摘要：在地下室底板大体积混凝土施工过程中,只有对混凝土的原材料、配合比、浇筑、养护、温度检测等进行了严格控制,才能有效地限制地下室底板混凝土的裂缝产生,因此，本文作者结合工程实例对地下室大体积混凝土温度裂缝产生的原因及裂缝控制的具体措施进行了分析。

关键词：地下室；大体积混凝土;裂缝;原因；控制措施某变电站生产办公综合楼,地上5层,地下1层,钢筋混凝土筏形基础承台板,厚度为2.1～3.0m。地下室底板及承台一次现浇最大混凝土量为8200m3 ,混凝土强度等级为C30,为商品混凝土。外墙混凝土需与底板同时浇筑,施工缝设置在底板表面以上300mm高处。

1．工程难点

1.1．混凝土一次浇筑数量大。本工程一次性连续浇筑混凝土方量多达8200m3,施工时间长,必须连续浇筑,防止冷缝或施工缝的出现,工艺要求高,受环境影响大。

1.2．温度场梯度大,极易产生裂缝。

1.3．混凝土强度及抗渗等级较高,水泥用量大,水化热高,内外温差较大。

1.4 质量缺陷难以修补。大体积混凝土工程中的质量问题很难发现和探测,一旦出现有害裂缝,后果十分严重。

2．商品混凝土技术要求

商品混凝土必须可泵性好,坍落度18±2cm,初凝时间8～10h,终凝时间不超过16h,防水等级1.2MPa。为确保底板混凝土施工质量,对混凝土供应厂家的配合比设计及水泥、骨料、外加剂等原材料提出明确质量要求,并且到厂家取样回来做检验和试配,进行配合比优化。

3．混凝土浇筑方案选择及实施

该工程地下室底板面积较大,长度为160m,中段设一道1m宽的后浇带,分成两个施工段,每一施工段中部设1条膨胀加强带进行分区,的如图1所示。

1m宽膨胀加强带1m宽后浇带 1m宽膨胀加强带

图1 地下室底板混凝土浇筑的分段分区示意

膨胀加强带与底板混凝土用钢板网分隔,每一分区的底板采取斜面分层一次浇筑到顶的方法施工,每一浇筑层厚度为200mm,如图2所示。膨胀加强带的混凝土也与底板混凝土一起浇筑,每一施工段的混凝土一次连续浇筑36h,不留施工缝。配置四台混凝土输送泵,前后保持约为3m的距离,滚动式推进,避免施工冷缝的现象。

图2每一分区混凝土的分层浇筑示意

膨胀加强带混凝土的宽度设计为1m, 内掺10%的CEA - B微膨胀剂,混凝土强度等级提高一级,同时,要求膨胀加强带处底板的钢筋不断开。

混凝土中掺加复合液(为水泥用量的4% ) ,使混凝土有较好的流动性和缓凝性,提高混凝土的抗拉强度和抗裂性能。混凝土的坍落度最大为180mm,初凝时间延长到6h。若采用普通的分层浇筑方法,势必使混凝土流淌较远,易形成施工冷缝。在施工现场,与浇筑方向垂直处,每隔40m设置一道钢板网,以便与膨胀加强带的分隔相吻合,并阻止混凝土任意流淌,相对缩小浇筑面积,保证混凝土在浇筑过程中不出现施工冷缝。此外,与底板相接的外墙柱的混凝土强度等级,与底板混凝土强度等级不一致,也采用钢板网进行分隔,以确保低强度等级混凝土不流入到高强度等级混凝土中去。

4．大体积混凝土裂缝产生的原因

混凝土中产生裂缝有多种原因,主要是温度和湿度的变化、混凝土的脆性和不均匀性以及结构不合理、原材料不合格(如碱骨料反应) 、模板变形、基础不均匀沉降等。大体积混凝土的温度应力计算和裂缝控制尤为重要,其裂缝产生的规律是:温差和收缩越大,裂缝越大;温度变化和收缩的速度越快越容易开裂;地基对结构的约束作用越大越容易开裂;温度变化梯度越大越容易开裂。大体积混凝土之所以开裂,主要是混凝土所承受的温度应力与混凝土本身的抗拉强度之间矛盾发展的直接结果。因此,为了控制大体积混凝土温度裂缝的展开,就必须从降低温度应力和提高混凝土本身的抗拉性能这两方面综合考虑。

