大体积混凝土

1、 工业与民用建筑中大体积混凝土工业与民用建筑中大体积混凝土越来越多，由于其体积大，表面小，水泥越来越多，由于其体积大，表面小，水泥水化热释放比较集中，内部温升比较快，水化热释放比较集中，内部温升比较快，当混凝土内外温差较大时，会使混凝土产当混凝土内外温差较大时，会使混凝土产生温度裂缝和收缩变形裂缝，影响结构安生温度裂缝和收缩变形裂缝，影响结构安全和正常使用，所以必须从根本上进行分全和正常使用，所以必须从根本上进行分析，来保证施工的质量。析，来保证施工的质量。 大体积混凝土的定义大体积混凝土的定义 大体积混凝土含义大体积混凝土含义一般是指其体积大到必须采一般是指其体积大到必须采取措施处理水化热产

2、生的温差，合理解决温差变形取措施处理水化热产生的温差，合理解决温差变形引起的应力，并控制裂缝的产生或限制裂缝开展的引起的应力，并控制裂缝的产生或限制裂缝开展的现浇混凝土。现浇混凝土。 大体积混凝土施工规范大体积混凝土施工规范（GB 50496-2009GB 50496-2009）中给予大体积混凝土定义：中给予大体积混凝土定义：混凝土结构物实体最小混凝土结构物实体最小尺寸不小于尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的中胶凝材料水化引起的温度变化温度变化和和收缩收缩而导致有害而导致有害裂缝产生的混凝土。裂缝产生的混凝土。 建筑工程大体积砼常

3、出现的部位：建筑工程大体积砼常出现的部位： 厚大的地下室底板（特别是电梯井筒厚大的地下室底板（特别是电梯井筒部位）、桩顶承台梁、转换梁或板、内筒部位）、桩顶承台梁、转换梁或板、内筒外框架超高层的大截柱等。外框架超高层的大截柱等。桥梁工程大体积砼常出现的部位：桥梁工程大体积砼常出现的部位： 桥大直径桩基础、悬索桥的锚碇和桥桥大直径桩基础、悬索桥的锚碇和桥塔的一些部位、斜拉桥桥塔的一些部位、塔的一些部位、斜拉桥桥塔的一些部位、连续梁桥的墩台梁等。连续梁桥的墩台梁等。由于高层基础多为砼体积较大的箱形、筏形由于高层基础多为砼体积较大的箱形、筏形和桩承台较大的基础，这种结构有结构厚、和桩承台较大的基础，

4、这种结构有结构厚、体形大、钢筋密、混凝土数量多、工程条件体形大、钢筋密、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高等特点。外荷载引起复杂和施工技术要求高等特点。外荷载引起裂缝的可能性很小。但水泥的水化反应过程裂缝的可能性很小。但水泥的水化反应过程中释放的水化热所产生的温度变化与砼收缩中释放的水化热所产生的温度变化与砼收缩的共同作用，会产生较大温度应力和收缩应的共同作用，会产生较大温度应力和收缩应力，是大体积砼结构出现裂缝的主要因素。力，是大体积砼结构出现裂缝的主要因素。这些裂缝往往给工程带来不同程度的危害，这些裂缝往往给工程带来不同程度的危害，所以必须控制所以必须控制温度应力温度应力和和温度变

5、形温度变形裂缝的开裂缝的开展。展。 砼的温升和温差与表面系数有关，单砼的温升和温差与表面系数有关，单面散热的结构断面最小厚度在面散热的结构断面最小厚度在75cm75cm以上以上，双面散热的结构断面最小厚度在，双面散热的结构断面最小厚度在100cm100cm以上，水化热行引起的砼内外最以上，水化热行引起的砼内外最大温差预计可能超过大温差预计可能超过2525，应按大体积，应按大体积砼施工。砼施工。施工特点施工特点:整体性要求比较高整体性要求比较高,要求连续浇筑。要求连续浇筑。存在的问题存在的问题：由于混凝土内部蓄热量大：由于混凝土内部蓄热量大,温度温度应力增大应力增大,使得混土使得混土裂缝的控制问

6、题裂缝的控制问题成为设计成为设计及施工中的一个急需解决的重大问题。及施工中的一个急需解决的重大问题。水泥水化反应过程中释放的水化热所产生水泥水化反应过程中释放的水化热所产生的温度变化和混凝土收缩的共同作用，成为的温度变化和混凝土收缩的共同作用，成为大体积混凝土出现裂缝的主要原因。大体积混凝土出现裂缝的主要原因。一、一、大体积混凝土的设计大体积混凝土的设计1.1.构造要求构造要求(l)(l)大体积混凝土基础的工程设计除应满足设计规范及生产工艺大体积混凝土基础的工程设计除应满足设计规范及生产工艺的要求外的要求外, ,宜符合下列要求宜符合下列要求: : 混凝土设计强度等级宜在混凝土设计强度等级宜在C

7、25C25一一C40C40的范围内的范围内; ; 配置承受温度应力及控制温度裂缝开展的构造钢筋配置承受温度应力及控制温度裂缝开展的构造钢筋; ; 当大体积混凝土置于岩石类地基上时当大体积混凝土置于岩石类地基上时, ,宜在混凝土垫层宜在混凝土垫层 上设置滑动层上设置滑动层; ; 设计中应尽可能减少大体积混凝土外部约束。设计中应尽可能减少大体积混凝土外部约束。 设计单位提出温度场和应变的相关测试要求设计单位提出温度场和应变的相关测试要求. .(2)大体积混凝土工程施工前大体积混凝土工程施工前,应验算浇筑体的温度、温度应力及应验算浇筑体的温度、温度应力及收缩应力收缩应力,确定施工阶段升温峰值确定施工

