地下室大體積底板砼裂縫的防治措施[1]

1、地下室大體積底板砼裂縫的防治措施李清標(biāo)江蘇建科建設(shè)監(jiān)理有限公司 【摘要】地下室大體積底板砼裂縫防治。、針對(duì)其產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，論述防治措施。【關(guān)鍵詞】地下室 大體積砼 裂縫防治工程實(shí)踐證明，大體積混凝土施工時(shí)，由于水泥水化熱釋放引起混凝土溫度劇烈變化極易產(chǎn)生裂縫，這種由溫度變化而產(chǎn)生的裂縫稱為溫度裂縫。高層建筑往往設(shè)計(jì)有較厚的基礎(chǔ)底板，如果施工中底板開裂將大大影響結(jié)構(gòu)的整體性并造成地下水滲漏，給整個(gè)工程帶來(lái)嚴(yán)重的危害。因此對(duì)于如何防止此類大體積混凝土產(chǎn)生溫度裂縫的控制技術(shù)，是非常重要而迫切的。這里除要依靠改進(jìn)構(gòu)造設(shè)計(jì)，合理配筋外，還要根據(jù)工程的實(shí)際情況優(yōu)選外加劑，施工過(guò)程中要考慮混凝土分層分塊

2、的澆筑、澆筑厚度、澆筑溫度、施工間歇、混凝土水化熱發(fā)散規(guī)律、養(yǎng)護(hù)方式、外界氣溫變化等因素。結(jié)合所參建部分工程的實(shí)踐，對(duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制談一些以下體會(huì)：一、裂縫控制的措施1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及原材料選擇（1）采用合理的平面和立面設(shè)計(jì)，避免截面的突變，從而減小約束應(yīng)力。如在高層建筑和多層建設(shè)的結(jié)合部位設(shè)置后澆帶，減少大體積混凝土結(jié)構(gòu)與其它結(jié)構(gòu)的平面和立面的突變。（2）合理布置分布鋼筋，分布筋盡量采用小直徑、密間距；變截面處加強(qiáng)分布筋。有幾個(gè)工程，建議設(shè)計(jì)部門把底板上下配筋由大直徑改為等量的較小直徑且間距加密，對(duì)提高底板面的抗裂性能取得了顯著的效果。（3）基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的配筋除應(yīng)滿足基礎(chǔ)承載力和構(gòu)造要求

3、外，還應(yīng)結(jié)合大體積混凝土的施工方法（整體澆筑和分層澆筑，泵送混凝土澆筑或非泵送混凝土澆筑等）。增配承受用水泥水化熱引起的濕度應(yīng)力及控制濕度裂縫的鋼筋，以構(gòu)造筋來(lái)控制大體積混凝土結(jié)構(gòu)裂縫。（4）避免采用高強(qiáng)混凝土，大體積混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度等級(jí)宜不大于C40，因?yàn)榛炷恋膹?qiáng)度等級(jí)與混凝土的用量成正比，而水泥用量越大，混凝土產(chǎn)生的水化熱越大，容易使大體積混凝土產(chǎn)生裂縫。同時(shí)，建議設(shè)計(jì)采用混凝土60天強(qiáng)度（f60）設(shè)計(jì)，以減少水泥用量。（5）水泥的選擇在大體積混凝土施工中，水化熱引起的溫升較高，降溫幅度大，容易引起溫度裂縫，應(yīng)優(yōu)選水化熱較低的水泥，同時(shí)應(yīng)盡量降低單位水泥用量。水泥宜選用28天的水化熱為3

4、00KJ/Kg左右的中低熱礦渣硅酸鹽水泥。一般來(lái)說(shuō)單位水泥用量每增減10kg，溫度亦相應(yīng)升降1，因此要通過(guò)后續(xù)措施，盡量減少單位水泥用量。（6）外加劑的選擇泵送混凝土為了保證混凝土澆筑工藝的正常進(jìn)行和質(zhì)量要求，一般要求混凝土具有12cm以上的坍落度，如果單純?cè)黾訂挝挥盟浚粌H多用了水泥，加劇混凝土的干燥收縮，而且會(huì)使水化熱增大，容易引起開裂。因此科學(xué)選用好的混凝土減水劑，減水劑的功效最好同時(shí)兼有補(bǔ)償收縮的特性，不僅能做到使混凝土的工作性狀有了明顯的改善，同時(shí)又減少了拌和用水，節(jié)約了水泥，從而降低了水化熱。另外，外加劑若兼有補(bǔ)償收縮的功能，實(shí)踐證明采用了江蘇省建科院的JM系列外加劑確實(shí)都取得了

