冷却水管，用循环水进行人工导热，以降低混凝土的内部温度。
　　3.2 养护工作
　　砼养护是大体积砼施工中一项十分关键的工作。主要是保持适宜的温度和湿度，以便控制砼的内外温差，促进砼强度的正常发展，防止产生表面裂缝。对大面积的底板面，一般可采用先一层塑料簿膜后二层草包作保温保湿养护。草包应迭缝，骑马铺放，并经常洒水，保持潮湿状态最少7d。当条件许可时，也可采取在混凝土表面喷雾降温、润湿空气等养护措施，在模板底部采取预先冷却的技术措施等。养护期间，应采取遮阳和挡风措施，以控制温度和干热风的影响。拆模后应立即回土或在覆盖保护，同时预防近期骤冷气候影响，以控制内表温差，防止混凝土早期和中期裂缝。 当环境相对湿度小于60%时，自然养护不应少于28d；当环境相对湿度在60%以上时，自然养护不应少于14d.
　　4．结束语
　　大体积砼产生裂缝是多种原因形成的，在大体积砼施工中，合理选用施工材料，优化砼配合比，优化砼供应，采用科学的施工方法，严格施工管理，加强大体积砼养护，就可以降低混凝土温度应力，提高砼本身抗拉性能，减少裂缝的产生，从而保证工程质量。
　　参考文献：
　　[1]王国柱. 高层建筑基础大体积砼温度裂缝产生机理及控制措施[J]四川建筑科学研究, 1998,(04) .
　　[2]唐晓雪,余忠. 大体积混凝土施工裂缝防止措施[J]四川建筑科学研究, 2006,(05) .
　　[3]王顶堂. 大体积混凝土裂缝控制技术应用研究[J]安徽建筑工业学院学报(自然科学版), 2008,(06) .
　　[4]刘京红,梁钲等. 大体积混凝土施工中的温度监测及裂缝控制[J]河北农业大学学报, 2008,(02) .