大體積承臺(tái)多種施工法控制砼裂縫

1、大體積承臺(tái)混凝土多種施工法控制裂縫陜西省第三建筑公司長(zhǎng)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(tái)混凝土多種施工法控制裂縫陜?nèi)ǖ谄唔?xiàng)目部長(zhǎng)安文化大廈項(xiàng)目總工：王文寶摘要：結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的特定條件，長(zhǎng)安文化綜合大廈在基礎(chǔ)筏板承臺(tái)大體積混凝土施工中，對(duì)2米以下的承臺(tái)采用澆筑24小時(shí)后蓄水降溫；對(duì)2米以上的高成臺(tái)除采用澆筑24小時(shí)后蓄水降溫外，同時(shí)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(duì)不同體量的承臺(tái)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(duì)承臺(tái)控制裂縫檢查鑒定時(shí)，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(tái)、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(jiǎn)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(huì)與收獲）11一、緒論：長(zhǎng)安文化綜合大廈地上28層，地下2層，基礎(chǔ)12個(gè)承臺(tái)型號(hào)，大小32個(gè)承臺(tái)，最大的2個(gè)基礎(chǔ)承臺(tái)鋼筋混凝土筏形基礎(chǔ)承臺(tái)板厚2.50m，平面19m×21.00m，承臺(tái)混凝土量為870m3。基礎(chǔ)筏板中段設(shè)十字后澆帶

3、2道。承臺(tái)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C 50，抗?jié)B等級(jí)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(jiàn)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(shí)所釋放的熱量就會(huì)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(shí)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(guò)此時(shí)的混凝土極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)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(kāi)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(guò)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(shí)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(huì)產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，當(dāng)此拉應(yīng)力超過(guò)砼此時(shí)的抗拉強(qiáng)度，砼整個(gè)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(huì)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(gè)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(jí)配,含泥量為0.2%，不超過(guò)1%；中砂（細(xì)度模數(shù)2.7）含泥量1.3

6、%，不超過(guò)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(shí)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(duì)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(guò)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(tái)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(shí)間，即蓄水養(yǎng)護(hù)時(shí)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(bào)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(shí)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(hào)表示受拉狀態(tài)）小于砼極限拉伸變形SK=2.46X10-4，故砼不會(huì)開(kāi)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(tái)汽車泵，一臺(tái)地泵；東邊遠(yuǎn)處B段用兩臺(tái)地泵，C段同樣用兩臺(tái)地泵，安排兩個(gè)作業(yè)班輪流倒班，并配備4名振搗手，4臺(tái)振動(dòng)電機(jī)，備用2臺(tái)電機(jī)，其中5人振筏板，連續(xù)澆筑，間歇時(shí)間不能太長(zhǎng)，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(kāi)始澆筑，澆

16、筑高度為300-400，澆筑完后，返回澆筑上層承臺(tái)，上下層間隔時(shí)間不大于2小時(shí)。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?；炷恋倪B續(xù)澆注。本工程在C段因多數(shù)為高大承臺(tái)，采用水平分層間隙施工法，先澆筑筏板，后澆筑承臺(tái)混凝土，分層澆筑，下層混凝土的表面設(shè)置了棋盤(pán)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(kāi)始初凝時(shí)，面層上有腳印，但不下陷時(shí)，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(dòng)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(wú)抹紋時(shí)，要用抹子進(jìn)行第三遍抹壓，抹壓時(shí)，用力要大，將抹子紋痕抹平為止，收面時(shí)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(lái)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(cè)溫：本工程參照大體積砼測(cè)溫方法，事先在不同位置預(yù)埋孔，每隔2-4小時(shí)測(cè)溫一次，并做好詳細(xì)的記錄。 2、測(cè)溫管的布置測(cè)溫管布置按結(jié)施6，基礎(chǔ)梁及承臺(tái)圖編號(hào)。深孔埋管900-2400深

18、編號(hào)為XX-1，淺孔埋管500，編號(hào)為XX-2。每個(gè)段的每個(gè)承臺(tái)留設(shè)2-6個(gè)測(cè)溫孔。最大的承臺(tái)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(tái)鋼筋焊牢，既可以測(cè)溫，又可以散溫，確保最大承臺(tái)不裂縫，同時(shí)，該方法簡(jiǎn)單，實(shí)用效果好。3、測(cè)溫方式及次數(shù)時(shí)間1）、 測(cè)溫方式：給測(cè)溫管注入10-20高的水，量測(cè)水的溫度即為所在位置的最高溫度。量測(cè)采用電子溫度計(jì)或普通溫度計(jì)。砼表面溫度以量測(cè)塑料薄膜下溫度為準(zhǔn)。2）、在砼澆注完升溫階段，開(kāi)始五天，每隔兩小時(shí)測(cè)溫一次，以后每六小時(shí)測(cè)溫一次時(shí)間不小于十四天。做測(cè)溫由專人負(fù)責(zé)，做好記錄?；炷翝沧⑼戤?/p>

19、，開(kāi)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(rùn)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(guò)測(cè)溫發(fā)現(xiàn)混凝土開(kāi)始降溫時(shí)，根據(jù)上述混凝土的熱工計(jì)算和采用測(cè)溫來(lái)控制向混凝土表面通水時(shí)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(guò)混凝土溫度收縮應(yīng)力計(jì)算，溫差控制在25以下，一般來(lái)說(shuō)，溫度應(yīng)力fce/1.15，不會(huì)出現(xiàn)溫度裂縫。并且通過(guò)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(duì)混凝土收縮的抵抗,有效防止收縮裂縫的出現(xiàn)。對(duì)于承臺(tái)立面，在混凝土澆注12小時(shí)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(huì)）1、大體積砼施工是一個(gè)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(shí)應(yīng)建立由施工、監(jiān)理、甲方等多方共同組成的現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量保證體系機(jī)構(gòu)，對(duì)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(cè)、養(yǎng)護(hù)最為關(guān)鍵，一定要在時(shí)間、人員、材料、設(shè)備予以保證。本工程現(xiàn)已完工3個(gè)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(zhǎng)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(shí)間越長(zhǎng)越好，但一般