大体积混凝土施工技术研究葛凯

大体积混凝土施工技术研究葛凯

葛凯郑兴东贾泽伦

中建二局第三建筑工程有限公司北京100070

摘要：近年来，随着我国建筑工程规模不断增加，高层建筑扮演着越来越重要的角色，筏板基础作为高层建筑最常用的基础型式，应用越来越广泛。筏板基础具有体量大的特点，施工过程中容易产生裂缝，对结构抗渗及耐久性产生一定影响。本文以大体积混凝土基本内容入手，对大体积混凝土裂缝分类及特征，大体积混凝土裂缝产生的原因，大体积混凝土裂缝控制措施进行阐述。

关键词：大体积混凝土；裂缝控制；浇筑技术

0引言

改革开放以来，随着经济的发展，我国城市化进程不断加快，房屋建筑业发展迅速，建筑工程施工技术取得长足进步，高层建筑工程已趋于常态。筏板基础具有整体性好，抗弯刚度大，避免建筑物局部产生明显不均匀沉降等优点，在高层建筑工程中应用广泛。高层建筑筏板基础具有厚度及面积均较大的特点，在浇筑及养护过程中可能由于各种质量造成筏板基础产生裂缝，其中最为常见的是温度裂缝。据统计，大体积混凝土结构裂缝中，由荷载引起的裂缝只占20%，约80%的裂缝是由混凝土变形引起的[1]。因此在施工过程中，必须保证混凝土浇筑及养护质量，避免产生温度变形。在施工过程中必须提高大体积混凝土施工技术水平，有效控制水泥水化热造成温度变形，合理安排，精心施工。

近年来，随着建筑科学的研究与发展，结构设计技术取得迅速发展与创新，筏板基础大体积混凝土施工技术及施工工艺取得长足进步，浇筑后大体积混凝土采用先进的测温及预警系统保证养护质量，以及各种高耸大型建筑工程的开发建设，使得筏板基础应用越来越普遍，避免大体积混凝土裂缝的产生这一课题受到广泛关注。

1大体积混凝土施工特点

与普通混凝土结构相比，大体积混凝土具有以下几方面特点：（1）体量相对较大，混凝土厚度较大；（2）混凝土结构一次连续浇筑需要混凝土量较大，对结构整体性要求较高，由于混凝土块体相对较厚，水泥水化过程产生的热量更难散发，导致混凝土温升值更大；（3）大体积混凝土施工条件一般比较复杂，由于高层建筑基础深度一般较大，混凝土浇筑高度较高，目前市场上建筑机械主要在地面采用泵送方式浇筑混凝土；（4）大体积混凝土结构一般置于地下，外界环境对其影响相对较小，但需考虑地下水对其影响，抗渗性能要求较高，在施工过程中须考虑结构防水性能；（5）养护保养的费用要求较高，大体积混凝土工程体积大，配筋率较低，抗拉强度小，容易产生裂缝，养护过程比较困难且养护费用相对较高[2]。

2大体积混凝土裂缝控制研究

2.1裂缝分类及特征

大体积混凝土裂缝按破坏程度可分为[3]：（1）贯穿裂缝，贯穿裂缝一旦形成会延伸至整个基础断面，导致基础整体性破坏；（2）深层裂缝，裂缝具有一定规则，对结构稳定性、耐久性、安全性具有较大影响；（3）表面裂缝，这种裂缝只出现在结构表层，呈龟纹状或细微规则形状分布，这种裂缝对结构承载力不产生影响，但对结构耐久性具有一定影响。按裂缝形成原因可分为：（1）温度裂缝，混凝土浇筑后由于水泥水化产生大量热量，且大体积混凝土内部散热效率较低，导致混凝土内外温差较大，混凝土内部膨胀表面收缩，混凝土表面产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时，产生温度裂缝；（2）干缩裂缝，大体积混凝土在养护期间，由于孔隙水蒸发导致混凝土急剧收缩，在内外约束力下产生裂缝。干缩裂缝一般垂直于长度方向或沿边角45°分布，通常为表面裂缝；（3）塑性收缩裂缝，大体积混凝土终凝前，突遇高温或大风等天气，导致混凝土表面水分蒸发速度大于混凝土泌水速度，容易产生收缩裂缝，该裂缝自混凝土表面开始发展，深浅及分布均呈不规则状态；（4）沉陷裂缝，由于地基软弱、土质不均匀等原因导致结构不均匀沉降。