5、顯著效果，可以大幅度地減少混凝土的收縮特性。（7）粗骨料的選擇宜大量選用粒徑540mm的石子。由于增大的骨料粒徑，減少了用水量，混凝土的收縮和泌水隨之減少。同時(shí)由于水泥用量的減少，水泥的水化熱減少，降低了混凝土的溫升。值得注意的是，骨料粒徑增大后，容易引起混凝土的離析，因此必須重視調(diào)整好級(jí)配設(shè)計(jì)，施工時(shí)加強(qiáng)振搗作業(yè)。另外，540mm石子中要求針片狀少，超規(guī)少，顆粒級(jí)配符合篩分曲線要求。這樣做可避免堵管，減少砂率、水泥用量，提高混凝土強(qiáng)度。當(dāng)石子粒徑540mm且符合篩分曲線要求時(shí)，砂率應(yīng)控制在4244左右以滿足泵送要求。（8）細(xì)骨料的選擇必須采用中、粗砂，其細(xì)度模數(shù)應(yīng)在以上，且以以上為妥，這類砂

6、平均粒徑應(yīng)在以上，可有效減少每立方米混凝土中的用水量，水泥用量也較大幅度地減少，這樣做不僅降低了混凝土的水化熱，而且可以大幅度地降低混凝土的干縮。（9）砂、石料的含泥量控制砂、石料的含泥量必須嚴(yán)格控制。砂、石含泥量未能控制好時(shí)，不僅增加了混凝土收縮，同時(shí)也影響到混凝土的抗拉強(qiáng)度，對(duì)混凝土的抗裂是十分不利的。砂、石含泥量控制，應(yīng)做到：石子控制在1以內(nèi)，砂控制在2以內(nèi)。2、施工中的控制措施（1）控制混凝土出機(jī)溫度為了減少混凝土的總溫升，減少基礎(chǔ)溫差和內(nèi)外溫差，應(yīng)采取措施控制出機(jī)溫度。依據(jù)攪拌前混凝土原料總的熱量與攪拌后混凝土總熱量相等的熱平衡原理，實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)已證實(shí)，對(duì)混凝土出機(jī)溫度影響的是石子及水

7、的溫度，砂的溫度次之，水泥的溫度影響較小。因此降低出機(jī)溫度的最有效辦法是降低石子和水的溫度。使用商品混凝土?xí)r，監(jiān)理應(yīng)落實(shí)商品混凝土供應(yīng)單位根據(jù)施工季節(jié)做好這方面的控制工作。在這方面我們做的較細(xì)，在澆筑大體積混凝土?xí)r，有專人在混凝土供應(yīng)站督促相關(guān)事宜。在氣溫較高時(shí)，為防止太陽(yáng)的直接照射，砂、石堆場(chǎng)宜設(shè)置遮陽(yáng)棚，必要時(shí)還需噴射水霧降溫，有可能最好能利用深井水，若用深井水事前應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)，保證水質(zhì)符合拌制混凝土的要求。（2）控制澆灌溫度澆灌溫度指混凝土從攪拌機(jī)出料后，經(jīng)攪拌車運(yùn)輸，卸料泵送，澆灌振搗，平倉(cāng)等工序后的溫度?；炷帘密囂帲瑧?yīng)搭設(shè)涼棚遮陽(yáng)，在混凝土輸送管的整個(gè)長(zhǎng)度范圍內(nèi)，管上加蓋一層草包，經(jīng)

8、常噴灑冷水，減少混凝土泵送過(guò)程中吸收太陽(yáng)的輻射熱?；炷翑嚢柢囋诂F(xiàn)場(chǎng)等待時(shí)，應(yīng)經(jīng)攪拌罐上噴冷水。應(yīng)優(yōu)先選擇地泵，并考慮合理的泵車數(shù)量，做到快速泵送混凝土，縮短澆灌時(shí)間，避免溫度升高。（3）坍落度坍落度低易于保證混凝土的質(zhì)量，但不利于泵送且易發(fā)生堵管故障，造成混凝土質(zhì)量事故。考慮到混凝土質(zhì)量和泵送混凝土的工藝要求，泵送混凝土的入泵坍落度宜控制在120150mm。監(jiān)理工程師應(yīng)要求商品混凝土供應(yīng)單位控制好混凝土的坍落度，以便有效地減少單位水泥用量，減少混凝土的總溫升，減少混凝土的收縮，提高混凝土的抗拉強(qiáng)度。（4）混凝土的澆灌攪拌車在卸料前，要求高速運(yùn)轉(zhuǎn)一分鐘，確保進(jìn)入泵車受料斗的混凝土質(zhì)量均勻?；炷?/p>

