筏板基礎大體積混凝土施工裂縫控制

丘映芬

摘要：筏板基礎大體積混凝土應用在工程重要的部位，一旦大體積混凝土出現較大裂縫，對工程影響極為嚴重。本文結合工程實例，闡述了筏板基礎大體積混凝土施工技術內容，通過介紹防裂縫設計及施工措施，以達到防止大體積混凝土開裂的目的，確?；炷凉こ淌┕べ|量。

關鍵詞：筏板；大體積混凝土；施工；裂縫；控制

引言

大體積筏板基礎具有極高的結構安全穩定性，在近來高層房屋建筑工程中廣泛應用。由于筏板基礎是防止建筑工程地基不均勻沉降造成建筑物傾覆破壞的關鍵，因此，必須對其混凝土施工進行質量控制，重點防止其產生裂縫而影響工程的順利施工。

1定義

何為大體積混凝土？不同國家和地區對大體積混凝土的解釋也不盡相同。但總結主要還是從定量和定性兩個方面來定義。首先我國建筑行業規范《普通混凝土配合比設計規程》（JGJ55-2000）定義：混凝土結構物實體最小尺寸等于或預計會因水泥水化熱引起混凝土內外溫差過大而導致裂縫的混凝土。其次是美國混凝土學會（ACI116R-00）的解釋：任意體量的混凝土當其尺寸大至必須有采取預防措施控制水泥水化熱和體積變化，以最大限度地減少裂縫時，均可稱為大體積混凝土。再次是日本建筑學會標準（JASS5）規定：結構面最小尺寸在80cm以上，同時水化熱引起混凝土內的溫度與外界氣溫之差預計超過25℃的混凝土，稱為大體積混凝土?？偠灾?，大體積混凝土一般體積大、施工混凝土強度高、水化熱作用影響較大，施工過程中應十分重視。否則，筏板基礎開裂將導致嚴重的質量事故，對結構和防水帶來不同程度的危害。

2工程概況

某建筑工程，本工程地下1層，地上12層，主要由裙房和裙房上兩棟主樓組成。其工程基礎設計主樓為筏板基礎，基礎混凝土設計強度等級為C35P8，筏板最大厚度為800mm，根據其定義屬于大體積混凝土范疇。

3技術準備階段

3.1施工條件

該筏板基礎是在冬期進行施工的大體積泵送混凝土，其混凝土強度等級C35、抗滲等級P8。

3.2原材料及配合比

（1）優選水泥品種，首選采用水化熱較低的礦渣硅酸鹽水泥，次選使用普通硅酸鹽水泥；但因為本工程底板厚度較?。?00mm），梁全部埋在地下，因水化熱過高引起的混凝土自約束裂縫的可能性極小，反而是因混凝土后期收縮，受地基約束造成貫通性裂縫的可能性較大，因此選用后期收縮較小的普硅水泥更有利于控制裂縫的產生（普硅水泥的修正系數為1.0，礦渣水泥的修正系數為1.2）。綜合考慮，同意商品混凝土公司使用普硅水泥。

（2）在混凝土中添加摻合料，改善混凝土性能，降低水泥用量，減少水化熱。

（3）在混凝土中根據施工的不同需要添加外加劑，混凝土中采用摻CL-1減水劑降低水泥用量，摻JEA補償混凝土收縮，改善混凝土的和易性、可泵性、粘聚度等性能。

（4）粗骨料采用兩種單粒級配碎石相應規范要求。

（5）該工程混凝土設計強度等級為C35P8，商品混凝土配合比（坍落度控制在100mm～120mm）見表1。針對已確定的配合比設計，進行溫升計算，從理論上初步確定是否需要采取降溫措施。

3.3理論計算

采用圖表法（理論與實踐相結合的方法）計算混凝土內部水化溫度值：

Tm（t）=Th×ζ

而混凝土內部的實際最高溫度

[（WQ）/（Cγ）]ξ+（F/50）（1）

以上公式中：T（t）=Tj+Tm（t）

依據公式（1），假定混凝土的澆筑溫度為5℃，取底板厚度為0.8m計算?；炷羶炔繙囟冉禍厮俾驶揪鶆颍ㄒ姳?），其中有6d（第6d至第11d）降溫速率大于規范規定的1.5℃/d。應注意加強覆蓋保溫和養護，同時做好測溫工作。

根據國內工程實踐經驗，依據式（1）所計算的混凝土最高溫度（27.12℃），一般較實測值略低，但較為接近；需要說明的是，如果與實際澆筑時的平均氣溫有較大差異，應根據上述理論重新計算。

3.4防止裂縫產生的設計與施工技術措施

（1）設計配筋方面：筏板采用較大直徑鋼筋，適當的提高配筋率，加大內部約束。

（2）合理的留置后澆帶：設計為了考慮到底板結構的上部兩個塔樓使筏板基礎的受力不均，導致不均勻的沉降，因此分別采用兩條后澆帶將筏板基礎劃分南、北、中3個區域，同時也為溫度變形提供了有利的條件，減少外部約束；達到筏板基礎內緊外松，抗放兼施，以抗為主，為混凝土體積的變形提供有利條件。