5．大体积混凝土的裂缝控制

5.1．优化配合比,降低水化热

在征得设计者同意的情况下,尽可能减少水泥用量,每m3 混凝土水泥用量为290kg。选用低热普通硅酸盐水泥,所有水泥存放时间不少于1个月,掺加高效复合型外加剂和混合料(粉煤灰),使混凝土用水量减少25%。

5.2．材料的选择

控制骨料级配和含泥量,以减少混凝土收缩。选用10.40连续级配碎石,砂率控制在40%～50% ,砂石的含泥量不大于1%。

5.3．严格控制混凝土的入模温度

混凝土入模温度直接影响到混凝土的内部最高温度,采用每m3掺和40kg冰替代同重量的水搅拌混凝土、对碎石洒水降温、保证水泥库通风良好、在泵机位置搭设遮阳棚、浇筑现场搭设遮阳防雨棚、泵送管道上铺设湿麻袋等措施,保证混凝土的入模温度在25℃以下。www.tmgc8.com

5.4．合理地分缝分区和安排施工顺序,以改善混凝土的约束条件

采用“分层循环推进、薄层浇筑、循序推进、一次到顶“的浇筑工艺,减少浇筑厚度,加快混凝土浇筑速度,缩短浇筑时间,以避免出现冷缝。在混凝土初凝前进行表面二次振捣,并增加混凝土的压光次数,以减少表面的收缩裂缝。

5.5．加混凝土的抗裂能力

由于地下室底板钢筋的保护层较大,对该部位的素混凝土侧壁增加20mm×20mm的钢丝网,同时在底板中部增加一道<16@200的水平抗缩钢筋网片,以增加混凝土的抗裂能力。
5.6．混凝土内部温度的控制

在构造上对底板中部增加一层1号镀锌管@1000的水冷却循环水管,通入冷却水,以降低混凝土内部温度,使其控制在80℃以下。

5.7．混凝土养护

在混凝土终凝后及时覆盖一层塑料薄膜和二层麻袋保温养护,并浇水湿润。为加强混凝土的保温,模板在4d后方可拆除,拆除模板后立即在表面覆盖轻型保温材料(泡沫海绵) ,并淋水养护。养护由专人负责,养护时间为14昼夜。

6．温度检测

6．1．概述

根据混凝土的水化热绝热温升值计算公式

Tmax =WQ /Cp式中Tmax ———混凝土的最大水化热温升值;W ———每立方米混凝土的水泥用量;Q———每千克水泥水化热量;C———混凝土的热比,取0.99×103J /kg·℃;p———混凝土的质量密度,取2400 kg/m3。经计算得出底板混凝土水化热绝热温升最大值为69.39℃,然后计算出混凝土龄期各阶段降温温差、收缩当量温差、弹性模量,从而计算出累计最大温度应力为1.551 N /mm2 ,小于C30混凝土标准抗拉强度3.0 N /mm2 ,表明按此配合比施工,在充分养护的条件下,混凝土自身在龄期各阶段内部产生的温度应力均小于其本身的标准抗拉强度,不会出现温度裂缝。因此,关键是控制混凝土内部与混凝土表面的温差。

6.2．实施

采用建筑电子测温仪,沿混凝土上表面、中心、下部三处设测温点,三点为一组,共设150组,每2h记录一次温度数据,共记录1.2万个,并绘制成温度变化和内表温差曲线。根据测温记录得知,在混凝土浇筑后3～5d,混凝土内部最高温度达74.8℃,最高温升达35.6℃,平均温差为19℃,最大温差为22℃。测温持续2周。经过15天,整个地下室底板施工完毕,并通过了有关部门验收。

7．结语

地下室底板大体积混凝土的施工质量除了必须满足强度、整体性、抗渗等要求外,还必须解决控制因变形而产生裂缝的技术难题。本工程由于在设计上、构造上采取了必要的措施,在施工过程中对混凝土的原材料、配合比、浇筑、养护、温度检测等进行了严格控制,有效地限制了地下室底板混凝土的裂缝产生，从而达到了理想的效果。

参考文献

[1]赵杰.大体积防水混凝土防渗抗裂控制的技术应用[J].广东建材,2006年09期.

[2]王利恒.地下室底板大体积混凝土施工技术[J].中国科技信息,2007年19期.

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