大體積承臺多種施工法控制砼裂縫

1、大體積承臺混凝土多種施工法控制裂縫陜西省第三建筑公司長安文化綜合大廈項(xiàng)目部王文寶2009年8月20日大體積承臺混凝土多種施工法控制裂縫陜?nèi)ǖ谄唔?xiàng)目部長安文化大廈項(xiàng)目總工：王文寶摘要：結(jié)合施工現(xiàn)場的特定條件，長安文化綜合大廈在基礎(chǔ)筏板承臺大體積混凝土施工中，對2米以下的承臺采用澆筑24小時后蓄水降溫；對2米以上的高成臺除采用澆筑24小時后蓄水降溫外，同時采用水平分層間隙施工法，垂直散溫管預(yù)埋等辦法，采取對不同體量的承臺制定不同的澆筑方案和技術(shù)措施，有效地降低了泵送大體積混凝土內(nèi)部的最高溫升，消除了冷縫現(xiàn)象。在甲方、監(jiān)理組織的對承臺控制裂縫檢查鑒定時，未發(fā)現(xiàn)任何裂縫，取得了良好效果。 關(guān)鍵詞：高

2、層建筑、 基礎(chǔ)承臺、水平分層間隙施工法、大體積混凝土 目錄一、緒論4二、大體積混凝土裂縫成因分析41、表面裂縫 42、貫穿裂縫 4三、大體積混凝土施工事前控制措施41、合理選擇原材料 52、優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì) 5.四、大體積混凝土有關(guān)計(jì)算51、大體積混凝土的熱工計(jì)算.52、砼裂縫簡單計(jì)算分析 8五、大體積混凝土施工9六、大體積混凝土溫度控制10七、結(jié)論（體會與收獲）11一、緒論：長安文化綜合大廈地上28層，地下2層，基礎(chǔ)12個承臺型號，大小32個承臺，最大的2個基礎(chǔ)承臺鋼筋混凝土筏形基礎(chǔ)承臺板厚2.50m，平面19m×21.00m，承臺混凝土量為870m3?；A(chǔ)筏板中段設(shè)十字后澆帶

3、2道。承臺混凝土強(qiáng)度等級為C 50，抗?jié)B等級S 8，總量6870m3。二、 大體積混凝土裂縫成因分析大體積混凝土施工易產(chǎn)生裂縫，產(chǎn)生裂縫有多方面原因，如約束情況，周圍環(huán)境濕度，混凝土的均勻性，分段是否妥當(dāng)，結(jié)構(gòu)形式等，都可能引起大體積混凝土的裂縫。就本工程的大體積混凝土而言，由于其截面尺寸較大，三公司所見較大者，所以外荷載或次應(yīng)力引起的裂縫可能性很小。但正由于結(jié)構(gòu)截面大，水泥水化時所釋放的熱量就會產(chǎn)生較大的溫度變化和收縮作用，由此造成的溫度梯度收縮應(yīng)力是導(dǎo)致大體積砼產(chǎn)生裂縫的主要原因。這種裂縫分為兩類：1、表面裂縫，大體積混凝土由于其內(nèi)部與表面散熱速率不一樣，在其表面形成溫度梯度，從而表面產(chǎn)生

4、拉應(yīng)力，內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力。而此時混凝土的齡期很短，抗拉強(qiáng)度很低，溫差產(chǎn)生的表面拉應(yīng)力，超過此時的混凝土極限抗拉強(qiáng)度，就會在混凝土表面產(chǎn)生裂縫。此種裂縫一般出現(xiàn)在混凝土澆筑后的第34天里。2、貫穿裂縫，混凝土澆數(shù)天后，水化熱基本已釋放，就開始進(jìn)入降溫階段，由于逐漸降溫而產(chǎn)生收縮，再加上混凝土硬化過程中，由于混凝土內(nèi)部拌合水的水化和蒸發(fā)以及膠質(zhì)體的膠凝等作用，促使混凝土硬化時收縮。這兩種收縮由于受到基底或結(jié)構(gòu)本身的約束，也會產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，當(dāng)此拉應(yīng)力超過砼此時的抗拉強(qiáng)度，砼整個截面就可能產(chǎn)生貫穿裂縫，這種收縮裂縫才是危害最大的裂縫。三、大體積混凝土施工控制措施從控制裂縫的觀點(diǎn)看，表面裂縫危害小，但

