大体积混凝土设备基础裂缝控制技术联众轧钢基础

1、大体积设备基础混凝土裂缝控制中国三冶集团有限公司二一二年三月二十六日大体积设备基础混凝土裂缝控制李云鹏中国三冶集团有限公司摘 要 通过联众（广州）热轧厂轧机基础为例，介绍大体积设备基础混凝土施工时，控制混凝土裂缝的方法。主题词 大体积混凝土 温差 约束 温度和收缩应力 裂缝 控制1、 工程概况联众（广州）热轧厂轧机基础是典型的BOX设备基础，基础平面长365.500m，最宽处为65.500m，基础底部标高为8.90011.300m，基础顶面最高处为±0.000m。基础底板厚度为1.0001.300m，顶板厚度为0.3500.400m，墙厚度为0.6000.800m，轧制线设备基础混凝

2、土厚度达3.640mm。混凝土强度等级为C30P8，混凝土量约59300m3，为超长超厚的大体积钢筋混凝土结构。2、 施工方案确定原则大体积混凝土结构内部由于水泥水化热产生温度和收缩应力的共同作用，使大体积混凝土施工阶段产生温度裂缝。一方面是混凝土由于内外温差而产生应力和应变，另一方面是结构的外部约束和混凝土各质点间的约束。一旦温度应力超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。因此，整个施工过程中，应重点进行降低混凝土初温、控制温升、延缓降温幅度、减小内外温差、减少混凝土收缩、提高混凝土极限抗拉强度、改善约束条件、增加构造钢筋、减少水泥用量等。对各环节采取一系列切实可行的技术措施，防止有害裂

3、缝的出现。3、 施工方案3.1 施工构造措施3.1.1 分层分段浇筑混凝土根据施工阶段大体积混凝土浇筑块体的温度、温度应力及收缩应力进行计算后按图1-1、图1-2要求采用“垂直分段、水平分层”的施工方法，减少每次混凝土浇筑量，有利于混凝土内部的热量散失，控制混凝土温度升高。3.1.2 改善约束条件为减小垫层或桩基对基础变形的约束作用，在垫层上铺设一毡一油水平滑动层，在基础下部桩基（600空心离心钢筋混凝土管桩）、集水坑的周围设缓冲隔离层（图2）。3.1.3 加设构造钢筋在基础分段台阶变截面的结构应力集中部位，加设抗裂构造钢筋作局部加强处理，钢筋采用12200300mm。3.2 混凝土配合比设计

4、3.2.1 混凝土强度等级经同设计协商，利用混凝土60d的后期强度替代28d强度，作为混凝土强度评定、工程交工验收和配合比设计的依据，降低水泥用量。3.2.2 水泥选用水化热较低的425#矿渣硅酸盐水泥。3.2.3 粗细骨料粗骨料采用高炉重矿渣，含粉尘（粒径小于0.08mm）量小于1.5%；细骨料采用中砂，严格控制砂的含泥量在2%以下，以减少混凝土的收缩值，提高混凝土的抗拉强度。3.2.4 外加剂掺入水泥重量0.25%的木钙减水剂，这样可节省约10%的水泥，减少搅拌用水10%左右，从而降低水化热，同时又可明显延缓水化热释放的速度，推迟水泥水化热峰值出现。不但可减少温度应力，而且使初凝、终凝时间

5、延缓，将改善大体积混凝土浇筑施工中出现“冷缝”的可能性。3.2.5 掺加料3.2.5.1 在混凝土中掺加水泥用量10%的粉煤灰，可提高混凝土的和易性和可泵性，并可置换出部分水泥，降低水化热。3.2.5.2 在新旧沟道连接处，如何防止混凝土裂缝的产生、提高混凝土抗渗性能是施工的关键。根据其它有关工程的经验，本工程的防水混凝土部分采用了内掺约12%UEA膨胀剂的配合比，其14d的限制膨胀率约为0.020.04%，能有效地补偿混凝土收缩、改变混凝土结构组织、增强密实性、提高抗渗能力。3.3 降低混凝土入模温度由于连铸机基础浇筑正是盛夏季节，为减少混凝土日后冷缩引起的裂缝，粗细骨料采取搭棚、洒水等降温

6、措施，在拌和水中掺加冰屑，降低混凝土的浇筑温度，减少最高温度与稳定温度（指大气平均温度）之间的差值，从而把混凝土内的温度变化控制在允许范围之内，以防止裂缝的产生。3.4 施工过程控制措施3.4.1 混凝土运输和浇筑3.4.1.1 混凝土浇筑时，采用推移式连续浇筑的方法，分层浇筑厚度为500mm，间隔时间控制在90min内，保证混凝土在初凝前接槎，同时浇筑面要留有一定坡度，以便及时排出泌水。3.4.1.2 混凝土运输罐车在卸料前，要高速运转1min，以保证混凝土在浇筑时质量均和。3.4.1.3 混凝土浇筑时，检查混凝土的坍落度和入模温度，保证坍落度为1214cm、入模温度为25左右。3.4.1.

7、4 混凝土浇筑时，应进行二次振捣，即对坍落度已经消失接近初凝的混凝土拌和物重新振捣，使混凝土内部的积水和水膜与周围混凝土浆重新拌和均匀，增强混凝土与钢筋间的粘接力，对消除沉陷、增加密实度、控制裂缝带来极大的好处。3.5 混凝土的养护和测温3.5.1 混凝土外部保温混凝土养护期在基础侧面采用草垫一层、雨布一层以保温保湿；在上表面采用草帘两层，搭接覆盖，浇水养护不少于15d，使混凝土处于合适的温度和湿度，减少混凝土表面的热量扩散。3.5.2 混凝土内部降温为降低混凝土内部温度，对周围无孔洞、平面尺寸大于2.0m×2.0m、厚度超过2.0m的实体混凝土部位，采用 “U”型冷却水管降温（由4

8、8×3.5焊接钢管制成），视温度变化情况向管内通水，使混凝土内部热量通过热交换释放出来，控制混凝土浇筑块体的内外温差在25以内。3.5.3 内部孔道封闭混凝土基础内部电缆沟、水管沟、冲渣沟纵横交错，形成风速较大的通风孔道，加剧了孔道表面热量的散失，形成了较大的温度梯度，同时加速了混凝土表面水分的蒸发，很容易沿孔道横断面方向产生裂缝，所以在混凝土养护阶段，必须封闭所有与外界连通的孔道口。3.5.4 混凝土测温大体积设备基础混凝土施工除采用一系列技术措施外，准确及时地掌握混凝土内部温度的分布和变化情况，并根据温度变化，采取内降温、外保温的方法，控制混凝土内外温差，是满足抗裂理论实施的必要保证。测温点的布置应按可完全反映混凝土结构内部温度变化的要求布置。平面的内、中、外，垂直面的上、中、下均需在有代表性部位设测温点。测温方法一般采用温度计人工测温或自动测温仪器测温，本工程采用温度计人工测温。混凝土浇筑后15d每4h测温一次，615d每8h测