建筑与预算 月刊 第５期总第２１７期２０１４年 大体积筏板基础混凝土裂缝的控制 张立中 ，杨毓 ，何平。 （１．鞍山东建工程集团有限公司，辽宁鞍山１ １４００５；２．营口天辅建筑工程有限公司，辽宁营口 １ １５０００；３．沈阳北方建设股份有限公司，辽宁沈阳１ １００４２） 摘要：寸土寸金的城市，成片的高层住宅小区已经成为常态，而高层建筑基本为筏板基础，对于其基 础砼裂缝的控制则成为了施工中质量控制的关键环节，只有充分控制了有害裂缝，才能从根本上保证 工程质量。 关键词：大体积；筏板；基础砼；裂缝控制 中图分类号：ＴＵ７４５．１ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１６７３—０４０２（２０１４）０５—０１０５—０３ ０前言 预拌砼土主要由水泥、细骨料、粗骨料、水、外 加剂（主要有减水、泵送、防水膨胀剂等）、掺合料 随着城市建设的不断发展，成片的高层或超高层 （主要为粉煤灰和矿渣粉，其作用是降低单方水泥用 住宅小区建设在我们建筑施工企业承揽的项目中占比 量、降低水化热、改善砼和易性并提高硬化后砼的耐 在逐年攀升，而筏板基础又是高层或超高层建筑的首 久性）等组成。 选基础形式，对于高层或超高层建筑的筏板基础其断 大体积砼结构中，由于结构截面大，水泥在水化 面厚度基本在Ｉｍ以上，属于大体积砼施工。为保证 过程中会释放大量的水化热，砼浇筑７天之内水化热 建筑物的基本使用功能，筏板基础必须具有良好的结 值将达到最大，水泥在水化热过程中会引起温度应力 构性能和抗渗性能，大范围且贯通的砼裂缝即影响地 和温度变形，这种变化会使砼产生大幅度的收缩，称 下室的使用功能，又会对结构造成损害。所以确保筏 温度收缩应力，温度收缩应力是导致砼产生裂缝的主 板基础结构无有害裂缝则成为了施工中质量控制的关 要原因。这种裂缝有表面裂缝和贯通裂缝两种，这二 键环节。 种裂缝不同程度的都属于有害裂缝。 近年来我公司承揽施工的成片高层住宅小区项 １．２大体积砼裂缝的危害 目，均为深地下室筏板基础，筏板厚度在１．２ｍ至２．Ｏｍ 表面裂缝是因为砼收缩产生的裂缝，在硬化后 之间，属于大体积砼施工。本文在总结实际案例的基 期，砼内部自由水分蒸发，就会出现干燥收缩，而表 础上，从预拌砼生产厂家、原材料、配合比、运输、 面干燥收缩快，中心干燥收缩慢，使砼表面产生拉应 搅拌、浇筑、振捣和养护等方面分析了影响砼结构裂 力，造成砼开裂。表面裂缝如果深度达到钢筋位置， 缝的因素，并提出了一些具体可行的应对措施来确保 钢筋与砼分离，即降低了砼对钢筋的握裹力，又使钢 砼满足规范要求。 筋暴露在自然环境的空气中，会对钢筋造成腐蚀，减 １大体积砼裂缝成因、种类及危害 少结构的使用年限。 贯通裂缝是因为砼表面和内部的温度外低内高， １．１大体砼裂缝成因及种类 在砼内部产生压应力，在表面产生拉应力，表面拉应 收稿日期：２０１４—０２—１５ 作者简介：张立中，（１９７０一），男，工程师，主要从事建筑工程质量安全管理工作。 ２０１４年第５期总第２１７期 力无限制可以扩展，内部的应力由于受结构约束限 制，不能扩展，内外应力的不同步进行，拉应力一旦 超过砼的抗拉强度极限，应力就在砼的内部形成裂 缝，大体砼由于体量大，应力约束更大，更容易形成 这种温度应力裂缝。这种裂纹往往是贯通砼结构内 部，对结构造成永久性的损害，影响结构安全和使用 功能，而且会引起地下室渗漏。 １．３大体积砼裂缝控制的关键环节 为了有效地控制有害裂缝的出现和发展，从控制 砼的水化升温、延缓降温速度、减小砼收缩、提高砼 的极限拉伸强度、改善约束条件和设计构造等方面全 面考虑，同时更应结合工程实际，采取对应的措施， 从而降低或者避免影响结构安全和使用功能的有害裂 缝的出现。 ２大体积砼生产过程的控制 ２．