避免商品混凝土出现有害裂缝施工控制

0前言随着我国经济建设和科学技术的发展，高层建筑在各地迅猛发展，地下室结构也日趋大型化、复杂化。由于地下室结构多为大体积混凝土结构，其平面尺寸大大超过规范允许的不设缝的最大限制长度，但由于建筑使用功能上的限制一般不允许设置伸缩缝，而由于混凝土结构具有随温度变化热胀冷缝及混凝土本身收缩的特性，当结构长度超过一定限值或结构温差变化较大，结构收缩或膨胀变形在结构内引起的内力的变化，引起混凝土变形而产生裂缝的防控问题更为突出。有害裂缝影响结构安全或使用功能的裂缝，为了有效地控制有害裂缝产生，必须从控制凝土配合比设计、养护与温控监测等方面全面考虑，结合实际采取措施。1工程概况本工程为某生产管理用房工程，主体为框架结构。建筑面积12971.79m2（其中地上建筑面积6062.24m2、地下建筑面积6879.55m2），建筑层数：地下一层，地上2幢四层。基础为梁板式筏板基础，长135.2m，宽50.4m，采用650厚C40P6商品混凝土，设计使用寿命为50年，属于超长超厚大体积混凝土浇筑的施工范畴，为了保证施工质量，底板不设后浇带，在底板横向⑥、⑩轴、纵向○轴处设置2m宽的后浇膨胀加强带，采用C45抗渗P6混凝土，底板所以其浇筑混凝土浇筑14d后可浇筑后浇膨胀加强带，膨胀加强带两边用钢丝网隔离C40抗渗P6、C45抗渗P6混凝土两种不同强度等级的商品混凝土。由于该工程为超长超厚大体积混凝土在浇筑时如果控制不好，极易产生有害裂缝，造成结构破坏，影响混凝土使用的耐久性，从而影响建筑房屋的正常施工，因此，如何控制混凝土的整体性，水密性和耐久，确保混凝土不出现有害裂缝，减少收缩裂缝的出现，是本工程的重点和难点。2商品混凝土裂缝施工的保证措施超长超厚大体积混凝土施工的技术关键点是控制有害裂缝。众多工程实例证明，超长超厚大体积混凝土产生裂缝的主要原因的主要是水化热使混凝土温度升高引起的，所以采用适当措施控制混凝土温度升高和温度变化速度，在一定范围内就可避免出现有害裂缝。为使整个大体积混凝土施工处在可控、能控并受控状态，针对项目的具体特点，依据“项目的质量计划”，对施工环境进行扫描，对未来施工进行分析演绎，确定了以达到“金华市双龙杯”优质工程为目标，必须从制定了、混凝土配合比设计、施工安排、施工过程重点工序控制、信息化施工、强化混凝土养护等方面全面考虑，并结合实际采取一系列保证措施。2.1提高全员质量意识，充分认识裂缝危害随着建设事业的飞速发展，混凝土技术也在向功能型和智能型方向发展，这就要求参建的技术管理人员不断加强自身的学习和提高，充分认识裂缝产生的危害，加强对混凝土结构组成、各种材料对混凝土性能的影响、新工艺新过程的学习了解，监理单位、设计单位和施工单位一起对操作人员进行技术交底，针对相关知识进行培训，

确保每个人对自己所做的工作做到“应知应会”，对工程中的重要部位、关键工序、施工措施，与施工班组研究讨论，依据“抗放兼备”的精神，把整个基础按照后浇带划分为3个流水段，这种做法既有利用组织施工，又有利于释放应力；在结构应力集中的区域和易裂的边缘部位提高配筋率，从而提高混凝土的极限抗拉强度；严格验收程序，上道工序合格后方能开始下道工序，确保每道工序受控；共同努力实现控制质量目标，有效地避免有害裂缝的产生。2.2做好施工前的设计和准备工作在建筑结构设计中，应处理好处于约束状态下的结构设计，当结构没有足够的变形余地时，在结构设计中合理配置构造钢筋，防止裂缝的产生；设计中应尽量避免结构断面突变带来的应力集中，如因结构或造型方面原因等而不得以时，应充分考虑采用构造配筋等加强措施；积极采用补偿收缩混凝土技术。尽可能合理和科学地安排好各工种交叉作业时间，在板底钢筋绑扎后，线管预埋和模板封镶收头前应及时穿插并争取全面完成，做到不留或少留“尾巴”，以有效减少板面钢筋绑扎后的作业人员数量。