8、阶段升温峰值,内外温差及降温速率的控制指内外温差及降温速率的控制指标标,制定温控的技术措施。一般情况下制定温控的技术措施。一般情况下,混凝土入模温度绝热温升混凝土入模温度绝热温升值最大值不超过值最大值不超过45;内内外温差不超过外温差不超过30;降温速率为降温速率为2.0/d。(3)大体积混凝土施工前大体积混凝土施工前,应掌握近期气象情况应掌握近期气象情况(如高温、寒潮等如高温、寒潮等)。在冬期施工时在冬期施工时,应制定相应措施。应制定相应措施。(4)大体积混凝土模板宜采用钢模板、木模板或钢木混合模板。大体积混凝土模板宜采用钢模板、木模板或钢木混合模板。2.混凝土配合比及其材料混凝土配合比及其

9、材料(l)经设计单位同意经设计单位同意,当大体积混凝土的强度等级为当大体积混凝土的强度等级为C20以上时以上时,可利用混凝土可利用混凝土60天的后期强度作为混凝土强度评定、工程交工天的后期强度作为混凝土强度评定、工程交工验收及混凝土配合比设计的依据。验收及混凝土配合比设计的依据。(2)在保证设计所规定强度、耐久性等要求和满足施工工艺特性在保证设计所规定强度、耐久性等要求和满足施工工艺特性的前提下的前提下,应按照合理使用材料、减少水泥用量和降低混凝土的应按照合理使用材料、减少水泥用量和降低混凝土的绝热温升的原则进行大体积混凝土配合比选择。绝热温升的原则进行大体积混凝土配合比选择。(3)大体积混凝

10、土配合比选择时应考虑应尽量减少水泥用量大体积混凝土配合比选择时应考虑应尽量减少水泥用量,使混凝土浇筑后的内外温差和降温速度得到有效控制使混凝土浇筑后的内外温差和降温速度得到有效控制,以降低以降低养护的费用。养护的费用。(4)大体积混凝土配合比设计应符合下列规定大体积混凝土配合比设计应符合下列规定:混凝土强度等级的设计依据可利用混凝土混凝土强度等级的设计依据可利用混凝土60天或天或90天后期强度。天后期强度。混凝土拌合物混凝土拌合物,浇注时坍落度应低于浇注时坍落度应低于160士士20mm;水泥用量宜控水泥用量宜控制在制在230一一459kg/m3(强度等级在强度等级在C25一一C40)。拌合水用

11、量不宜大于拌合水用量不宜大于190kg/m3;矿物掺合料的掺量矿物掺合料的掺量,应根据工程的具体情况和耐久性要求确定应根据工程的具体情况和耐久性要求确定;粉煤灰掺量不宜超过水泥用量的粉煤灰掺量不宜超过水泥用量的40%;矿渣粉的掺量不宜超过水矿渣粉的掺量不宜超过水泥用量的泥用量的50%;两种掺合料的总量不宜大于混凝土中水泥重量的两种掺合料的总量不宜大于混凝土中水泥重量的50%水胶比不宜大于水胶比不宜大于0.55;砂率宜为砂率宜为38一一45%;拌合物泌水量宜小于拌合物泌水量宜小于10L/m3。混凝土配合比应通过计算和试配确定混凝土配合比应通过计算和试配确定,对泵送混凝土还应进行对泵送混凝土还应进

12、行泵送试验泵送试验;混凝土配合比设计方法应按现行的混凝土配合比设计方法应按现行的普通混凝土配合比设普通混凝土配合比设计技术规程计技术规程执行执行;混凝土的强度应符合国家现行的混凝土的强度应符合国家现行的混凝土强度检验评定标准混凝土强度检验评定标准的有关规定。的有关规定。1.施工要点施工要点 为保证混凝土在浇筑时不发生离析，便于浇筑振捣密为保证混凝土在浇筑时不发生离析，便于浇筑振捣密实实和保证施工的连续性，施工时，应注意满足以下要求：和保证施工的连续性，施工时，应注意满足以下要求： (l) (l)混凝土自由下落高度超过混凝土自由下落高度超过2m 2m 时时 ，应采用串筒，溜，应采用串筒，溜槽或振

13、动管下落工艺，以保证混泥土拌合物不发生离析槽或振动管下落工艺，以保证混泥土拌合物不发生离析。 (2) (2)混凝土的浇筑方法可采用分层连续浇筑或推移式连混凝土的浇筑方法可采用分层连续浇筑或推移式连续浇筑不得随意留施工缝续浇筑不得随意留施工缝, ,并符合下列规定并符合下列规定: : 混凝土的摊铺厚度应根据所用振捣器的作用深度及混凝混凝土的摊铺厚度应根据所用振捣器的作用深度及混凝土土的和易性确定。当采用泵送混凝土时的和易性确定。当采用泵送混凝土时, ,混凝土的摊铺厚度不宜大混凝土的摊铺厚度不宜大于于600mm:600mm:当采用非泵送混凝土时当采用非泵送混凝土时, ,混凝土的摊铺厚度不宜大于混凝土

14、的摊铺厚度不宜大于400mm;400mm;1.施工要点施工要点分层连续浇筑或推移式连续浇筑分层连续浇筑或推移式连续浇筑,其层间的间隔时间应尽其层间的间隔时间应尽量缩短量缩短,必须在前层必须在前层混凝土初凝之前混凝土初凝之前,将其次层混凝土浇筑完毕。将其次层混凝土浇筑完毕。层间最长的时间间隔应不大于混凝土的初凝时间层间最长的时间间隔应不大于混凝土的初凝时间。混凝土的初。混凝土的初凝时间应通过试验确定。当层间间隔时间超过混凝土的初凝时凝时间应通过试验确定。当层间间隔时间超过混凝土的初凝时间时间时,层面应按施工缝处理。层面应按施工缝处理。(2)大体积混凝土施工采取分层浇筑混凝土时大体积混凝土施工采取

