大体积混凝土底板浇筑裂缝防治措施浅析|大体积砼底板裂缝

  【摘 要】混凝土浇筑中的裂缝控制是长期困扰人们的一个难题。尤其对大体积混凝土裂缝控制而言,一方面它们混凝土体积大,另一方面这些部位混凝土标号相对较高,因此更易开裂。裂缝会加速混凝土碳化和钢筋锈蚀,并产生恶性循环,严重破坏混凝土结构的安全性和耐久性,裂缝控制显得更为重要。本文对大体积混凝土底板浇筑裂缝防治措施进行分析,并探讨实际工作中的相应解决措施。
  【关键词】大体积混凝土;基础底板;连续浇筑;裂缝
  众所周知,在大体积混凝土基础施工中,由于水泥水化热的积累与传导,随着所浇筑的混凝土龄期的增长,混凝土内部的温度变化有一个明显的升、降温过程,同时在混凝土内部各点温度也有差异。温度变化将引起混凝土体积变形,当混凝土变形受边界条件约束(外约束)在混凝土体内出现应力(通常称为“温度应力”)。当其拉应力超过混凝土抗拉强度极限时,混凝土就会出现裂缝。
  在以往这类大体积混凝土施工中,因水泥水化热所引起的温度应力剧烈变化而导致混凝土浇筑块体发生有害裂缝,给混凝土基础结构强度、整体性、抗震性及耐久性造成严重隐患。为了控制上述有害裂缝,目前国内外在大体积混凝土施工中经常采取两种施工方法:一是设置伸缩缝以及水平分层或垂直分块和跳仓浇筑等。它的明显不足是增加了施工难度,有技术间隙,延长了施工周期。二是一次性连续浇筑而不留施工缝的方法,采用这种施工方法,必须有效地控制大体积混凝土中水泥水化热引起的温升,严格控制混凝土内外温差,降温速度及控制混凝土强度发展过程中的收缩,同时要采取结构有效措施,才能提高混凝土的抗裂能力。
  大体积混凝土一次性浇筑时,大体积混凝土温度控制的目的就是对混凝土的初始温度(浇筑温度)和混凝土内部的最高温度进行人为的控制。温度控制措施必须建立在严密的科学基础上,温度控制的内容包括材料的选择、混凝土的配合比(特别是水泥用量)、原材料的预冷却、浇筑层的厚度与方法以及采取的养护手段、后期保护等。以上几个因素是相互依存又相互影响的,其中混凝土养护时的温度控制尤为重要。大体积混凝土的养护,不仅要满足强度增长的需要,更主要是通过人工的温度控制,防止因温度变形引起混凝土结构的开裂。它不仅有温度控制的要求,而且还应计算出各龄期的混凝土内的温度应力。只有采取“双控制”的方法,才能最大限度的避免混凝土结构出现开裂缝的情况。为此,必须根据工程结构、材料特征、外界气温及施工具体条件而定。
  1、混凝土温升和裂缝的控制
  为了控制裂缝的开展,着重从控制温升、延缓降温速度、减少混凝土收缩、提高混凝土拉伸强度、改善约束程度和增加设计构造等方面采取了一系列措施。
  (1)降低水化热:a、采用中低热的水泥品种,选用425﹟矿渣硅酸盐水泥,水泥用量控制在小于400/m3。b、利用混凝土的后期强度,根据大量试验资料说明,水泥用量每增减10kg,水化热也相应升、降约1~2℃。因此,为进一步控制温升,减少温度应力,根据结构实际承受荷载的情况,原设计混凝土R28为C40,现采用R60为C40,即用R28为C30代替设计强度,这样可使每立方米混凝土的水泥用量减少,水化热也随之降低。
  (2)粗细骨料:粗骨料粒径选用5~40mm的石子,其含泥量严格控制在1%以内。砂采用中粗砂,细度模数大于2.4,含泥量严格控制在2%以内。