混凝土工人在浇筑时，对裂缝容易发生部位和负弯矩筋区域，应铺设临时活动跳板，扩大接触面，分散应力，尽力避免上层钢筋受到重新踩踏变形。2.3注重商品混凝土原材料选料控制裂缝商品混凝土生产应该加强原材料质量检测和控制，并建议对商品混凝土厂家的原材料复试也要实行监理见证取样送检制度，特别是砂石的含水量和含泥量的检测和控制，以确保混凝土本身的质量稳定，进一步优化混凝土配合比，提高混凝土抗裂能力，在拌合操作过程中严格按施工规范要求执行；有条件时选用5～40mm粒径的优化级配石，水泥宜选用水化热较低的水泥；强度较高的水泥能减少水泥用量，有利于防裂。外加剂选用减水率较高的高效减水剂以及性能优越的膨胀剂，泵送混凝土还须掺入缓凝剂，最好选用复合型外加剂，既满足多种性能要求，又方便施工；掺入适量的减水剂，可以减少用水量，从而在水灰比不变的情况下，可减少水泥的用量，降低混凝土的收缩量；加入适量的粉煤灰、矿粉等掺合料，可改善混凝土的特性，提高可泵性，降低水化热，增加密实度，减少混凝土的收缩。2.4进一步优化混凝土配合比设计，严格控制水灰比混凝土的拉应力不大于混凝土的极限抗拉强度时，不会产生有害裂缝。因此科学合理地设计配合比，是预防和控制有害裂缝产生的前提与基础。水化热是大体积混凝土产生拉应力的直接原因，因此在配制大体积混凝土时，首要任务是减少水泥用量和使用低水化热的水泥，其次是尽量减少用水量，控制收缩变形。试验结果表明：当每增加10kg水泥时，其水化热使混凝土升1℃；28d龄期时，水泥的实际利用率仅为60%～70%，分析发现30%～40%的水泥仅起填充作用，不仅不能提高混凝土强度，而且带来产生裂缝的风险。因此，本工程在设计配合比时，采用了低水化热的矿渣水泥，并尽量减少用量，加入适量的粉煤灰、矿粉和减水剂。使混凝土的致密性提高，抗渗性和耐久性增加；在减少用水的情况下，增加混凝土的黏度，使坍落度控制在170mm左右，从而保证混凝土的和易性和可泵性。选用粒径大且拌合后致密的骨料，能减少水泥及水的用量，减少混凝土的收缩和泌水性，因此，根据图纸钢筋的布置，选用5～31.5mm连级配的石子和细度模数2.8～3.2的中粗砂。（1）配合比的设计应符合JGJ55－2011《普通混凝土配合比设计规程》和GB/T14902－2003《预拌混凝土》。除了要满足强度要求外，还要考虑运输、泵送等因素。科学的配合比设计，应该考虑适宜的坍落度、适宜的砂率、适宜的外加掺合料，选用高性能混凝土如采用补偿收缩混凝土，在混凝土中掺入适量的膨胀剂，使混凝土产生微量膨胀来补偿其产生的收缩。（2）精心设计混凝土配合比。在保证混凝土具有良好的工作性能的情况下，应尽可能地降低混凝土的单位用水量，采用“三低（低砂率、低坍落度、低水灰比）、二掺（掺高效减水剂、高性能引气剂）、一高（高粉煤灰掺量）”的设计准则，生产出高强度、高韧性、低热和高抗拉的抗裂混凝土。（3）严格控制水灰比。由于运输过程中的种种原因，预拌混凝土搅拌运输车到现场后不能顺利泵送（造成混凝土坍落度小），有的现场操作工人往搅拌运输车内加水，以达到能泵送的目的，易造成混凝土裂缝，必须严格禁止。水灰比的降低，将会提高混凝土的弹性模量、抗裂性能；在保证混凝土质量的前提下，尽量降低水泥、砂用量，提高石子用量。2.5重视施工技术优化、加强施工过程重点工序质量控制控制混凝土裂缝的最关键加强施工技术优化，规范混凝土施工质量细节，根据工程结构特点、不同强度等级、部位等工程施工的实际情况，做好施工准备工作，编制行之有效、切合实际、施工方便的预拌混凝土浇筑施工工艺操作规程、技术保证措施等专项方案。充分考虑混凝土浇筑位置、施工顺序、分层厚度等因素，对现场人员进行技术交底，定岗定位，明确分工和责任，建立奖罚制度，并严格按专项施工技术专项方案、施工规范要求精心施工。（1）钢筋绑扎、模板制作、安装，混凝土浇筑均应严格按设计图纸、国家施工规范规定、工艺标准及技术交底进行施工并切实认真控制。（2）钢筋质量工序控制。