大体积砼裂缝控制技术总结

1、大体积砼裂缝控制施工技术总结 摘要:随着超高层建筑的发展，超高层建筑的基础大部分均为典型的大体积砼工程，在大体积砼工程施工过程中，对温度裂缝的控至关重要，本文通过对5#楼超高层住宅项目基础底板大体积砼施工技术的总结，为类似项目的施工提供参考。关键词:大体积砼 温度监测 裂缝控制引言随着经济的高速发展，大体积混凝土被越来越多的运用在高层及超高层建筑的片筏基础或箱形基础、人防及地下建筑、大型公共建筑的基础底板，桩基础的承台、高层建筑转换层结构等关键部位。大体积混凝土施工过程中，如果在配合比设计、温差控制、浇筑方法、混凝土养护等方面处理不当，会造成因温差应力、收缩等原因形成的有害裂缝，从而影响建筑物

2、使用功能和安全。针对该问题，本文将以5#楼超高层住宅项目基础底板大体积混凝土工程施工经验来编写成技术总结，提高公司大体积砼的施工水平，从而提高公司在本行业领域的竞争力。1大体积混凝土特点1.1大体积混凝土的定义对于大体积混凝土，目前国内尚无一个确切的定义。日本建筑学会标准（JASS5）规定：“结构断面最小厚度在80以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25C的混凝土，称为大体积混凝土”。它主要的特点就是体积大，一般实体最小尺寸大于或等于1m.它的表面系数比较小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快。混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝，影响结构安全和正常使用。

3、所以必须从根本上分析它，来保证施工的质量。1.2行业现状近十几年来，高层建筑的发展，其基础多采用了箱基、筏基等大体积混凝土,具有以下几个特点：1、混凝土设计强度较高，单方水泥用量较多，水化热引起的混凝土内部温度较大；2、结构断面内配筋较多，整体性要求较高；3、基础结构大多埋置地下，虽受外界温度变化的影响较小，但要求抗渗性能较高。因此，如何控制混凝土的内外温差和温度变形而造成的裂缝，提高混凝土的抗渗、抗裂和抗侵蚀性能，是建筑工程大体积混凝土施工中的一个关键问题。1.3大体积混凝土裂缝产生的原因1.3.1水泥水化热水泥在水化过程中要释放出一定的热量，而大体积混凝土结构断面较厚，表面系数相对较小，所

4、以水泥发生的热量聚集在结构内部不易散失。这样混凝土内部的水化热无法及时散发出去，以至于越积越高，使内外温差增大。单位时间混凝土释放的水泥水化热，与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期而增长。由于混凝土结构表面可以自然散热，实际上内部的最高温度，多数发生在浇筑后的最初35天。1.3.2外界气温变化大体积混凝土在施工阶段，它的浇筑温度随着外界气温变化而变化。特别是气温骤降，会大大增加内外层混凝土温差，这对大体积混凝土是极为不利的。温度应力是由于温差引起温度变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般可达6065，并且有

5、较长的延续时间。因此，应采取温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的温度应力。1.3.3混凝土的收缩混凝土中约20的水分是水泥硬化所必须的，而约80的水分要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩。混凝土收缩的主要原因是内部水蒸发引起混凝土收缩。如果混凝土收缩后，再处于水饱和状态，还可以恢复膨胀并几乎达到原有的体积。干湿交替会引起混凝土体积的交替变化，这对混凝土是很不利的。影响混凝土收缩，主要是水泥品种、混凝土配合比、外加剂和掺合料的品种以及施工工艺（特别是养护条件）等。2 施工概况2.1工程概况项目5#楼，地下2层，地上42层，建筑高度132.05米，建筑面积43083平方米，通过连通口与已

6、建地下室连通，建筑类别为超高层住宅。设计的基础形式为灌注桩+筏板基础。基础底板厚度2.2米，基础底板长54.88米，宽28.68米，底板四角为倒角形式，底板总面积：1490平方米。基础底板板面标高-7.85米，板底标高-10.05米，板底为100厚C15砼垫层。基础底板砼采用C40（P8），底板底层钢筋47层，面筋24层双向钢筋，电梯基坑部位砼局部厚度达7.2米。未设施工缝和后浇带，一次浇筑完成，砼一次浇筑量4500立方米，属典型的大体积砼工程。图1.基础底板平面图、剖面图2.2大体积砼施工控制目标优化大体积混凝土配合比，最大限度地减少因水化热引起的混凝土温差应力产生的裂缝以及混凝土收缩产生的