  (3)掺加剂:在混凝土级配中采用双掺技术,即在混凝土内掺加一定数量的磨细粉煤灰和减水剂,进一步改善混凝土的坍落度和粘塑料;满足可泵性的要求选用EA-2外加剂。
  (4)为有效地控制局部表面保护层较厚的部位的裂缝发生,在局部混凝土面层下增设一道φ8@200的双向钢筋网片,以增加混凝土表面的抗裂性。
  2、混凝土工程
  (1)泵送混凝土的浇筑的总体安排:基础底板12100m3混凝土全部采用商品混凝土。混凝土用搅拌车运到现场,然后泵车送入模。为了加快浇灌速度,不致产生施工冷缝,混凝土每小时最低供应量在200m3以上,初凝时间在10h以上,入泵混凝土坍落度为12±2cm。浇筑时均采用分层、分条、分段、薄混凝土层落筑,时间越短越好。采用6台泵车将混凝土通过泵管送入基坑,另备2台备用泵车。a、基础混凝土的浇捣原则是保证新浇筑的混凝土不出现冷缝。采用6个浇筑带(每个浇筑带由一台泵车负责施工)划区域浇筑,每个浇筑带均采用斜面分层浇筑,每层厚度不超过50cm,浇筑时分段定点,一个坡度,薄层浇筑,循序推进,一次到顶,保证上层混凝土盖住已浇好的下层混凝土,上下层混凝土之间浇灌间隙时间不超过5h。b、泵车在开始泵送时,必须先泵水泥纯浆滑润管道,减小磨擦,以防止泵送混凝土的堵塞。c、为降低入模温度,晴天时,每台泵车的入料口均设置遮阳设施,用草袋包裹水平泵管并浇水湿润,以防止混凝土高温下过快的水化反应。d、加强振捣,增加混凝土密实性,每台泵车配备6只插入震捣器,在混凝土斜面上各个点均需捣密实,减少混凝土收缩。
  泌水处理:由于大体积温混凝土浇筑时易发生泌水现象,在后浇带处设集水坑,由水泵将水排出基坑。表面处理:混凝土表面处理在浇筑后2~3h后进行,初步按标高用刮尺刮平,在初凝前用铁滚筒辗压数遍,用木抹子搓平,待混凝土收水后,再二次抹平,以闭合收水裂缝,然后覆盖塑料薄膜和草袋养护。
  3、混凝土试块制作和坍落度测定
  混凝土试块:由于混凝土浇筑量大,故每200m3制作一组试块。现场另增设同条件养护测试点,及时了解混凝土的强度。坍落度测定:每隔1h分别对每台泵车泵送的混凝土测定坍落度,严格控制在12±2cm,如有变化,及时同各搅拌站联系。
  4、混凝土的监测和养护
  (1)根据本工程的平面尺寸、形状和厚度,布置29个测温点,对大体积混凝土基础进行温度监测。监测的目的为了掌握混凝土内部的实际最高温度和混凝土中心至表面的温度差,以便在保温措施上加以调整,保证混凝土内部与混凝土表面的温度差小于25℃及降温速率小于1.5℃。
  (2)为了保证混凝土内部与混凝土表面温差小于25℃,蓄热保温采用两层塑料薄膜和二层草袋覆盖。
  (3)采用智能温度巡回检测系统,24小时监测。混凝土内外温差大于25℃时,迅速采取措施。
  该块基础底板,仅用40h完成12100m3混凝土的浇筑。经过近一个月保温保湿养护,通过监理的严格检查,没有发现任何裂缝,顺利完成了大体积混凝土一次性连续浇筑。
  结束语
  随着经济的发展,高层建筑逐渐增多。在大体积混凝土基础工程施工中,有时会发生基础混凝土裂缝,给建筑物的结构和使用功能造成很大影响,而且在以后重新处理时费用很高,难度也很大。因此在基础混凝土施工中,应采取可靠措施,避免裂缝发生。

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