高層建筑施工

高層建筑施工——之大體積混凝土施工的防裂要點（讀書筆記）高層建筑施工讀書筆記————之大體積混凝土施工的防裂要點序言隨著我國社會經濟的蓬勃發(fā)展，建筑科學和建筑技術也有了高速發(fā)展。尤其在城市，隨著土地的緊張及進一步充分發(fā)揮土地的綜合利用率，高層建筑正在日益成為城市建設的主體，所以對于我們土木工程專業(yè)的學生，就應該掌握現代高層建筑的施工，在一個學期的學習以來，對于高層建筑施工，我們已經基本掌握課本主要內容，對于該教材共有八個章節(jié)，分別介紹高層建筑施工當中的：基坑工程、樁基施工、大體積混凝土基層結構施工、高層建筑施工用起重運輸機械、高層建筑施工用腳手架、現澆混凝土結構高層建筑施工、裝配式混凝土結構高層建筑施工、鋼結構高層建筑施工。對于這次的讀書筆記，我選擇其中的大體積混凝土施工的防裂要點來介紹個人的理解和運用。一、大體積混凝土裂縫可能的形式

大體積混凝土墩臺身或基礎等結構裂縫的發(fā)生是由多種因素引起的。各類裂縫產生的主要影響因素如下：

1、收縮裂縫?；炷恋氖湛s引起收縮裂縫。收縮的主要影響因素是混凝土中的用水量和水泥用量，用水量和水泥用量越高，混凝土的收縮就越大。選用水泥品種的不同，干縮、收縮的量也不同。

混凝土逐漸散熱和硬化過程引起的收縮，會產生很大的收縮應力。如果產生的收縮應力超過當時的混凝土極限抗拉強度，就會在混凝土中產生收縮裂縫。在大體積混凝土里，即使水灰比并不低，自身收縮量值也不大，但是它與溫度收縮疊加到一起，就要使應力增大，所以在水工大壩施工時早就將自身收縮作為一項性能指標進行測定和考慮。

2、溫差裂縫?；炷羶韧獠繙夭钸^大會產生裂縫。主要影響因素是水泥水化熱引起的混凝土內部和混凝土表面的溫差過大。特別是大體積混凝土更易發(fā)生此類裂縫。

大體積混凝土結構一般要求一次性整體澆筑。澆筑后，水泥因水化引起水化熱，由于混凝土體積大，聚集在內部的水泥水化熱不易散發(fā)，混凝土內部溫度將顯著升高，而其表面則散熱較快，形成了較大的溫度差，使混凝土內部產生壓應力，表面產生拉應力。此時，混凝齡期短，抗拉強度很低。當溫差產生的表面抗拉應力超過混凝土極限抗拉強度，則會在混凝土表面產生裂縫。

3、安定性裂縫。安定性裂縫表現為龜裂，主要是因水泥安定性不合格而引起的。二、大體積混凝土裂縫的原因及防治措施國內外大量實踐證明，各種大體積混凝土裂縫主要是溫度變化引起。大體積混凝土澆筑后在升溫階段由于體積大，集聚在內部的水泥水化熱不易散發(fā)，混凝土內部溫度將顯著升高，這樣在混凝土內部產生壓應力，在外表面產生拉應力，由于此時混凝土的強度低，有可能產生表面裂縫。在降溫階段新澆混凝土收縮因存在較強的地基或基礎的約束而不能自由收縮。升溫階段快，混凝土彈性模量低，徐變的影響大，所以降溫時產生的拉應力大于升溫時產生的壓應力。差值過大時，將在混凝土內部產生裂縫，最后有可能形成貫穿裂縫。為解決上述二類裂縫問題，必須進行合理的溫度控制。

混凝土溫度控制的主要目的是使因溫差產生的拉應力小于同期混凝土抗拉強度的標準值，并有一定的安全系數。為計算溫差，就要事先計算混凝土內部的最高溫度，它是混凝土澆筑溫度、實際水化熱溫升和混凝土散熱溫度的總和。

大體積混凝土施工主要需解決因水泥水化產生的化學收縮、內部溫降、內外溫差、干縮這幾個常見原因導致的混凝土開裂破壞．因此,針對開裂機理,采用正確的措施,保證大體積混凝土不開裂還是很容易滴！

下面我們分別分析四種致裂因素:

1化學收縮

一般水泥因水化產生的體積上的收縮作用（自身體積變形）是不可避免的，對同一種水泥而言,其收縮比例是恒定的,因此對普通混凝土工程化學縮減產生的混凝土收縮是不可避免的，只有改變水泥的礦物組份或摻入膨脹劑等外摻物,改變水泥水化產物,才可能變化學縮減為微膨脹。