5、也會影響結(jié)構(gòu)使用或外觀；而貫穿裂縫則要影響結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性和防水性，可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)不能正常使用。為了防止溫度裂縫的出現(xiàn)或把溫度裂縫控制在某個界限內(nèi)，就必須進(jìn)行溫度控制。根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)和大體積砼的熱工計(jì)算，為了防止出現(xiàn)有害裂縫，該工程基礎(chǔ)施工中采用以下措施：采用低熱水泥，降低水化溫升，強(qiáng)度富余大；優(yōu)化配合比設(shè)計(jì)，在砼摻入一定比例的粉煤灰、高效緩凝減水劑和膨脹劑，以減少水泥用量，降低水化熱；砼表面采取塑料布棉氈保溫養(yǎng)護(hù)，縮小砼內(nèi)外溫差?？刂祈诺娜肽囟?，進(jìn)行斜面薄層連續(xù)澆筑。1、合理選擇原材料石子選用525mm粒徑碎石，連續(xù)級配,含泥量為0.2%，不超過1%；中砂（細(xì)度模數(shù)2.7）含泥量1.3

6、%，不超過2%；冀東水泥扶風(fēng)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的P.O42.5R水泥；混凝土高效泵送劑ZTF-1 13.7/m3：（占水泥重4.15%）；膨脹劑HP-1 30/m3：（占水泥重9.1%）； 陜西豪鵬科工貿(mào)有限責(zé)任公司生產(chǎn)的粉煤灰130/m3（占水泥重39.4%），原材料均須抽樣試驗(yàn)。2、優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)為減少水泥用量,降低水化熱,減少混凝土收縮,延緩混凝土初凝時間,改善和易性,混凝土配制采用三摻技術(shù)（即混凝土中摻加粉煤灰、減水劑、膨脹劑）針對該工程的施工特點(diǎn)和正處于夏季的情況,實(shí)驗(yàn)室經(jīng)過多次試配，最后選用的配合比為：水:水泥:中砂:石子:粉煤灰:減水劑:膨脹劑=160 : 330 : 688

7、 : 1122 : 130 : 13.7 : 30。四、大體積混凝土有關(guān)計(jì)算1、 大體積混凝土的熱工計(jì)算本工程地下室筏板承臺采用C50砼，按以上材料及配合比查表進(jìn)行大體積砼溫度計(jì)算：1）、最大絕熱升溫Th=(mc+k×F)Q/C×Th砼最大絕熱升溫（）mc砼中水泥（包括膨脹劑）用量（kg/m3）k摻合料折減系數(shù)，粉煤灰取0.250.30。F砼中活性摻合料用量（kg/m3）Q水泥28d水化熱（kj/kg）。P.O42.5R水泥取375 kj/kgC砼比熱，取0.97kj/(kgK)砼密度，取2400（kg/m3）則： Th=（330+30）+0.28×130375/

8、0.97×2400 =396.4×375/2328=63.852）、砼中心溫度計(jì)算T1（t）=Tj+Th（t）T1（t）t齡期砼中心計(jì)算溫度（）Tj砼澆筑溫度（），取26。（t）t齡期降溫系數(shù)，取3d，澆筑層厚度按最厚2.5m。則（t）=0.65，則： T1（t）=Tj+Th（t） =26+63.850.65=52.983）、砼表面溫度a、保溫材料厚度=0.5hx（T2-Tq）Kb/（Tmax-T2）保溫材料厚度（m）h砼的實(shí)際厚度，取2.5m。x所選保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)W/mk ，綿氈導(dǎo)熱系數(shù)為0.05砼導(dǎo)熱系數(shù)，取2.33 W/mkT2-Tq取1520，本工程取18Tmax

9、-T2取2025，本工程取23Kb傳熱系數(shù)修正值，取1.32.0。取1.8本工程采用覆蓋塑料布加綿氈進(jìn)行保溫。則：=0.5×1.8×0.05×18×1.8/2.33×23 =1.458/53.59=0.0272（m） 取2.8cm。b、蓄水養(yǎng)護(hù)深度hw=x.M(Tmax-T2）Kb.入w/(700 Tj0.28mc .Q)=（21×24×0.464×23×1.8×0.58）/700×260.28×360×375=0.1mhw養(yǎng)護(hù)水深度(m) x混凝土維持到指定溫度的

10、延續(xù)時間，即蓄水養(yǎng)護(hù)時間（h）M 混凝土上結(jié)構(gòu)表面系數(shù)M=F與大地接觸的表面積/V砼體積m3Tmax-T2一般取20-25Kb傳熱系數(shù)修正值700折算系數(shù)kj/( m3K ) 入w水的導(dǎo)熱系數(shù)，取0.58W/mkC、砼表面保溫層的傳熱系數(shù)=1/i/i+1/q砼表面保溫層的傳熱系數(shù)。W/m2ki各保溫材料厚度。（m）i各保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)。W/mkq空氣層的傳熱系數(shù)，取23W/m2k則：=1/i/i+1/q =1/0.0272/0.05+1/23 =1.7（W/m2k）d、砼虛厚度h=k/h砼虛厚度（m）k折減系數(shù)，取2/3。砼導(dǎo)熱系數(shù)，取2.33W/（mk）則：h=k/ =2/3×2.