15、分层浇筑混凝土时,水平施工缝水平施工缝的处理应符合下列规定的处理应符合下列规定:清除浇筑表面的浮浆、软弱混凝土层及松动的石子清除浇筑表面的浮浆、软弱混凝土层及松动的石子,并均匀的露并均匀的露出粗骨料出粗骨料;在上层混凝土浇筑前在上层混凝土浇筑前,应用压力水冲洗混凝土表面的污物应用压力水冲洗混凝土表面的污物,充分湿充分湿润润,但不得有积水但不得有积水;对非泵送及低流动度混凝土对非泵送及低流动度混凝土,在浇筑上层混凝土时在浇筑上层混凝土时,应采取接浆措应采取接浆措施施.(3)混凝土的拌制、运输必须满足连续浇筑施工混凝土的拌制、运输必须满足连续浇筑施工以及尽量降低混凝土出罐温度等方面的要求以及尽量降

16、低混凝土出罐温度等方面的要求,并并应符合下列规定应符合下列规定:当炎热季节浇筑大体积混凝土时当炎热季节浇筑大体积混凝土时,混凝土搅拌场、站宜对砂、混凝土搅拌场、站宜对砂、石骨料采取遮阳、降温措施石骨料采取遮阳、降温措施;当采用自备搅拌站时当采用自备搅拌站时,搅拌站应尽量靠近混凝土浇筑地点搅拌站应尽量靠近混凝土浇筑地点,以以缩短水平运输距离缩短水平运输距离;当采用泵送混凝土施工时当采用泵送混凝土施工时,混凝土的运输宜采用混凝土搅拌混凝土的运输宜采用混凝土搅拌运输车。运输车。混凝土搅拌运输车的数量应满足混凝土连续浇筑的要混凝土搅拌运输车的数量应满足混凝土连续浇筑的要求。求。(4)4)在混凝土浇筑过

17、程中在混凝土浇筑过程中, ,应及时清除混凝土表应及时清除混凝土表面的泌水面的泌水。在大体积混凝土浇筑过程中在大体积混凝土浇筑过程中,由于混凝土表面泌水现象普遍由于混凝土表面泌水现象普遍存在存在,为保证混凝土的浇筑质量为保证混凝土的浇筑质量,要及时清除混凝土表面泌要及时清除混凝土表面泌水。因为泵送混凝土的水灰比一般比较大水。因为泵送混凝土的水灰比一般比较大,泌水现象也比较泌水现象也比较严重严重,不及时清除不及时清除,将会降低结构的混凝土质量。将会降低结构的混凝土质量。2. 2. 浇筑方案浇筑方案 制定浇筑方案时，首先确定分层的厚度制定浇筑方案时，首先确定分层的厚度H H及每层时及每层时间间隔间间

18、隔T T。分层厚度。分层厚度H H，取决于采用的振捣设备；时间，取决于采用的振捣设备；时间间隔间隔T, T, 与水泥及外加剂的种类和混泥土的温度有关，与水泥及外加剂的种类和混泥土的温度有关，一般可取一般可取2h 2h 。当。当H ,T H ,T 确定后，根据结构尺寸，现场确定后，根据结构尺寸，现场搅拌机的生产效率的因素，确定最后浇筑方案。搅拌机的生产效率的因素，确定最后浇筑方案。 浇筑方案一般有三种：浇筑方案一般有三种： 1 1）. .全面分层全面分层 2 2）. .分段分层分段分层 3 3）. .斜面分层斜面分层1 1、裂缝的种类：按裂缝的宽度不同，混凝、裂缝的种类：按裂缝的宽度不同，混凝土

19、裂缝可分为土裂缝可分为“微观裂缝微观裂缝”和和“宏观裂缝宏观裂缝”两种。两种。 1 1）微观裂缝（在尚未承受荷载的混凝土结）微观裂缝（在尚未承受荷载的混凝土结构中存在着肉眼看不见的微观裂缝其宽度构中存在着肉眼看不见的微观裂缝其宽度为为0.05mm0.05mm以下）：以下）： 粘着裂缝：骨料与水泥石粘面上的粘着裂缝：骨料与水泥石粘面上的裂裂缝缝 水泥石裂缝：骨料间水泥浆中的裂缝水泥石裂缝：骨料间水泥浆中的裂缝 骨料裂缝：存在于骨料本身的裂缝骨料裂缝：存在于骨料本身的裂缝前两种形式的裂缝较前两种形式的裂缝较多，且这些裂缝分布多，且这些裂缝分布不规则、不贯穿，砼不规则、不贯穿，砼仍可承受拉力。仍可承

20、受拉力。2）宏观裂缝（宽度宏观裂缝（宽度0.05mm0.05mm以上以上肉眼可见肉眼可见的裂缝的裂缝）：）： 表面裂缝表面裂缝：表面拉应力大于砼极限抗拉：表面拉应力大于砼极限抗拉强度时出现的裂缝强度时出现的裂缝 贯穿裂缝：贯穿裂缝：砼从高温降温引起砼收缩产砼从高温降温引起砼收缩产生拉应力，当大于砼的极限抗拉强度时生拉应力，当大于砼的极限抗拉强度时，混凝土的整个截面出现贯穿裂缝。，混凝土的整个截面出现贯穿裂缝。 深层裂缝深层裂缝：表面裂缝发展而成深层裂缝：表面裂缝发展而成深层裂缝宏观裂缝是微观裂缝扩展的结果。宏观裂缝是微观裂缝扩展的结果。大体积混凝土浇筑初期，水泥水化热大大体积混凝土浇筑初期，水

21、泥水化热大量产生，使混凝土的温度迅速上升。但量产生，使混凝土的温度迅速上升。但由于混凝土表面散热条件较好，热量可由于混凝土表面散热条件较好，热量可向大气中散发，其温度上升较少；而混向大气中散发，其温度上升较少；而混凝土内部由于散热条件较差，热量不易凝土内部由于散热条件较差，热量不易散发，其温度上升较多。散发，其温度上升较多。混凝土内部温度高、表面温度低，则形混凝土内部温度高、表面温度低，则形成温度梯度，使混凝土内部产生压应力成温度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力，当拉应力超过混凝，表面产生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时，混凝土表面就产土的极限抗拉强度时，混凝土表面就产生