2.2大体积混凝土裂缝产生原因

大体积混凝土裂缝产生的原因主要有以下几种[4]：（1）施工工艺：施工部署不当，混凝土搅拌、运输时间过长，振捣不密实或振捣方式错误，混凝土养护不到位，模板变形或拆模过早都可能导致混凝土产生裂缝，影响混凝土强度和耐久性；（2）混凝土配合比及质量：混凝土中水泥用量增加使水泥水化热增大，导致温度应力增大，产生温度裂缝，此外混凝土砂石级配及孔隙率、水灰比、塌落度、含泥量等直接影响混凝土的抗裂能力；（3）荷载因素：混凝土结构在直接荷载及特殊环境作用下产生的位移或变形从而导致混凝土产生结构裂缝；（4）环境温度：大体积混凝土的浇筑温度取决于环境温度，而大体积混凝土内部温度为混凝土绝热温升、混凝土浇筑温度、混凝土散热降温三种温度叠加，较高的中心温度与较低的表面温度形成较大温度差，产生较大的温度应力，温度应力是大体积混凝土产生裂缝的主要原因。

2.3大体积混凝土裂缝控制措施

大体积混凝土施工主要以控制内外温差和增加混凝土抗拉能力两方面减少大体积混凝土裂缝。目前常用的裂缝控制措施[5]如下：（1）降低水泥水化热：选用水化热较低的水泥，如优先使用矿渣硅酸盐水泥，使用外加剂或掺合料减少用水量及水泥用量，改善骨料级配，降低砂率，控制入模温度，采用合理的浇筑方式，保证振捣质量；（2）延缓混凝土降温速度：大体积混凝土浇筑后应及时采取保温保湿养护，宜采取覆盖塑料薄膜加棉毡作为保温保湿层，并在棉毡上洒水养护，保证混凝土表面湿润；（3）减小混凝土收缩变形，宜在混凝土内掺加适量微膨胀剂，同时在保证混凝土强度的前提下，适当降低水灰比有利于减小收缩变形；（4）混凝土浇筑采用整体推移方法浇筑，大面积筏板应去除浮浆，采用二次收面工艺，减少混凝土收缩裂缝；超长筏板可采用跳仓法施工；（5）增强混凝土抗裂能力：可采用在结构内设置构造钢筋，使用纤维混凝土增强混凝土的抗裂能力；（6）改善约束条件：通过设置缓冲垫层或设置基础温度后浇带方式改善约束条件，从而减少裂缝的产生；（7）合理的施工组织及管理：在大体积混凝土施工前，应认真编制施工方案，并逐级交底，充分准备好施工场地、机械，保证混凝土连续浇筑。合理安排施工人员，保证施工现场供水供电及应急救援。

3大体积混凝土浇筑技术分析

混凝土浇筑一直都是建筑施工过程中不可或缺的关键环节，大体积混凝土浇筑一般分为三种浇筑方案：（1）全面分层：将需要浇筑混凝土的整个平面作为一层（共2-3层），第一层浇筑完混凝土初凝前浇筑第二层混凝土，这种浇筑方法适用于平面尺寸不太大的大体积混凝土浇筑；（2）分段分层：混凝土浇筑一段距离后，在最初混凝土初凝前浇筑第二层混凝土，水平浇筑长度与天气有关，如此依次向前分层浇筑混凝土，这种浇筑方法适用于狭长平面形式的大体积混凝土浇筑；（3）斜面分层：混凝土浇筑时保持一定的倾斜角度，并采用分层浇筑，混凝土浇筑应自最下端开始振捣，并逐渐向上，保证混凝土施工质量，这种浇筑方法适用于长度超过厚度三倍的大体积混凝土浇筑。分层厚度应充分考虑振捣棒的长度，大体积混凝土厚度及混凝土浇筑量大小确定分层厚度，一般混凝土分层厚度取300-500mm。当混凝土自由倾落高度大于2m时，应设置溜槽，避免混凝土出现离析现象，保证混凝土浇筑质量。

4结语

大体积混凝土在建筑工程中应用越来越广泛，大体积混凝土的质量对工程具有重大影响。广大施工人员应在大体积混凝土施工过程中密切关注，采用合理措施保证大体积混凝土浇筑质量。同时应努力进取，不断创新，提高大体积混凝土施工技术标准和施工质量，推动我国建筑业良好发展。

参考文献：

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京：中国建筑工业出版社，1997.8：2~9

[2]陈保国.浅谈建筑工程大体积混凝土浇筑施工技术[M].武汉：建筑装饰与施工管理,2018.9:309~310

[3]汪国权.大体积混凝土裂缝及温度应力研究[D].合肥：合肥工业大学，2006

[4]杨林.筏板基础大体积混凝土施工技术研究[D].郑州：郑州大学，2013

[5]中国住房和城乡建设部，中国质量监督检测检疫总局》.GB50496-2009.大体积混凝土施工技术规范[S].北京：中国计划出版社，2009