9、土的澆灌可按下述方法進(jìn)行：1）全面分層澆筑當(dāng)砼每小時(shí)的拌合運(yùn)輸能力能滿足全面分層的澆筑強(qiáng)度要求時(shí)，用此法較好，因不易出現(xiàn)漏振，砼的整體性及密實(shí)性易保證，但泵送管道的拆卸及再安裝的工作量較大。2）分段分層澆筑泵送管道拆卸搬移次數(shù)比全面分層需要少，但在施工時(shí)要注意各小層臺(tái)階應(yīng)分明，即每層應(yīng)保持有足夠水平長(zhǎng)度，其次，垂直與水平接頭處要處理好，不能漏振。3）斜面分層澆筑當(dāng)承臺(tái)的長(zhǎng)度大大超過(guò)其厚度時(shí)，采用斜面分層法能明顯降低澆筑強(qiáng)度，能減少設(shè)備搬移，但砼易離折；砼供應(yīng)量過(guò)大、過(guò)快時(shí)，工人來(lái)不及認(rèn)真振搗；砼供應(yīng)量明顯不足，或時(shí)快時(shí)慢，或澆筑順序混亂，又在砼內(nèi)部容易形成冷縫。這些可能造成大體積砼內(nèi)部產(chǎn)生縫隙

10、、孔洞。若采用此法，砼斜向流淌長(zhǎng)度應(yīng)控制在10m以內(nèi)，用一個(gè)坡度，薄層澆筑，先將下層砼表層充分振搗，再澆筑上層砼，振搗上層砼時(shí)，振動(dòng)棒應(yīng)插入下層砼至少50mm，使上下層砼充分吻合形成整體，然后循序推進(jìn)，一次澆到頂。夏季施工時(shí)，氣溫高，振動(dòng)設(shè)備易損壞，故應(yīng)配足振動(dòng)棒，且有備用的。要組織好振搗棒的走向，保證砼振搗密實(shí)，防止漏震。（5）泌水處理在澆筑與振搗砼過(guò)程中，上涌的浮漿和泌水會(huì)順砼坡面下流到坑底，應(yīng)事先計(jì)劃好泌水的行經(jīng)路線，布置好集水坑，利用潛水泵將泌水向坑外排出。（6）砼的表面處理砼澆灌后23小時(shí)，初步按標(biāo)高用長(zhǎng)刮尺刮平。在砼初凝前12小時(shí)，用鐵滾筒碾壓數(shù)遍，用木蟹打磨，待砼收水，再用木蟹搓

11、平，以閉合收水裂縫。然后再用塑料薄膜和草袋澆水養(yǎng)護(hù)。初凝時(shí)間的確定，采用“貫入阻力法”確定，以貫入阻力值為時(shí)為混凝土的初凝狀態(tài)，同時(shí)施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件與試驗(yàn)室的環(huán)境條件有較大的區(qū)別，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，應(yīng)考慮初凝時(shí)間的損失。二、混凝土養(yǎng)護(hù)的控制措施1、為防止砼在養(yǎng)護(hù)期間產(chǎn)生表面裂縫和收縮性貫穿裂縫，需要保溫保濕養(yǎng)護(hù)，控制砼內(nèi)外溫差，延緩其降溫速度，減小收縮。砼溫度控制指標(biāo)：l 砼上表面與環(huán)境溫差30l 砼上表面與中部溫25l 每晝夜降溫速率22、保溫保濕養(yǎng)護(hù)保溫養(yǎng)護(hù)之目的，一是減少砼表面的熱擴(kuò)散，減少砼表面的溫度梯度，防止產(chǎn)生表面裂縫；二是延長(zhǎng)散熱時(shí)間，充分發(fā)揮砼強(qiáng)度的潛力和材料松馳特性，使 平均總溫

12、差對(duì)砼產(chǎn)生拉應(yīng)力小于砼抗拉強(qiáng)度，防止產(chǎn)生貫穿性裂縫。保濕養(yǎng)護(hù)之目的，一是剛澆灌不久的砼處地凝固硬化階段，水化的速度較快，適宜的潮濕條件可防止砼表面因脫水而產(chǎn)生干縮裂縫；二是砼在保溫（2540）及潮濕條件下可使水泥的水化作用順利進(jìn)行。早期抗拉能力上升很快，能提高砼極限拉伸和抗拉強(qiáng)度。掌握溫度收縮作用、控制溫度應(yīng)力是控制裂縫的關(guān)鍵；3、具體養(yǎng)護(hù)措施砼澆灌完畢，經(jīng)表面處理后，在其表面先覆蓋一層塑料薄膜，再覆蓋兩層草袋，塑料薄膜間應(yīng)相互搭接好，使薄膜下面水汽不會(huì)外逸。上下層草袋也須選合適，不能漏縫，并澆水養(yǎng)護(hù)。為防止雨水造成表面溫度突降，在草袋上面還應(yīng)再加蓋一層塑料薄膜，相互間也應(yīng)搭接好，并緊壓在草袋