22、裂缝。生裂缝。 表面裂缝虽不属于结构性裂缝，但在表面裂缝虽不属于结构性裂缝，但在混凝土收缩时，由于表面裂缝处的断面已混凝土收缩时，由于表面裂缝处的断面已削弱，易产生应力集中现象，能促使裂缝削弱，易产生应力集中现象，能促使裂缝进一步开展。进一步开展。 国内外对裂缝宽度都有相应的规定，如国内外对裂缝宽度都有相应的规定，如我国的混凝土结构设计规范，对钢筋混凝我国的混凝土结构设计规范，对钢筋混凝土结构的最大允许裂缝宽度就有明确的规土结构的最大允许裂缝宽度就有明确的规定：室内正常环境下的一般构件为定：室内正常环境下的一般构件为0.3mm0.3mm；露天或室内高湿度环境下为露天或室内高湿度环境下为0.2m

23、m0.2mm。大体积混凝土浇筑初期，混凝土处于升大体积混凝土浇筑初期，混凝土处于升温阶段及塑性状态，弹性模量很小，变形温阶段及塑性状态，弹性模量很小，变形变化所引起的应力很小，温度应力一般可变化所引起的应力很小，温度应力一般可忽略不计。忽略不计。 混凝土浇筑一定时间后，水泥水混凝土浇筑一定时间后，水泥水化热基本已释放，混凝土从最高温逐渐化热基本已释放，混凝土从最高温逐渐降温，降温的结果引起混凝土收缩，再降温，降温的结果引起混凝土收缩，再加上混凝土多余水分蒸发等引起的体积加上混凝土多余水分蒸发等引起的体积收缩变形，受到地基和结构边界条件的收缩变形，受到地基和结构边界条件的约束，不能自由变形，导致

24、产生拉应力约束，不能自由变形，导致产生拉应力，当该拉应力超过混凝土极限抗拉强度，当该拉应力超过混凝土极限抗拉强度时，混凝土整个截面就会产生贯穿裂缝时，混凝土整个截面就会产生贯穿裂缝。贯穿裂缝切断了结构断面，破坏了结贯穿裂缝切断了结构断面，破坏了结构整体性、稳定性、耐久性、防水性等构整体性、稳定性、耐久性、防水性等，影响正常使用。应当采取一切措施控，影响正常使用。应当采取一切措施控制贯穿裂缝的开展。制贯穿裂缝的开展。基础约束范围内的混凝土，处在大面积拉应基础约束范围内的混凝土，处在大面积拉应力状态，在这种区域若产生了表面裂缝，则力状态，在这种区域若产生了表面裂缝，则极有可能发展为深层裂缝，甚至发

25、展成贯穿极有可能发展为深层裂缝，甚至发展成贯穿性裂缝。性裂缝。深层裂缝部分切断了结构断面，具有很大的深层裂缝部分切断了结构断面，具有很大的危害性，施工中是不允许出现的。危害性，施工中是不允许出现的。如果设法避免基础约束区的表面裂缝，且混如果设法避免基础约束区的表面裂缝，且混凝土内外温差控制适当，基本上可避免出现凝土内外温差控制适当，基本上可避免出现深层裂缝和贯穿裂缝。深层裂缝和贯穿裂缝。产生原因：产生原因：1、由外荷载的直接应力（即按常规计算的主要应力）引、由外荷载的直接应力（即按常规计算的主要应力）引起的裂缝。起的裂缝。2、由结构的次应力（计算未考虑到的结构内部应力）、由结构的次应力（计算未

26、考虑到的结构内部应力）引起的裂缝。引起的裂缝。大体积混凝土的裂缝多由上述第三大体积混凝土的裂缝多由上述第三种原因引起。种原因引起。3、由变形变化（温度、收缩、不均匀沉降等）引起的裂、由变形变化（温度、收缩、不均匀沉降等）引起的裂缝。缝。结构变形的内外约束：结构变形的内外约束：1 1、内约束：结构变形时，其内部各质点之间产生的约内约束：结构变形时，其内部各质点之间产生的约束；束；2 2、外约束外约束：结构变形时，不同结构之间产生的约束。：结构变形时，不同结构之间产生的约束。外约束分为：外约束分为：自由体、全约束、弹性约束（部分约自由体、全约束、弹性约束（部分约束）束）建筑工程中的大体积混凝土，外

27、约束应力占建筑工程中的大体积混凝土，外约束应力占主要地位主要地位约束情况约束情况：当变形受到约束产生的应力超过混凝土当变形受到约束产生的应力超过混凝土的抗拉强度时，就引起裂缝。的抗拉强度时，就引起裂缝。设设计计方方面面施施工工方方面面采用过高强度等级的混凝土采用过高强度等级的混凝土（设计强度过高，水泥用量过大）（设计强度过高，水泥用量过大）忽视配置控制温度和收缩变形忽视配置控制温度和收缩变形的构造钢筋的构造钢筋（温度应力和收缩应力变形不能受到约束）（温度应力和收缩应力变形不能受到约束）材料选用不当材料选用不当施工技术准备不周密施工技术准备不周密浇筑过程施工措施不当浇筑过程施工措施不当浇筑后的养

28、护和监控不完善浇筑后的养护和监控不完善1、设计方面、设计方面l大体积混凝土采用的强度等级日趋增高，出现大体积混凝土采用的强度等级日趋增高，出现C40C55甚至更高强度等级的高强混凝土，设计强度过高，甚至更高强度等级的高强混凝土，设计强度过高，水泥用量过大，必然造成混凝土水化热过高，混凝土水泥用量过大，必然造成混凝土水化热过高，混凝土块体内外温差过大，温度应力容易超过混凝土的抗拉块体内外温差过大，温度应力容易超过混凝土的抗拉强度，产生开裂。强度，产生开裂。 l对于大型基础底板，设计人员往往只重视满足强度对于大型基础底板，设计人员往往只重视满足强度和抗冲切要求的结构配筋和构造配筋，而忽视配置控和抗