7、裂缝。采用一次性整体浇注混凝土的方法，取消后浇带有利于提高结构的整体性、抗渗性、同时提高了结构的抗震能力。减少了施工工序之间的交叉，取消了各种施工缝的处理工作，从而简化了施工程序，加快了施工进度。2.3.1避免施工冷缝混凝土采用分层浇筑：每层厚度50cm，上层与下层混凝土之间浇筑间歇不得小于30min，但不得大于砼初凝时间；考虑采用自然斜坡砼的浇筑方法，浇筑顺序为：分段定点、一个坡度、薄层浇筑、循序推进，一次到顶的方法，提高泵车的效率，保证了上下层砼不超过初凝时间。通过以上合理安排浇筑流程、设备、人员来避免施工冷缝的产生。图2 分层浇筑示意图2.3.2避免温度裂缝、收缩裂缝大体积砼在施工养护期

8、间，外界气温的变化对大体积砼的开裂有重大影响。砼内部温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温度和砼的散热温度三者的叠加。外界温度越高，砼的浇筑温度也越高。外界温度下降，尤其是骤降，大大增加外层砼与砼内部的温度梯度，产生温差应力，造成大体积砼出现裂缝。因此控制砼表面温度与外界气温温差，也是防止裂缝的重要一环。砼的拌合水中，只有约20%的水分是水泥水化所必需的，其余80%要被蒸发。砼中多余水分的蒸发是引起砼体积收缩的主要原因之一。这种收缩变形不受约束条件的影响，若存在约束，就会产生收缩应力而出现裂缝。因此应该从商品砼原材料、外加剂选用、砼入模温度控制、保温保湿养护、电子测温等方面控制温差小于25度，避

9、免温度裂缝和收缩裂缝的产生。3防止大体积混凝土产生裂缝主要措施3.1 方案控制方案准备：作为大体积砼施工的指导性文件，施工方案必须具体详细，并经多次论证后实施。设备准备：需提前与商品砼公司协商，确保浇筑设备的完好性，并且有备用设备。物资准备：主要准备养护及应急物资，包括：彩条布、麻袋、养护用水、塑料薄膜、测温设备等技术准备：做好浇筑前的砼试配工作，主要测定试配砼的强度、和易性、水化热量等参数、为正式浇筑提供技术参数。劳动力组织：砼浇筑持续时间达较长的时候，需准备2个施工班组，每8个小时轮换一次，在劳动力数量和质量上保证大体积砼施工质量。3.2施工流程控制（避免施工冷缝）采用分层分段法浇筑混凝土

10、。分层振捣密实以使混凝土的水化热能尽快散失。还可采用二次振捣的方法，增加混凝土的密实度，提高抗裂能力，使上下两层混凝土在初凝前结良好。也可采用在下层混凝土面上预留沟槽，以加强上下层混凝土的连接。3.3原材料控制3.3.1水泥普通水泥水化热较高，特别是应用到大体积混凝土中，大量水泥水化热不易散发，在混凝土内部温度过高，与混凝土表面产生较大的温度差，便混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。当表面拉应力超过早期混凝土抗拉强度时就会产生温度裂缝，因此确定采用水化热比较低的矿渣硅酸盐水泥，标号为P.O42.5。 （1）在满足强度和耐久性等要求的前提下，宜选用低热或中热的矿渣水泥、火山灰水泥（发热量270

11、290kJ/kg）、严禁使用安定性不合格的水泥。（2）由于大体积混凝土工程量大，水泥用量多，水泥供应难以做到按施工要求的品种标号一次进场，因此要加强水泥进场的检验和试配工作。3.3.2粗细骨料粗骨料：采用碎石，粒径5-31.5mm，含泥量不大于1%。选用粒径较大、级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，抗压强度较高，同时可以减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。 碎石和卵石均可，并采取连续级配或合理的掺配比例。其最大粒径不得大于钢筋最小间距的3/4。当采用泵送混凝土时，为了提高混凝土的可泵性和控制增加水泥用量，可参照表5-7-13选用。骨料中不得含有有机杂质，其含泥量应=

12、1%表1 泵送大体积混凝土粗骨料最大粒径（）管道直径（）100125150砾 石304050碎 石253040细骨料：采用中砂，平均粒径大于0.5mm，含泥量不大于5%。选用平均粒径较大的中、粗砂拌制的混凝土比采用细砂拌制的混凝土可减少用水量10%左右，同时相应减少水泥用量，使水泥水化热减少，降低混凝土温升，并可减少混凝土收缩。宜选用粗砂或中砂，含泥量应3%。当采用泵送混凝土时，其细度模数以2.62.8为宜。控制细砂以0.3筛孔的通过率为1530%；0.15筛孔的通过率为510%。3.3.3粉煤灰由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求，采