钢筋绑扎位置要正确，保护层厚度要准确，内外层钢筋之间的拉钩可改进成方箍加以支撑，纵横向筋采取绑扎，每个交叉点都应绑扣，绑扣不要在一个方向，不要超出规范规定；钢筋表面应洁净，钢筋代换必须考虑对构件抗裂性能的影响。（3）模板质量工序控制。确保模板工程的刚度、稳定性，拼缝严密，加固可靠，定位准确。模板构造要合理，在混凝土浇筑前要检查模板支撑保证牢固可靠并保持模板湿润，并保证拆模时，混凝土达到一定的强度，防止施工荷载作用下，模板变形过大造成开裂，以防止模板各构件间的变形不同而导致混凝土裂缝。（4）根据现场的实际认真科学合理的编制浇筑和泵送混凝土施工专项施工方案，科学确定浇筑顺序和方向。符合设计要求后方可进行浇筑，运至浇筑地点混凝土的坍落度应符合要求，当有离析时，应进行二次搅拌，以排除混凝土因泌水在粗骨料、水平钢筋下部产生的水份和空隙，提高混凝土与钢筋握裹力，达到防止混凝土裂缝的目的，搅拌时间由试验确实。2.6混凝土振捣采用进行“三次振捣、多次抹面”切实可行的施工新工艺浇筑作业的好坏，直接关系着大体积混凝土成型质量的好坏，它是控制有害裂缝产生的关键。（1）浇筑前，先用水润滑管壁，然后采用相同配合比的去石水泥砂浆试泵，确保混凝土顺利通行；正式泵送混凝土时，先用慢速泵送，待混凝土到达工作面后再以正常的速度泵送。为保证混凝土浇筑的连续性，料斗内混凝土应保持在缸口上100mm到料斗下150mm，严格控制时间间隔≤20min，若出现意外情况，则每5min正转3～5个行程，使管内混凝土蠕动，避免管内混凝土泌水离析和堵管。（2）采用切实可行的浇筑施工工艺。根据泵送大体积混凝土的特点，采用“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次到顶”的方法。这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能较好地适应泵送工艺，避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗和接长，从而提高泵送效率，简化混凝土的泌水处理，保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。待每层达到预定高度后略作停歇，静止2～3h后混凝土完成相当部分早期沉缩、及散发了大量的早期水化热，此时再集中覆盖下一层混凝土，并于两层混凝土之间进行二次振捣，确保混凝土施工质量。根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况，在每个浇筑带的前后布置两道振动器，第一道布置在混凝土出料口，主要解决上部混凝土的振实；由于底层钢筋间距较密，第二道布置在混凝土坡脚处，以确保下部混凝土密实。随着浇筑的推进，振动器也相应跟上，以确保整个高度上混凝土的质量。由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚，故浇筑结束后须在初凝前用铁滚筒碾压数遍，打磨压实，以闭合混凝土的收水裂缝。（3）采用“三次振捣和多次抹面”新工艺。根据商品混凝土的特点，配合做好三次振捣和多次抹面，让塑性沉降裂缝和干缩裂缝及时得到愈合，可以预防又可消除混凝土塑性裂缝，还可以改善骨料界面结构，提高混凝土强度和抗渗透能力。商品混凝土由于采用搅拌车运送、泵送浇捣，混凝土坍落度比较大，凝结时间比较长。一般混凝土初凝时间都在10小时以上，甚至更长。即使在炎热的夏天，混凝土掺了高效缓凝减水剂后，表面被太阳曝晒，水分蒸发很快，表面形成一层几毫米厚“被子”，看上去混凝土好像已凝结，实际上内部还远未达到初凝，甚至还能流动。用贯入阻力仪测定掺了高效缓凝减水剂的混凝土砂浆在太阳直晒之下的凝结时间，结果初凝时间都在12～16小时。这样的混凝土若不进行三次振捣和多次抹面，混凝土表面不可避免会出现裂缝。