１生产厂家的控制 首先是选择合格的预拌砼生产厂家，在经常合作 的砼厂家中进行考察，选择信誉好、管理好、生产体 量大、实验室和搅拌站管理科学规范，有强大的技术 力量，运输距离近的厂家（因长途运输造成砼坍落度 损失，又不会由于交通堵塞影响砼的和易性）。 对于某个工程，必须采取“四固定”的原则即固 定预拌砼的生产厂家、固定水泥厂家和品种、固定外 加剂厂家和品种、固定掺和料。如需更换厂家或品种 时，应重新设计砼配合比，严禁将不同厂家的水泥？昆 装在一个水泥罐中。 ２．２原材料的控制 （１）水泥：优先选用低水化热或中水化热的普通 硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥， 根据设计强度选择材料供应充分的水泥生产厂家，进 行水泥对比试验，从中选择出水化热低、强度高的水 泥厂家和品种。 （２）粗骨料：碎石含泥量不大于１％，选用至少 三家采石场的石子，不同粒径的石子多做出几组对比 试验，从中选择出级配良好的石子配制的砼。 （３）细骨料：中砂，细度模数２．８０～３．Ｏ０的中砂 （通过０．３１５ｎ筛孔的砂不少于１５％），平均粒径大于 ０．５ｍｍ，含泥量不大于１％。选用多家砂场和不同部位 采集的砂做对比试验，选择中合适的砂拌制砼。 （４）掺合料粉煤灰：在掺人前应做对比试验， 选择出最适宜的粉煤灰掺量，一般控制在水泥重量的 １０％一１５％。不同批次的粉煤灰颗粒、成分均有所不 同，也是影响掺量的因素，所以对每批次的粉煤灰都 需要进行试验，保证砼结构强度。 （５）外加剂：预拌砼中的外加剂是砼的重要组 成部分，选择质量良好的外加剂，是砼质量的根本保 证。在预拌厂生产砼前，应根据砼的抗渗标号、运输 一１０６一 距离、浇筑时间、浇筑距离等因素，选用多厂家的外 加剂做对比试验，做到优中选优。对于确定使用的外 加剂，一次采购足量确保在施工过程中不断档。 ２－３配合比的控制 （１）提前做好砼的试验配合比，在已经选择的各 种砼组成材料后，根据有可能浇筑砼日期时的气温等 各种情况，进行砼的试配，从中优选出最合理的施工 配合比。 （２）施工前同设计单位协商，经设计单位同意， 利用砼６Ｏ天的后期强度进行配合比设计，减少水泥用 量。根据试验，每增减ｌＯｋｇ水泥，其水化热将使混凝 土的温度相应升降１℃。 （３）掺加相应的缓凝型减水剂，如木质素磺酸钙 （掺量为水泥重量０．２５％）。 （４）选择级配良好的粗细骨料，将砂、石含泥量 控制在规范允许范围内。 ２．４搅拌的控制 （１）砼搅拌也是至关重要的环境。在浇筑前，施 工现场和搅拌站均应密切关注天气预报，天气炎热季 节时应将水泥及粗细骨料储存在低温环境中。做好粗 细骨料的含水率测试，保证搅拌用水量准确。 （２）根据天气温度浇筑时间运输距离等综合因 素，计算出混凝土的出罐温度，入模温度，及时调整 砼原材料的入罐温度，在天气过热时，搅拌用水调整 为冰水，但水中不得含有冰块。 ２．５运输过程的控制 砼在运输过程中主要影响因素是道路塞车和到达 浇筑地点由于其他因素不能立即浇筑。所以在砼运输 车上必须带有缓凝减水剂，当在规定的时间段内没有 到达运输地点进行浇筑时，砼就有坍落度的损失，会 严重影响砼的浇筑质量。运输罐车、泵车须随车携带 高效减水缓凝剂，必须与砼搅拌时使用的完全一致， 由预拌厂家的技术人员对运输罐车、泵车司机进行培 训，确保二次投入外加剂的操作质量。 ３现场施工的控制 ３．１ 大体积砼施工，应根据工程具体情况，编制 技术措施。 ３．２大体积砼温度收缩应力计算是确定整体浇筑 或竖向分段施工方案和制定温控技术措施的依据。一 般情况下，温控指标不大于下列数值： （１）砼浇筑块体的降温速度为１．５℃，ｄ。 （２）砼入模温度不超过２８％，一般控制在２５℃左 右。 （３）砼浇筑块体的里外温差控制在２５℃。 （４）砼浇筑块体在浇筑入模温度基础上的最大温 升值为３５℃。 ３．３砼的浇筑 （１）根据每次浇筑砼数量及基础平面尺寸，配备 砼泵车及搅拌运输车，其数量应满足连续浇筑的要 求，防止“冷缝”的出现。 （２）浇筑砼应连续进行，当必须间歇时，间歇时 间应缩短，并应在前层砼凝结之前，将次层砼浇筑完 毕。当层间间隔超过规定时，层面应按施工缝处理， 并应符合下列规定： ①清除浇筑层表面上的浮浆； ②层面凿毛、均匀的漏出粗骨料； ③在上层砼浇筑之前，应用压力水冲洗表面污 物。 （３）采取二次振捣法，浇筑后及时排除表面积 水。 ３．４砼养护和温度控制 （１）选择较适宜的气温浇筑大体积砼，尽量避开 炎热天气浇筑砼，夏季可采用低温水或冰水搅拌砼， 对骨料进行预冷或对骨料进行覆盖，设置遮阳装置避 免日光直晒，以降低砼拌合物的入模温度。 （２）在每次砼浇筑完毕后及时采取保温养护措 施，砼上表面搭接覆盖草袋、浇水养护；砼侧面覆盖 防雨布或塑料薄膜，保温保湿，在寒冷和大风季节搭 设挡风设施和保温棚。覆盖层的厚度应根据温控指标 的要求计算后确定。 （３）保温养护的持续时间，应根据温度应力加以 控制确定，但不得少于ｌ５天。 （４）封闭与外界相连通的沟道和孔洞。 （５）在砼保温养护过程中，应对砼入模温度、砼 浇筑块体的里外温差、升温曲线、降温速度及环境温 度进行监测。 （６）当砼内外温差超过２５℃时，应向基础内部预 埋的冷却水管输入循环冷却水，降低砼水化热温度。 （７）砼浇筑温度的测试，每工作班（８ｈ）不少于 ２次。 （８）浇筑块体内外温差，降温速度及环境温度的 测试，每昼夜不少于８次。 （９）测温点按下列方式布置 ①温度监测点的布置范围以所选砼浇筑块体平面 图对称轴线半条轴线为测温区，在测温区内温度测点 呈平面布置。 ②在基础平面半条对称轴线上，温度监测点的点 位不少于４处。 ③沿砼浇筑块体厚度方向，每一点位的测点数量 应不少于５点。 ④砼浇筑块体的外表温度，应以混凝土外表以内 ５０ｍｍ处的温度为准。 ⑤砼浇筑块体底表面的温度，应以砼浇筑块体底 表面以上５０ｍｍ处的温度为准。 ２０１４年第５期总第２１７期 （１０）温度计选择 由于在砼测温中，测量精度一般要求不高（± ０．５℃），因此正常施工情况下均采用玻璃温度计测设 砼温度。 ４施工构筑措施 （１）对大体积砼与岩石地基、基础与厚大的砼垫 层之间设置滑动层，可采用平面浇沥青胶铺砂，刷热 沥青、铺设卷材；在垂直面部位设置缓冲层，如铺设 ３０～５０ｒａｍ厚沥青木缘板或聚苯乙烯泡沫塑料，以消除 嵌固作用，释放约束应力。 （２）采用分层或分块浇筑大体积砼，水平分层厚 度最大不超过３００～５００ｍｍ，分段长度控制在２０～３０ｍ 左右。 （３）改善配筋。为了保证每个浇筑层上、下均有 温度筋，建议设计人员将分布筋作适当调整，温度筋 最好是细而密。在截面突变和转折处，增加构造钢 筋，以改善应力集中，防止裂缝出现。 ５结语 通过对预拌砼生产及施工的各个环节的有效控 制，目前我公司所承揽的多项工程地下室底板均没有 发生由于裂缝引起的渗漏，多项工程被评为辽宁省和 鞍山市优质主体结构工程。在今后的类似工程中将继 续考察探讨大体积砼施工缝的控制技术工作，不断完 善施工工艺，确保大体积筏板基础砼的施工质量。 参考文献： ［１］张国方．建筑材料标准汇编［Ｍ］．北京：人民交通 出版社，２００３． ［２］东南大学，天津大学，同济大学．混凝土结构（第 二版）［Ｍ］．北京：中国建筑出版社，２００２． ［３］杨少谋．混凝土的自身收缩及其控制措施［Ｊ］．西 北水力发电，２００４，１：７２—７３． ［４］王留国，李武华．浅谈混凝土的施工温度与裂缝 ［Ｊ］．科技信息，２００７，２３：１０１． ［５］杨永华．土木工程材料［Ｍ］．武汉：武汉理工大学 出版社，２００４． ［６］程绍军，张晓波．大体积混凝土的温度收缩裂缝控 制方法［Ｊ］．黑龙江科技信息，２００２，５：９５． ［７］苑玉凤．实施水泥新标准技术资料汇编［Ｍ］．北 京：机械工业出版社，２００６． ［８］刘伟，解磊，王宇阳．复合地基承载力深度修正研 究［Ｊ］．沈阳建筑大学学报（自然科学版）， ２０１３．２９（４）：６８２—６８６． 一ｌＯ７一