13、用矿渣硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，因此粉煤灰的掺量控制在10%以内，采用外掺法，即不减少配合比中的水泥用量。按配合比要求计算出每立方米混凝土所掺加粉煤灰量。为了减少水泥用量，可掺入水泥用量10%的粉煤灰取代水泥。外加剂。为了满足和易性和减缓水泥早期水化热发热量的要求，宜在混凝土中掺入适量的缓凝型减水剂。3.3.4配合比设计设计配合比时尽量利用混凝土60天或90天的后期强度，以满足减少水泥用量的要求。但必须征得设计单位的同意和满足施工荷载的要求。混

14、凝土配合比，应根据使用的材料通过试配确定。一般要求水泥用量宜控制在260300kg/m3。水灰比应0.6。砂率应控制在0.330.37（泵送时宜为0.40.45）。坍落度应根据配合比要求严加控制，当采用商品混凝土泵送时，坍落度的增加应通过调整砂率和掺用减水剂或高效减水剂解决，严禁在现场随意加水以增大坍落度，并应控制在1014为宜。3.3.5原材料选用应注意的事项1、粗骨料宜采用连续级配，细骨料宜采用中砂。2、外加剂宜采用缓凝剂、减水剂；掺合料宜采用粉煤灰、矿渣粉等。3、大体积混凝土在保证混凝土强度及坍落度要求的前提下，应提高掺合料及骨料的含量，以降低单方混凝土的水泥用量。4、水泥应尽量选用水化

15、热低、凝结时间长的水泥，优先采用中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。但是，水化热低的矿渣水泥的析水性比其它水泥大，在浇筑层表面有大量水析出。这种泌水现象，不仅影响施工速度，同时影响施工质量。因析出的水聚集在上下两浇筑层表面间，使混凝土水灰比改变，而在抽水时又带走了一些砂浆，这样便形成了一层含水量多的夹层，破坏了混凝土的粘结力和整体性。混凝土泌水量的大小与用水量有关，用水量多，泌水量大；且与温度高低有关，水完全析出的时间随温度的提高而缩短；此外，还与水泥的成分和细度有关。所以，在选用矿渣水泥时应尽量选择泌水性的品种，并应在混凝土中

16、掺入减水剂，以降低用水量。在施工中，应及时排出析水。3.4温度控制和混凝土养护为了掌握大体积砼的温升和降温的变化规律，以及各种材料在各种条件下的温度影响，需要对砼进行温度监测控制。3.4.1测温点的布置必须具有代表性和可比性。沿浇筑的高度，应布置在底部、中部和表面，垂直测点间距一般为500800；平面则应布置在边缘与中间，平面测点间距一般为2.55m。当使用热电偶温度计时，其插入深度可按实际需要和具体情况而定，一般应不小于热电偶外径的610倍，测温点的布置，距边角和表面应大于50。3.4.2测温制度在砼温度上升阶段每24h测一次，温度下降阶段每8h测一次，同时应测大气温度。所有测温孔均应编号，

17、进行砼内部不同深度和表面温度的测量。测温工作应由经过培训、责任心强的专人进行。测温记录，应交技术负责人阅签，并作为对砼施工和质量的控制依据。3.4.3测温工具的选用为了及时控制砼内外两个温差，以及校验计算值与实测值的差别，随时掌握砼温度动态，宜采用热电偶或半导体液晶显示温度计。采用热偶测温时，还应配合普通温度计，以便进行校验。在测温过程中，当发现温度差超过25时，应及时加强保温或延缓拆除保温材料，以防止砼产生温差应力和裂缝。(摘录自高层建筑施工手册 主编杨嗣信中国建筑工业出版社1992年12月第一版)养护时间：为了保证新浇筑的混凝土有适宜的硬化条件，防止在早期由于干缩而产生裂缝，大体积混凝土浇

18、筑完毕后，应在12h内加以覆盖和浇水。具体要求是：普通硅酸盐水泥拌制的混凝土不得少于14天。3.5温度测量 在底板的不同部位及深度度埋设测温传感器连接测温线，每组设浅、中、深个测温点，间隔8m10m布置，浅测点距板顶深50100，中测温点深距板中、深测温点距板底50100，测温点在砼浇筑过程中需特殊保护。在浇筑过程中以及浇筑后进行温度测定，用电子测温仪进行测温并记录。图3 测温点选点示意图基础底板钢筋绑扎完成后，按照测温点布置图，将测温点埋设到位。埋设方法为：每个测温点分板面、板中、板底三个测温点，用一根20的钢筋，将板底、板面、板中的测温线用电工胶布绑扎在钢筋上，然后将钢筋固定在基础底板内，