29、冲切要求的结构配筋和构造配筋，而忽视配置控制温度和收缩的构造钢筋，混凝土产生的温度应力和制温度和收缩的构造钢筋，混凝土产生的温度应力和收缩应力变形不能受到足够的约束，从而产生裂缝现收缩应力变形不能受到足够的约束，从而产生裂缝现象。象。 2、施工方面、施工方面l大体积混凝土裂缝主要产生于两个阶段：一是混凝土大体积混凝土裂缝主要产生于两个阶段：一是混凝土浇捣后的温升阶段浇捣后的温升阶段,因混凝土内部与表面温差过大因混凝土内部与表面温差过大,致使致使表面产生较大拉应力表面产生较大拉应力,使混凝土表面开裂；二是在混凝土使混凝土表面开裂；二是在混凝土降温阶段，因混凝土内部降温速率过快，使混凝土内部降温阶

30、段，因混凝土内部降温速率过快，使混凝土内部产生较大拉应力，从而在混凝土内部产生贯穿性裂缝。产生较大拉应力，从而在混凝土内部产生贯穿性裂缝。l施工段的划分及浇筑顺序不合理，组织安排不周密，施工段的划分及浇筑顺序不合理，组织安排不周密，模板使用不当，钢筋锈蚀严重或运输过程严重变形，模板使用不当，钢筋锈蚀严重或运输过程严重变形，以及混凝土浇筑过程中配合比、水灰比过大、养护不以及混凝土浇筑过程中配合比、水灰比过大、养护不当等等，都可能引起大体积混凝土结构的变形裂缝。当等等，都可能引起大体积混凝土结构的变形裂缝。 二、大体积混凝土温度裂缝产生的二、大体积混凝土温度裂缝产生的原因原因主要由温度变形、主要由

31、温度变形、收缩变形导致收缩变形导致内约束引起的内约束引起的表面裂缝表面裂缝外约束引起的外约束引起的深层裂缝深层裂缝砼浇筑砼浇筑初期初期，其内部与表面温差过大其内部与表面温差过大砼浇筑砼浇筑后期后期，砼降温、干缩变形引起的混凝砼降温、干缩变形引起的混凝土内部收缩受到外部约束土内部收缩受到外部约束l 建筑工程中的大体积混凝土结构中，由于建筑工程中的大体积混凝土结构中，由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化所释放的结构截面大，水泥用量多，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生此形成的温度收缩应力是导致钢筋

32、混凝土产生裂缝的主要原因。裂缝分为表面裂缝和贯通裂裂缝的主要原因。裂缝分为表面裂缝和贯通裂缝两种。缝两种。故大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝，故大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝，是其内部矛盾发展的结果，一方面是混凝土是其内部矛盾发展的结果，一方面是混凝土内外温差产生应力和应变，另一方面是结构内外温差产生应力和应变，另一方面是结构的外约束和混凝土各质点间的内约束阻止这的外约束和混凝土各质点间的内约束阻止这种应变，一旦温度应力超过混凝土所能承受种应变，一旦温度应力超过混凝土所能承受的抗拉强度，就会产生裂缝。引起温度裂缝的抗拉强度，就会产生裂缝。引起温度裂缝的原因可分为以下几类：的原因可分为以下

33、几类：1.水泥水化热：水泥水化热： 水泥的水化热是大体积混凝土内部热量的主要来源，由水泥的水化热是大体积混凝土内部热量的主要来源，由于大体积混凝土截面厚度大，水化热聚集在混凝土内部不易于大体积混凝土截面厚度大，水化热聚集在混凝土内部不易散失。散失。 2.外界气温变化：外界气温变化：混凝土内部温度由浇筑温度、水化热的绝混凝土内部温度由浇筑温度、水化热的绝热温升和结构散热降温等叠加之和。热温升和结构散热降温等叠加之和。 外温高，则浇筑温度高；外温下降，增加降温幅度。外温高，则浇筑温度高；外温下降，增加降温幅度。3.约束条件：约束条件：外约束占主要地位。外约束占主要地位。4.混凝土的收缩变形：混凝土

34、的收缩变形：（1）混凝土塑性收缩变形：形成一些不规则的混凝土塑性）混凝土塑性收缩变形：形成一些不规则的混凝土塑性收缩裂缝，通常互相平行，间距收缩裂缝，通常互相平行，间距0.21.0m，并有一定深度。，并有一定深度。（2）混凝土的体积变形：主要因混凝土内部空隙水蒸发变）混凝土的体积变形：主要因混凝土内部空隙水蒸发变化是引起的毛细管引力所致；另外，混凝土的碳化而收缩。化是引起的毛细管引力所致；另外，混凝土的碳化而收缩。大体积混凝土的温度裂缝大体积混凝土的温度裂缝产生的原因产生的原因 1.水泥水化热：水泥水化热： 水泥的水化热是大体积混凝土内部热量的主要来源，由水泥的水化热是大体积混凝土内部热量的主

35、要来源，由于大体积混凝土截面厚度大，水化热聚集在混凝土内部不易于大体积混凝土截面厚度大，水化热聚集在混凝土内部不易散失。散失。 2.外界气温变化：外界气温变化：混凝土内部温度由浇筑温度、水化热的绝混凝土内部温度由浇筑温度、水化热的绝热温升和结构散热降温等叠加之和。热温升和结构散热降温等叠加之和。 外温高，则浇筑温度高；外温下降，增加降温幅度。外温高，则浇筑温度高；外温下降，增加降温幅度。3.约束条件：约束条件：外约束占主要地位。外约束占主要地位。4.混凝土的收缩变形：混凝土的收缩变形：（1）混凝土塑性收缩变形：形成一些不规则的混凝土塑性）混凝土塑性收缩变形：形成一些不规则的混凝土塑性收缩裂缝，