11、33/1.7=0.914(m)e、砼計(jì)算厚度H=h+2 hH砼計(jì)算厚度（m）。H=h+ h h砼實(shí)際厚度。（m）取2.5m則： H=2.5+2×0.914=4.33（m）f、砼表面溫度：T2（t）=Tq+4 h(H- h) T1（t）- Tq/H2T2（t）砼表面溫度。Tq施工期大氣平均溫度（因施工在5月，按天氣預(yù)報為25） h砼虛厚度（m）H砼計(jì)算厚度（m）。H=h+ hh砼實(shí)際厚度。（m）T1（t）砼中心溫度。（）則：T2（t）=25+4×0.914(4.33-0.914) 52.98- 25/（4.33）2=25+18.64=43.64（）4）、砼內(nèi)平均溫度Tm(t)

12、= T1（t）+ T2（t）/2   =52.98+43.64/2=48.31（）計(jì)算表明，砼表面覆蓋2.8cm厚的綿氈（3-4層），即可滿足砼內(nèi)外溫度控制在25以內(nèi)。 2、砼裂縫計(jì)算分析1）、砼的最大冷縮值：St=（T1（t）- Tq +T0）   最不利狀態(tài)其中=1.0×10-5T1（t）=52.98Tq =25T0=（20-10）/2=5St=1.0×10-5（52.98-25+5）=3.3×10-52）、 砼的最大收縮值Sd按下面經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。Sd=3.24×10-4×（1-e-0.01t）m1.

13、m2mn其中：m1、m2mn為各種因素影響系數(shù)，一下僅取水泥品種m1=1.0         骨料系數(shù)m2=1.10水灰比m3=1.10          約束程度m4=0.5養(yǎng)護(hù)時間m5=0.90        環(huán)境溫度m6=0.7代入公式：Sd=1.18×10-43）、砼的極限延伸率Sk=0.5Rt（1+P/d）×10-4其中C50砼抗拉強(qiáng)度Rt=2.5Mpa鋼筋配筋率P=0.63%鋼筋直徑d

14、=2.0cmSk=0.5×2.5（1+0.63/2.0）×10-4=1.64×10-4考慮到砼有某種程度徐變，即增加50%，則最終極限拉伸值SK=1.5X1.64X10-4=2.46X10-4試驗(yàn)表明：摻入外加劑、砼在標(biāo)準(zhǔn)配筋率P=0.79%下，其限制膨脹率E2=2.5×10-4，本工程P=0.63%，則E2=2.8×10-4則砼最終變形  D=E2-(St+Sd)                  D=2

15、.94-（3.55+1.18）=-1.79X10-4由于砼最終變形值D=-1.79X10-4（負(fù)號表示受拉狀態(tài)）小于砼極限拉伸變形SK=2.46X10-4，故砼不會開裂。五、大體積混凝土合理施工方法砼澆筑 由西邊A段為第I流水段，向東依次為第II流水B段，-C,D段。筏板分兩次兩層澆筑?；A(chǔ)A、D段用一臺汽車泵，一臺地泵；東邊遠(yuǎn)處B段用兩臺地泵，C段同樣用兩臺地泵，安排兩個作業(yè)班輪流倒班，并配備4名振搗手，4臺振動電機(jī)，備用2臺電機(jī)，其中5人振筏板，連續(xù)澆筑，間歇時間不能太長，不允許出現(xiàn)冷縫，砼澆筑順序由西向東澆筑，砼采用斜面分層澆筑，分層振搗密實(shí)，具體為：從下到上分層澆筑，從底層開始澆筑，澆

16、筑高度為300-400，澆筑完后，返回澆筑上層承臺，上下層間隔時間不大于2小時。澆筑厚度不大于500?？刂坪没炷恋奶涠群腿肽囟?，并加強(qiáng)混凝土的振搗，確保混凝土的連續(xù)澆注。本工程在C段因多數(shù)為高大承臺，采用水平分層間隙施工法，先澆筑筏板，后澆筑承臺混凝土，分層澆筑，下層混凝土的表面設(shè)置了棋盤式高低塊(高差5)，形成上下連接的鍵塊，并將抗縮鋼筋網(wǎng)支撐鋼筋伸出澆筑面20cm以上。在混凝土終凝前用鋼絲刷拉毛表面水泥膜層處理水平施工縫，再溜掃沖洗干凈，這樣可加強(qiáng)上下層混凝土的連接，提高抗剪能力，節(jié)省鑿毛施工縫的人工。收面 第一次抹壓，在砼澆筑完畢后，用刮杠刮平，拉上50線，檢查筏板頂標(biāo)高，高鏟低填