开始裂缝是浅表的、窄细的，若不及时处理，裂缝就会扩展，由于应力集中，最终的裂缝很可能是贯穿性的。在混凝土振捣时应当将进行三道振捣，三道设置要求为：第一道为混凝土的坡角，第二道为混凝土的坡中间，第三道为混凝土的坡顶。只有三道设置的位置符合要求，并进行合理地配合才可保证振捣覆盖整个坡面，达到预期的效果。在采用振捣棒振捣时必须要把握好振捣棒的插入深度以及振捣时间，将振捣棒插入下层混凝土的深度控制在50mm以上，振捣棒移动的间距控制在400mm左右，振捣棒要快插慢拔。当混凝土振捣密实和浇筑至设计标高后，要用刮杠刮平混凝土表面进行多次抹压，排除混凝土在浇注振捣过程中的泌水，以增加混凝土表面密度，杜绝混凝土表面裂缝。2.7降低原材料的温度、严格控制浇坍落度和入模温度降低混凝土原材料的温度及浇注混凝土温度是降低温度应力的一个非常重要的措施。首先必须重视水泥的温度，其次降低砂、石和水的温度，在拌合混凝土时，采取用水将碎石冷却、洒水降温的方法，保证水泥库通风良好，自来水可先放入地下蓄水池中降温，也可以有效降低混凝土的浇筑温度。严格混凝土的坍落度，一般来说混凝土坍落度越大，其单方水泥用量

、用水量或外加剂用量也越大，混凝土的自身收缩率往往也会增大。同时大坍落度的混凝土在施工时易产生离析泌水，造成结构混凝土质量不均匀，使得混凝土的干缩增大并产生不均匀的变形裂纹。因此严格按照设计要求控制每车混凝土坍落度在200mm以内。运输和施工过程中严禁往搅拌罐内任意加水，炎热季节施工。大体积混凝土最好选在春秋季施工，以降低入模温度，即使在夏季施工最好采取宜用湿罩布、湿草袋等遮盖混凝土输送管，避免阳光直射，有效措施降低入模温度，严寒季节施工，宜用保温材料包裹混凝土输送管，防止管内混凝土受冻，并保证混凝土的入模温度。2.8加强信息化施工，采用测温法实行温控在浇筑前安装好温度监测器，以便做好测温工作，测温工作由技术部门指导，生产安排专人进行，做好详细的测温记录。本工程在混凝土浇筑及养护过程中进行实时的温度监控，为了能直接观察到其混凝土内部温度的变化，并及时采取温控措施。采用预埋测温管，按100m2/点均匀梅花状布置，并顺序编号，为了观察不同高度，商品混凝土在不同时间的温差，每一测温点位均设3个测温管，在沿底板垂直方向，底板上下表面及中间部位处各设一个测温管留在外面部分长5cm测温管用一端封闭Φ45薄壁钢管做成，要求测温管封闭密实，不得渗漏水，测温管焊接在底板钢筋上，管口用保温材料塞住，测温时将插入测温管中，并立即加以覆盖，以免受外界气温影响，测温仪探头应在测温孔中留置3～5min，当温度显示值不再跳动，迅速记下温度值，测温后将测温孔用保温材料原样覆盖好，底板测温结束后用同强度等级细石混凝土灌注测温孔，入模温度每班≥4次，浇筑完成后，采用自动监测系统收集数据，由于混凝土水化热峰值一般在3～5d，以后温度逐渐降低，因此，在前5d每天2h记录1次，5～10d每4h记录1次，10d后每6h记录1次，当达到安全温度，即混凝土表面温度与大气温度接近，大气温度与混凝土中心温度的温差≤25℃时停止测温。随时监测混凝土内外温度的变化，及时调整保温和养护措施，使温度梯度和湿度不至过大，以有效控制有害裂缝出现。根据所测得的温度数据，掌握混凝土内部温度变化情况，及时控制保温材料的数量，以确保混凝土内外温度差控制在合理范围内，混凝土标养试件强度达到要求。根据现场检测，硬化混凝土底板没有出现有害裂缝，达到预期目标。2.9加强后期保温保湿养护是控制裂缝出现的关键本工程采用“塑料薄膜+草垫被”的养护方法，派专人进行养护，保持混凝土表面有充分的水分。商品混凝土养护最好采用随搓平板面随苫盖塑料薄膜的新工艺，即当混凝土浇筑一段后，先用振动棒振实混凝土，然后找平板面并用木搓板随搓一小段随把塑料卷自前向后滚苫上，该卷塑料的开头和结尾要用木搓板拍压使之与混凝土粘，防上被大风刮起。首先，保温养护是混凝土施工的关