36、通常互相平行，间距收缩裂缝，通常互相平行，间距0.21.0m，并有一定深度。，并有一定深度。（2）混凝土的体积变形：主要因混凝土内部空隙水蒸发变）混凝土的体积变形：主要因混凝土内部空隙水蒸发变化是引起的毛细管引力所致；另外，混凝土的碳化而收缩。化是引起的毛细管引力所致；另外，混凝土的碳化而收缩。大体积混凝土的温度裂缝大体积混凝土的温度裂缝产生的原因产生的原因 u 混凝土结构裂缝的控制混凝土结构裂缝的控制一类环境（室内正常环境）：一类环境（室内正常环境）：0.3mm；二类环境：二类环境：0.2mm。 对于基础、地下或半地下结构，裂缝主要影响其防渗性能。对于基础、地下或半地下结构，裂缝主要影响其防

37、渗性能。当裂缝宽度只有当裂缝宽度只有0.10.10.20.2mmmm时，虽然早期有轻微渗水，经过时，虽然早期有轻微渗水，经过一段时间后一般裂缝可以一段时间后一般裂缝可以自愈自愈。 当裂缝宽度超过当裂缝宽度超过0.20.20.30.3mmmm时，其渗水量与裂缝宽度呈三时，其渗水量与裂缝宽度呈三次方增加，必须进行化学注浆次方增加，必须进行化学注浆处理处理。目的：目的：防止钢筋锈蚀、混凝土碳化和酥松脱落，从而影响结构的耐久性、防止钢筋锈蚀、混凝土碳化和酥松脱落，从而影响结构的耐久性、防水性。防水性。混凝土结构设计规范（混凝土结构设计规范（GB500102002）的要求：）的要求：控制大体积控制大体积

38、混凝土裂缝混凝土裂缝的措施的措施1、对于大体积混凝土底板，应在满足抗弯及抗冲切、对于大体积混凝土底板，应在满足抗弯及抗冲切计算要求的前提下，避免设计上计算要求的前提下，避免设计上“强度越高越好强度越高越好”的错误概念，可以利用混凝土的错误概念，可以利用混凝土60d或或90d的后期强度，的后期强度，尽量采用尽量采用C25-C40的混凝土，这样可以减少混凝土的混凝土，这样可以减少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土浇筑实体的温度升高。中的水泥用量，以降低混凝土浇筑实体的温度升高。（规范规范P7 )2、大体积混凝土除满足承载力要求外，还应增配承、大体积混凝土除满足承载力要求外，还应增配承受因水泥水化热引

39、起的温度应力及控制裂缝开裂的受因水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开裂的构造钢筋。温度收缩钢筋可利用原有钢筋贯通布置，构造钢筋。温度收缩钢筋可利用原有钢筋贯通布置，也可另行设置构造钢筋网，与原有钢筋按受拉钢筋也可另行设置构造钢筋网，与原有钢筋按受拉钢筋的要求搭接或在周边构件中锚固。的要求搭接或在周边构件中锚固。（规范规范P7 )2.1当板的厚度大于当板的厚度大于2m时，时，除应沿板的上、下表面布除应沿板的上、下表面布置纵、横方向的钢筋外，置纵、横方向的钢筋外，尚应沿板的厚度方向间距尚应沿板的厚度方向间距不超过不超过lm设置与板面平行设置与板面平行的构造钢筋网片，其直径的构造钢筋网片，其直径宜为

40、宜为l2l6，间距宜为，间距宜为100150mm。为防止大。为防止大承台水平裂缝，四周宜加承台水平裂缝，四周宜加设暗梁。设暗梁。4164 222.2为了避免结构突变为了避免结构突变或断面突变产生应力或断面突变产生应力集中，转角和孔洞处集中，转角和孔洞处应增设构造加强筋。应增设构造加强筋。 增设暗梁避免应力集中合理配筋合理配筋 在构造设计方面进行合理配筋，对混凝在构造设计方面进行合理配筋，对混凝土结构的抗裂有很大作用。工程实践证明，当混凝土结构的抗裂有很大作用。工程实践证明，当混凝土墙板的厚度为土墙板的厚度为400600mm400600mm时，采取增加配置构造钢时，采取增加配置构造钢筋的方法，可

41、使构造筋起到温度筋的作用，能有效筋的方法，可使构造筋起到温度筋的作用，能有效提高混凝土的抗裂性能。提高混凝土的抗裂性能。 配置的构造筋应尽可能采用配置的构造筋应尽可能采用小直径小直径、小间距小间距。例如配置直径。例如配置直径614mm614mm、间距控制在、间距控制在100150mm100150mm。按全。按全截面对称配筋比较合理，这样可大大提高抵抗贯穿性开截面对称配筋比较合理，这样可大大提高抵抗贯穿性开裂的能力。进行全截面配筋，含筋率应控制在裂的能力。进行全截面配筋，含筋率应控制在0.30.30.50.5之间为好。之间为好。 对于大体积混凝土，构造筋对控制贯穿性裂对于大体积混凝土，构造筋对控

42、制贯穿性裂缝作用不太明显，但沿混凝土表面配置钢筋，可提高面缝作用不太明显，但沿混凝土表面配置钢筋，可提高面层抗表面降温的影响和干缩。层抗表面降温的影响和干缩。4、合理设置施工缝，合理设定温控指标等。、合理设置施工缝，合理设定温控指标等。聚苯乙烯泡沫塑料设置缓冲层3、在底板的地梁、坑、在底板的地梁、坑内水沟等键槽部位，可内水沟等键槽部位，可用厚度为用厚度为3050mm的的聚苯乙烯泡沫或沥青木聚苯乙烯泡沫或沥青木丝板作垂直隔丝板作垂直隔离，以缓离，以缓和地基对基础收缩时的和地基对基础收缩时的侧向压力。侧向压力。(见右图见右图) 3. 3. 设置滑动层设置滑动层 由于边界存在约束才会产生温度应力，如