2溫升問題（導致溫降過大）

大體積混凝土由于體積大,水化熱不易散發(fā),內部溫升大,由此產生溫度應力和裂縫。一般建筑工程所用大體積混凝土的厚度多在0.8~2米之間,在此厚度下混凝土的散熱快,一般3天即達到最高溫度,隨后混凝土的溫度逐漸降低"因為混凝土的導熱性能差,混凝土厚度越大,熱量散發(fā)越慢，當混凝土厚度達到5米以上,混凝土的實際溫升接近于絕熱溫升,高溫持續(xù)時間長,這就要求設法減少混凝土的絕熱溫升

3內外溫差問題（最終效果也是溫降過大）

根據規(guī)范要求,大體積混凝土表面溫度與中心溫度之差應小于25度，如果施工處于冬季,外界氣溫低且變化幅度大,即使有一些保溫措施,過大的降溫幅度，必然超過混凝土的極限拉伸值,心然出現裂縫！

4干縮問題

一般混凝土的干縮率為(5~10)＊10e-4,這部分收縮與混凝土所處的環(huán)境有關,對于暴露在空氣中的大平面混凝土,這部分收縮必須充分重視,一般路面混凝土每隔4~5m必須設一縮縫,對于埋藏在地下的混凝土,這部分收縮值可能小一些,一般每30m設一縮縫,如果摻膨脹劑,則縮縫間距可增至60~90m。

綜合上面所述的致裂原因,為了保證大體積混凝土施工質量的主要途徑有兩條:其一是通過調整混凝土配合比,使混凝土在水化及硬化過程中盡量減少收縮,最好使大體積混凝土具有一定的微膨脹性能;其二是采取適當的工藝措施,降低大體積混凝土的內部溫升及內外溫差,最大限度降低混凝土的冷縮值及內外溫差應力。

可以說導致大體積混凝土開裂的最主要的兩個因素是約束太強和溫差過大！因而防裂的核心可以說一方面應努力提高混凝土的材料抗拉強度，另一方面應努力避免過大溫差！并努力為混凝土提供良好的生存環(huán)境，比較環(huán)境溫度、約束條件！

具體的措施有：

選擇合適的水泥，減少水泥用量，添加外加劑，控制水灰比，控制骨料級配和含泥量，優(yōu)選混凝土施工配合比，嚴格控制入模溫度，做好表面保溫，灑水降溫，倉面噴霧，限裂抗裂鋼筋，加強技術管理！

對于高壩施工具體措施有：

1)原材料和配合比優(yōu)化，降低水化熱溫升；

2)合理分逢分塊,降低澆筑塊水平約束應力；

3)合理安排混凝土施工程序和施工進度，控制壩體最高溫度；

4)控制相鄰壩塊、壩段高差；

5)確定合理的混凝土澆筑層厚和間歇期；

6)采用骨料預冷（必要時采用二次風冷或水冷加風冷）、加冰、加冷水拌和混凝土等措施，控制混凝土出機口溫度；

7)減少運輸途中和倉面的溫度回升；

8)壩內初、中、后期通水冷卻；

9)混凝土表面保溫與養(yǎng)護；

10)溫控綜合管理。

對于工民建結構：

對于底板可考慮設置伸縮縫，抗放結合，對設縫不合適的結構，合理安排澆筑順序，并加足夠限裂鋼筋，在混凝土早齡期加強防護，接縫灌漿時宜選用膨脹混凝土！

對于高層結構：

混凝土工程中材料的特性決定了結構較易產生裂縫，從實踐中來看施工中混凝土出現裂縫的概率也是很大的，相當一部分裂縫對建筑物的受力及正常使用無太大的危害，但裂縫的存在會影響到建筑物的整體性、耐久性，會對鋼筋產生腐蝕，是受力使用期應力集中的隱患，應當盡量在各方面給予重視，以避免裂縫的出現或把裂縫控制在許可的范圍之內。

目前高層建筑中已廣泛使用高強混凝土由于其水泥用量大多在高強混凝土因采用高標號水泥且用量大，這樣在混凝土硬化過程中，水化放熱量大，將加大混凝土的最高溫升，從而使混凝土的溫度收縮應力加大。在疊加其他因素的情況下，很有可能導致溫度收縮裂縫。由于高強混凝土中水泥石含量是普通混凝土的1.5倍，在硬化早期由于水分蒸發(fā)引起的干縮也將大于普通混凝土。

對于高強混凝土，應盡量使用中熱微膨脹水泥，摻超細礦粉和膨脹劑，使用高效減水劑。通過試驗摻入粉煤灰，摻量15%～50%。

高層建筑中隨著高度的不斷增加，地下室愈做愈深，底板也愈來愈厚，厚度在3m以上的底板已屢見不鮮。高層建筑中基礎底板為主要的受力結構，整體要求高，一般一次性整體澆筑。

地下室墻板的裂縫產生與基礎大體積混凝土裂縫產生的原因有相同之處，即混凝土在硬化過程中由于失水會產生收縮應變，在水泥水化熱產生的升溫達到最高點以后的降溫過程會產生溫度應變。但又有其特點：一是墻板受到基礎、外圍樓板受到地下室外墻的極大約束，這種約束遠大于樁基對基礎的約束，產生貫穿