17、，然后用木抹子抹壓拍實(shí)，將腳印等抹壓平整。第二次收面：當(dāng)面層開始初凝時，面層上有腳印，但不下陷時，用木抹子進(jìn)行第二次抹壓，要求用力均勻，減少或消除抹子重疊的抹痕，松動或高出表面的石子必須拍實(shí)。第三次收面。當(dāng)面層上人稍有腳印，而抹壓無抹紋時，要用抹子進(jìn)行第三遍抹壓，抹壓時，用力要大，將抹子紋痕抹平為止，收面時間應(yīng)在終凝前完成。要求收面的人要多，速度要快，以免終凝來不及壓光造成毛面。六、大體積混凝土溫度控制1、大體積砼測溫：本工程參照大體積砼測溫方法，事先在不同位置預(yù)埋孔，每隔2-4小時測溫一次，并做好詳細(xì)的記錄。 2、測溫管的布置測溫管布置按結(jié)施6，基礎(chǔ)梁及承臺圖編號。深孔埋管900-2400深

18、編號為XX-1，淺孔埋管500，編號為XX-2。每個段的每個承臺留設(shè)2-6個測溫孔。最大的承臺CT-11和CT-12因水平面大，采用埋管降溫法。做法為：每2m間隔網(wǎng)放置2.4m高¢50鋼管，與承臺鋼筋焊牢，既可以測溫，又可以散溫，確保最大承臺不裂縫，同時，該方法簡單，實(shí)用效果好。3、測溫方式及次數(shù)時間1）、 測溫方式：給測溫管注入10-20高的水，量測水的溫度即為所在位置的最高溫度。量測采用電子溫度計(jì)或普通溫度計(jì)。砼表面溫度以量測塑料薄膜下溫度為準(zhǔn)。2）、在砼澆注完升溫階段，開始五天，每隔兩小時測溫一次，以后每六小時測溫一次時間不小于十四天。做測溫由專人負(fù)責(zé)，做好記錄。混凝土澆注完畢

19、，開始三天采用一層塑料薄膜進(jìn)行覆蓋后，上面鋪兩層棉氈保溫養(yǎng)護(hù)，并適當(dāng)?shù)叵蚧炷帘砻嫱ㄋ?以始終保持混凝土表面濕潤為宜，塑料薄膜在下面可以防止水分蒸發(fā)和熱量散失。在混凝土澆注后第46天，通過測溫發(fā)現(xiàn)混凝土開始降溫時，根據(jù)上述混凝土的熱工計(jì)算和采用測溫來控制向混凝土表面通水時間和通水量，控制混凝土內(nèi)表溫差不大于25，滿足溫差控制要求。通過混凝土溫度收縮應(yīng)力計(jì)算，溫差控制在25以下，一般來說，溫度應(yīng)力fce/1.15，不會出現(xiàn)溫度裂縫。并且通過保溫養(yǎng)護(hù)可以提高混凝土早期強(qiáng)度,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)對混凝土收縮的抵抗,有效防止收縮裂縫的出現(xiàn)。對于承臺立面，在混凝土澆注12小時后，立即在模板外先放水100，在水溫與混

20、凝土表面溫度溫差不大于25的情況下，可緩慢增加加水高度到5001000，（按地梁高度確定加水高度）使水溫與混凝土同步升、降溫。七、結(jié)論（ 收獲與體會）1、大體積砼施工是一個系統(tǒng)工程，不僅要有技術(shù)措施，而且還要有組織措施和管理措施，為保證施工處于受控狀態(tài)，澆筑時應(yīng)建立由施工、監(jiān)理、甲方等多方共同組成的現(xiàn)場質(zhì)量保證體系機(jī)構(gòu)，對保證混凝土的澆筑質(zhì)量和連續(xù)施工有很好的作用；后期的監(jiān)測、養(yǎng)護(hù)最為關(guān)鍵，一定要在時間、人員、材料、設(shè)備予以保證。本工程現(xiàn)已完工3個月，未出現(xiàn)任何貫穿性的影響結(jié)構(gòu)的裂縫。2、摻加較高比例的粉煤灰以及加入一定比例的減水劑、抗裂增強(qiáng)型膨脹劑是十分必要的，不僅提高混凝土的性能，而且使大面積底板混凝土的連續(xù)施工成功，保證了施工質(zhì)量。3、混凝土的保溫保濕養(yǎng)護(hù)不得少于14天，混凝土強(qiáng)度的增長與環(huán)境的溫濕度有密切關(guān)系，膨脹劑也必須在潮濕的條件下才能補(bǔ)償混凝土的收縮，所以大體積混凝土保溫保濕養(yǎng)護(hù)時間越長越好，但一般