43、在由于边界存在约束才会产生温度应力，如在与外约束的接触面上全部设置滑动层，则可大大减弱外与外约束的接触面上全部设置滑动层，则可大大减弱外约束。如在外约束的两端的约束。如在外约束的两端的1 141415 5的范围内设置滑的范围内设置滑动层，则结构的计算长度可折减约一半，为此，遇有约动层，则结构的计算长度可折减约一半，为此，遇有约束强的岩石类地基、较厚的混凝土垫层等时，可在接触束强的岩石类地基、较厚的混凝土垫层等时，可在接触面上设置滑动层，对减少温度应力将起到显著作用。面上设置滑动层，对减少温度应力将起到显著作用。 滑动层的做法滑动层的做法有：涂刷两道热沥青加铺一层有：涂刷两道热沥青加铺一层沥青油

44、毡；或铺设沥青油毡；或铺设1020mm1020mm厚的沥青砂；或铺设厚的沥青砂；或铺设50mm50mm厚厚的砂或石屑层等。的砂或石屑层等。 4. 4. 设置应力缓和沟设置应力缓和沟 设置设置应力缓和沟应力缓和沟，即在结构的表面，每隔，即在结构的表面，每隔一定距离一定距离( (一般约为结构厚度的一般约为结构厚度的1/5)1/5)设一条沟，设置设一条沟，设置应力缓和沟后，可将结构表面的拉应力减少应力缓和沟后，可将结构表面的拉应力减少20205050，可有效地防止表面裂缝。这种方法是日本清水建，可有效地防止表面裂缝。这种方法是日本清水建筑工程公司研究出的一种防止大体积混凝土开裂的方筑工程公司研究出的

45、一种防止大体积混凝土开裂的方法。我国已用于直径法。我国已用于直径 60mm60mm、底板厚、底板厚3.55.0m3.55.0m、容量、容量1.61.6万万m m3 3的地下罐工程，并取得良好效果。应力缓和沟的地下罐工程，并取得良好效果。应力缓和沟的形式，如图的形式，如图3-113-11所示。所示。5. 缓冲层缓冲层在高、低底板交接处和底板地梁等处，用在高、低底板交接处和底板地梁等处，用3050mm厚的聚苯乙厚的聚苯乙烯泡沫塑料做垂直隔离层，如图烯泡沫塑料做垂直隔离层，如图3所示，以缓冲基础收缩时的所示，以缓冲基础收缩时的侧向压力。侧向压力。 (a) 高、低底板交接处高、低底板交接处 (b) 底

46、板地梁处底板地梁处 缓冲层示意图缓冲层示意图 1、合理、合理选择选择水泥品种水泥品种2、合理、合理选用骨料选用骨料选用选用C3S及及C3A含量低的中、低含量低的中、低热水泥。（热水泥。（规范规范P9）3、合理、合理选用选用外加剂外加剂尽量选用粒径较大、级配良好的尽量选用粒径较大、级配良好的石子，以减少用水量和水泥用量、石子，以减少用水量和水泥用量、混凝土的收缩和泌水性。混凝土的收缩和泌水性。掺加块石。在无筋或少筋的大掺加块石。在无筋或少筋的大块混凝土中，可掺入不超过混块混凝土中，可掺入不超过混凝土体积的凝土体积的25%的大块石，以的大块石，以减少水泥用量，降低水化热。减少水泥用量，降低水化热。

47、细骨料以中、粗砂为宜。细骨料以中、粗砂为宜。严格控制砂、石的含泥量。石严格控制砂、石的含泥量。石子控制在小于子控制在小于1%，黄砂控制在，黄砂控制在小于小于2%。合理选用合理选用外加剂外加剂3.1在混凝土中加入适量的外加剂，可以改在混凝土中加入适量的外加剂，可以改善混凝土的特性，减少水泥用量，减少混凝善混凝土的特性，减少水泥用量，减少混凝土的温升。同时可降低水化热释放的速度，土的温升。同时可降低水化热释放的速度，延缓温度峰值出现的时间。延缓温度峰值出现的时间。3.2混凝土中掺入一定量的粉煤灰不仅能改混凝土中掺入一定量的粉煤灰不仅能改善混凝土特性，而且能代替部分水泥，减少善混凝土特性，而且能代替

48、部分水泥，减少水化热。但应注意掺加粉煤灰后混凝土早期水化热。但应注意掺加粉煤灰后混凝土早期强度有所降低。强度有所降低。3.3采用采用UEA补偿收缩混凝土：在混凝土内补偿收缩混凝土：在混凝土内掺水泥用量掺水泥用量10%12%的的U型混凝土膨胀剂，型混凝土膨胀剂，以实现超长结构的无缝施工。以实现超长结构的无缝施工。1、控制混凝土、控制混凝土出机温度和浇出机温度和浇筑温度筑温度2、预埋水管，、预埋水管，降低最高温升降低最高温升3、改进混凝土、改进混凝土搅拌和振捣工搅拌和振捣工艺艺可采取加冰拌和，砂石料遮阳可采取加冰拌和，砂石料遮阳覆盖，泵送管道用草袋包裹洒覆盖，泵送管道用草袋包裹洒水降温等技术措施。

49、水降温等技术措施。4、合理选择、合理选择混凝土浇筑方混凝土浇筑方案案冷却水管大多采用直径为冷却水管大多采用直径为25mm的的薄壁钢管，按照中心距薄壁钢管，按照中心距1.53.0m交错排列交错排列,水管上下间距一般也为水管上下间距一般也为1.53.0m，并通过立管相连接。并通过立管相连接。采用二次投料和二次振捣的新采用二次投料和二次振捣的新工艺，提高混凝土的强度。工艺，提高混凝土的强度。可采用可采用分层连续浇筑分层连续浇筑或或分段分层踏分段分层踏步式步式推进的浇筑方法。推进的浇筑方法。一般情况下，应尽量采用分层连续一般情况下，应尽量采用分层连续浇筑。对于工程量较大，浇筑面积浇筑。对于工程量较大，