（3）選擇較低的氣溫進行澆筑。優選科學合理的澆筑方法，必要時應考慮減少澆筑層厚度或摻加緩凝劑。

（4）插入式振搗器應快插慢拔，插點要均勻排列，逐點移動，順序進行，不能遺漏，做到均勻振實。

（5）澆筑后的控制，主要是養護及測溫監控混凝土表面用塑料薄膜覆蓋以保水，外加麻袋覆蓋以保溫。為了及時掌握混凝土內部溫度變化，采用JDC-2型電子測溫儀進行測溫，在基礎梁、板上各布設有代表性3個點來反映筏板基礎混凝土的溫度變化情況。在規定的時間段將所測數據與理論計算值復核，作為保溫養護的措施依據。

4混凝土內部抗裂安全系數計算

4.1自約束裂縫控制計算

澆筑大體積混凝土時，由于水化熱的作用，混凝土內外溫差產生了溫度應力。計算采用建研院PKPM施工計算軟件，由于溫差產生的最大拉應力：σt=2/3×（EtαΔT1）/（1-υ）

取E0=3.15×104N/mm2，α=1×10-5，△T1=22.12℃，ν=0.15

混凝土在3.0d齡期的彈性模量，由公式：Et=E0（1-e-0.09t）

計算得：E（3.0）=0.75×104N/mm2

混凝土的最大拉應力由式σt=2/3×（EtαΔT1）/（1-υ），計算得：σt=1.29N/mm2

3.0d齡期的抗拉強度由式：ft（t）=0.8ft（lgt）2/3，計算得：ft（3.0）=1.34N/mm2

結論：ft（3.0）>σt，所以不會出現表面裂縫。但需要注意第4、5、6的3天中，混凝土自約束拉應力與同期的混凝土抗拉強度相當接近，易出現自約束裂縫，應注意保溫覆蓋，可提高環境溫度，進一步加大抗裂的安全系數。

4.2混凝土受外約束裂縫控制計算

大體積混凝土基礎貫穿性或深進的裂縫，主要是由于平均降溫差和收縮差引起過大的溫度收縮應力而造成的?；炷烈蛲饧s束引起的溫度（包括收縮）應力（二維時），一般用約束系數法來計算約束應力，按以下簡化公式計算：

σt=[（EtαΔT1）/（1-υ）]×St×R

計算：取S（t）=0.4，R=0.50，α=1×10-5，γ=0.15?；炷?7d的彈性模量E（27）=2.87×104N/mm2；最大綜合溫差△T=34.16℃，基礎混凝土最大降溫收縮應力，計算得：σ=2.31N/mm2

不同齡期的抗拉強度由式：ft（t）=0.8ft（lgt）2/3計算得：ft（27）=2.78N/mm2抗裂縫安全度：K=2.78/2.31=1.20>1.15滿足抗裂條件；

但是如果徐變影響松弛系數S（t）取得略大（如0.5），外約束系數R取值也加大到0.5以上，則整體抗裂安全度不滿足要求，會出現貫穿性或深進的裂縫。對于底板，由于底部防水層和保護層的隔離和可滑動性，這一可能性并不大，這已為多個工程實踐所證實。

5經驗介紹

（1）大體積混凝土主要是從人、機、物、法、環等主要5個方面采取的具體措施，首先要施工單位項目負責人組織技術骨干，發揮團隊精神。做好事前預控，執行事中監控，完善事后總控。根據工程實際情況對大體積混凝土認真編制詳細的施工方案，并且完成相關的審核、審批手續，必要時組織專家進行論證。嚴格審查大體積施工方案，根據現場施工條件進行復核計算混凝土最大溫度拉應力和澆筑速度；同時對大體積混凝土前期的施工和后期的養護過程中進行嚴格測溫控制，是控制大體積混凝土質量有效而必要的手段；通過事先確定的詳細施工方案，周密的布暑，科學的指導，防止大體積混凝土開裂，為其筏板基礎大體積混凝土的成功施工提供了有力的保障。

（2）在施工材料和配合比方面，全部采用已經檢測合格材料和摻入適量的外加劑及礦粉組成，按一定要求配比優化后，形成了符合大體積混凝土施工要求的特殊膠凝混合材料。

（3）對大體積混凝土施工質量，應根據其特點設置質量控制點，從混凝土材料質量、數量、運輸能力、速度、澆筑質量、養護、測溫等方面工作都要落實；對設置的控制點應明確技術要求和質量標準。應監督施工單位，對已建立的質量保證體系應確保有效運行，各項措施落實到位。確保大體積混凝土的成型質量；最后應按規范要求和驗收程序，對其質量進行驗收。

6結語

總之，以上對筏板基礎大體積混凝土的裂縫施工控制技術進行了分析研究，在具體施工中要靠我們多觀察、多比較，出現問題后多分析總結再結合多種預防處理措施，大體積混凝土的裂縫的防治工作就可以順利完成。

參考文獻：

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[2] 王偉、楊剛.淺談建筑物裂縫控制[J].鄭州經濟管理干部學院學報.2001（04）.