19、并绑扎或焊接牢固，每根测温线甩出基础底板面200mm以上，并用胶布绑扎在钢筋上，四周用钢筋笼保护，防止浇筑砼时破坏，可参照以下节点施工：图4 测温线绑扎固定方法图5 测温设备测量在混凝土浇筑24h后立即开始，每间隔2-3h测量一次，用电子测温仪进行测温并记录，绘出温度变化曲线图，作为进行实例分析的依据，并进行混凝土浇筑后的裂缝控制计算。混凝土温度测量工作要持续到混凝土温度与大气平均温度差15以内，混凝土强度达到设计强度的85%以上方可停止。在测量过程中，当发现温度差超过25时，及时加强保温或延缓拆除保温材料，以防止混凝土产生温差应力和裂缝。图6 测温数据整理分析3.5.1混凝土入模温度控制浇筑

20、温度是指砼出罐后，经运输、振捣后的温度。混凝土结构工程施工及验收规范GB5020492对浇筑温度作了规定：“不宜超过28”。此规定没有考虑到全国地方差异，例如上海、南京、武汉等我国南方地区高温季节施工大体积砼，若不采取特殊措施是很难达到这一要求的，若采取措施就得花较大的费用。那么浇筑温度超过28是否一定开裂呢？江苏常州某些工程浇筑温度达到35，由于保温降温措施得力，也没有出现温差裂缝。南京。上海、武汉等地的某些大体积砼工程浇筑温度超过28，个别工程达到41，也没有出现危害结构安全和影响使用功能问题。因此，在混凝土结构工程施工质量验收规范GB502042002中，对于浇筑温度不宜超过28的限制。

21、控制浇筑温度是有好处的，要降低浇筑温度必须从降低砼出机温度入手，其目的是降低大体积砼的总温升值和减小结构的内外温差。降低砼出机温度最有效的方法是降低石子的温度，由于夏季气温较高，为防止太阳的直接照射，可要求商品砼供应商在砂、石堆场搭设简易遮阳装置，必要时向骨料喷射水雾或使用前作淋水冲洗。在控制砼的浇筑温度方面，通过计算砼的工程量，做到合理安排施工流程及机械配置，调整浇筑时间为以夜间浇筑为主，少在白天进行，以免因暴晒而影响质量。3.5.2混凝土养护前期温度控制刚浇筑不久的砼，尚处于凝固硬化阶段，水化的速度较快，因此温度上升速度很快，采用蓄水但是不覆盖薄膜的养护方法，这样有两个好处：1、适宜的潮湿

22、条件可防止砼表面脱水而产生干缩裂缝。砼在潮湿条件下，可使水泥的水化作用顺利进行，提高砼的极限拉伸强度。养护水分的蒸发有利于大量产生的热量尽快散发。2、防水混凝土的养护是至关重要的。在浇灌后，如混凝土养护不及时，混凝土内水分将迅速蒸发，使水泥水化不完全。而水分蒸发造成毛细管网彼此连通，形成渗水通道；同时混凝土收缩增大，出现龟裂，使混凝土抗渗性急剧下降，甚至完全丧失抗渗能力。若养护及时，防水混凝土在潮湿的环境中或水中硬化，能使混凝土内的游离水分蒸发缓慢，水泥水化充分，水泥水化生成物堵塞毛细孔隙，因而形成不连通的毛细孔，提高了混凝土的抗渗性。3.5.3混凝土养护中、后期温度控制一般混凝土浇筑后其内部

23、的最高温度，多数发生在浇筑后的最初35天。在达到最高温度之后，混凝土温度降从外到内的一个降温过程，此过程的混凝土内部和表面，每部和外界温差控制是控制大体积混凝土裂缝的重点。此时采用“麻袋片塑料薄膜麻袋片”三层蓄水养护。这样做的好处是：1薄膜下面蓄水铺麻袋片可以保证大体积混凝土表层混凝土的湿润，不至于由于温度过高水分蒸发过快导致因干燥产生的温度裂缝2薄膜上面铺麻袋片并定期浇水润湿可以保证下部传递的热量通过水分蒸发及时散出，保证内外温差维持在一个恒定值。3.6大体积混凝土具体施工注意事项3.6.1底板表面养护：当砼浇筑完6小时12小时内，覆盖一层塑料薄膜和一层麻袋并浇水养护，以控制内外温差不超过25，养护时间大少于14d。具体流程如下：砼浇筑后10h12h内覆盖塑料薄膜和一层麻袋并浇水保温保湿封闭保温养护1、 养护时间不少于14d2、 砼达到强度标准值的30%、3、 内外温差小于25度4、 表面与大