50、浇筑面积也大，一次连续浇筑层厚度不大，也大，一次连续浇筑层厚度不大，且浇筑能力不足时的混凝土工程，且浇筑能力不足时的混凝土工程，宜采用分段分层踏步式推进的浇筑宜采用分段分层踏步式推进的浇筑方法。方法。分层连续浇筑合理选择合理选择混凝土浇混凝土浇筑方案筑方案整体分层整体分层连续浇筑连续浇筑（全面分层）（全面分层）斜面分层斜面分层阶梯状分层阶梯状分层分段分层踏步式推进推移式推移式连续连续浇筑浇筑混凝土浇筑方案混凝土浇筑方案混凝土浇筑可根据面积大小和混凝土供应能力采取全面分混凝土浇筑可根据面积大小和混凝土供应能力采取全面分层、分段分层或斜面分层连续浇筑，分层厚度层、分段分层或斜面分层连续浇筑，分层厚

51、度300500mm且且不大于震动棒长不大于震动棒长1.25倍。分段分层多采取踏步式分层推进，一倍。分段分层多采取踏步式分层推进，一般踏步宽为般踏步宽为1.52.5m。斜面分层浇灌每层厚。斜面分层浇灌每层厚3035cm，坡度，坡度一般取一般取1：61：7。 混凝土振捣（振捣棒）混凝土振捣（振捣棒）混凝土振实后表面刮平混凝土振实后表面刮平注意表面注意表面标高标高4、做好混凝土、做好混凝土的泌水处理的泌水处理5、混凝土的、混凝土的表面处理表面处理6、加强混凝土、加强混凝土的养护的养护应采取在侧模留设孔洞等措施应采取在侧模留设孔洞等措施将浇筑混凝土过程中形成的泌将浇筑混凝土过程中形成的泌水排出坑外。水

52、排出坑外。 7、温度监测、温度监测先用长刮尺刮平，在初凝前用先用长刮尺刮平，在初凝前用铁滚筒碾压数遍，再用木抹子铁滚筒碾压数遍，再用木抹子打磨压实，以闭合收水裂缝。打磨压实，以闭合收水裂缝。应对混凝土的内表温度、顶面及底应对混凝土的内表温度、顶面及底面温度，室外温度进行监测，根据面温度，室外温度进行监测，根据监测结果对养护措施作出相应的调监测结果对养护措施作出相应的调整，确保温控指标的要求。整，确保温控指标的要求。可采用在每个测温点上埋设测温片，可采用在每个测温点上埋设测温片，常用的有铜热电阻或铜常用的有铜热电阻或铜-康铜热电偶测康铜热电偶测温。或采用埋设钢管的简易测温方法。温。或采用埋设钢管

53、的简易测温方法。可采用薄膜加草袋或蓄水的养可采用薄膜加草袋或蓄水的养护方法。护方法。及早回填是最好的养护方法。及早回填是最好的养护方法。泵管泵管施工缝施工缝浇筑浇筑抹平抹平覆盖塑料膜保湿覆盖塑料膜保湿覆盖草袋保温覆盖草袋保温 大体积混凝土施工，由于采用大流动性混凝土大体积混凝土施工，由于采用大流动性混凝土分层浇筑，上下层施工的间隔时间较长分层浇筑，上下层施工的间隔时间较长( (一般为一般为1.53h)1.53h)，经过振捣后上涌的泌水和浮浆易顺混凝土坡面流到坑，经过振捣后上涌的泌水和浮浆易顺混凝土坡面流到坑底。当采用泵送混凝土施工时，泌水现象尤为严重，解底。当采用泵送混凝土施工时，泌水现象尤为

54、严重，解决的办法是在混凝土垫层施工时，预先在横向上做出决的办法是在混凝土垫层施工时，预先在横向上做出2cm2cm的坡度；在结构四周侧模的底部开设排水孔，使泌水从的坡度；在结构四周侧模的底部开设排水孔，使泌水从孔中自然流出；少量来不及排除的泌水，随着混凝土浇孔中自然流出；少量来不及排除的泌水，随着混凝土浇筑向前推进被赶至基坑顶端，由顶端模板下部的预留孔筑向前推进被赶至基坑顶端，由顶端模板下部的预留孔排至坑外。排至坑外。4、混凝土的泌水处理、混凝土的泌水处理 当混凝土大坡面的坡脚接近顶端模板时，当混凝土大坡面的坡脚接近顶端模板时，应改变混凝土的浇筑方向，即从顶端往回浇筑，与原应改变混凝土的浇筑方向

55、，即从顶端往回浇筑，与原斜坡相交成一个集水坑，另外有意识地加强两侧模板斜坡相交成一个集水坑，另外有意识地加强两侧模板外的混凝土浇筑强度，这样集水坑逐步在中间缩小成外的混凝土浇筑强度，这样集水坑逐步在中间缩小成小水潭，然后用软轴泵及时将泌水排除。采用这种方小水潭，然后用软轴泵及时将泌水排除。采用这种方法适用于排除最后阶段的所有泌水，如图法适用于排除最后阶段的所有泌水，如图3-173-17所示。所示。1）处理程序）处理程序初凝前一次抹压初凝前一次抹压临时覆盖塑料膜临时覆盖塑料膜混凝土终凝前混凝土终凝前12h掀膜二次抹压掀膜二次抹压覆膜覆膜2）混凝土表面泌水应及时引导，集中排除。）混凝土表面泌水应及时引导，集中排除。3）混凝土表面浮浆较厚时，应在混凝土初凝前加粒径