13、上，防止被風(fēng)吹開。其目的是隔離較低溫度的雨水對(duì)草袋的影響，使砼表面已升高的溫度不易散失，縮小砼內(nèi)外溫差，同時(shí)保持濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)。承臺(tái)的外側(cè)面應(yīng)懸掛草袋二層，緊貼模板面，并經(jīng)常澆水潤(rùn)濕。如果承臺(tái)側(cè)面采用240mm厚磚模，砌筑磚模時(shí)應(yīng)將磚充分潤(rùn)濕，在砼澆筑完畢后，可在磚模外側(cè)覆土養(yǎng)護(hù)。控制溫差：控制溫差可以通過(guò)調(diào)整草袋層數(shù)達(dá)到，根據(jù)實(shí)測(cè)草袋保溫曲線資料顯示，每增加一層草袋，草袋下的溫度可升高5左右。養(yǎng)護(hù)時(shí)間：一般為30天，若工期緊迫，不宜少于20天，且應(yīng)根據(jù)測(cè)溫記錄所繪制的降溫曲線確定是否需要延長(zhǎng)養(yǎng)護(hù)期，當(dāng)砼上表面與中心溫差25和砼上表面與大氣溫差30時(shí)，方可拆除草袋。4、混凝土的測(cè)溫為及時(shí)掌握砼內(nèi)部不

14、同部位溫度分布情況及變化規(guī)律，監(jiān)視砼內(nèi)外溫差的波動(dòng)，以便及時(shí)調(diào)整養(yǎng)護(hù)溫度，避免結(jié)構(gòu)出現(xiàn)貫穿式的收縮裂縫，應(yīng)對(duì)砼進(jìn)行溫度觀測(cè)和控制。合理布置平面觀測(cè)點(diǎn)，加強(qiáng)混凝土內(nèi)部和表面，表面和環(huán)境濕度的監(jiān)測(cè)，測(cè)濕頻率一般不小于4小時(shí)每次，在混凝土澆筑48小時(shí)后，混凝土水化熱將達(dá)到最高點(diǎn)，在此澆筑后24-72小時(shí)時(shí)間段里，應(yīng)加大測(cè)量頻率，間隔時(shí)間不得大于2小時(shí)。如濕差超標(biāo)或出現(xiàn)異常情況，應(yīng)立即采取保護(hù)措施。（1）測(cè)溫布置如條件允許，建議采用數(shù)字式自動(dòng)測(cè)溫采集系統(tǒng)。數(shù)字式溫度計(jì)插入測(cè)溫孔內(nèi)，用靜電屏蔽導(dǎo)線與電子采集儀相連接，并在專用的房間內(nèi)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在豎向，測(cè)溫孔布置在底板的砼墊層面以上200mm處、底板厚度的

15、中部和距混凝土上表面100mm處。每三個(gè)這樣的測(cè)孔組成一組，表示一個(gè)測(cè)點(diǎn)。這三個(gè)測(cè)孔在平面上位于邊長(zhǎng)為300mm的等邊三角形的頂點(diǎn)，從測(cè)孔測(cè)得的數(shù)據(jù)逐日標(biāo)在同一張座標(biāo)紙上，繪成三條曲線，即分別表示該測(cè)點(diǎn)的砼承臺(tái)的底部、中心和上表面的降溫曲線。在平面上，測(cè)點(diǎn)應(yīng)分布在承臺(tái)的邊緣和中部，矩形平面按十字交叉和對(duì)角線布置，各取1/4線段即可，測(cè)點(diǎn)的數(shù)目可根據(jù)需要確定。（2）測(cè)溫工具測(cè)溫管用薄壁鋼管制成，管底用薄鋼板焊牢封底，內(nèi)盛部分水，上端露出基礎(chǔ)頂面以上至少100mm，塞上塞子或戴上管帽，防止?jié)补鄷r(shí)水泥漿或澆灌后異物進(jìn)入管內(nèi)。測(cè)溫管在平面及豎向的位置應(yīng)準(zhǔn)確并固定好。（3）測(cè)溫制度在砼溫度上升階段，澆灌后5天內(nèi)，每4小時(shí)測(cè)一次，溫度下降階段，每6小時(shí)測(cè)一次，每一測(cè)點(diǎn)在座標(biāo)紙上最終要描繪出上、中、下三測(cè)孔的降溫曲線。因此，每日測(cè)溫，除作記錄外，尚應(yīng)描繪在各自的降溫曲線上。氣溫突變，或突降暴雨，發(fā)現(xiàn)砼溫度變化超出控制指標(biāo)，應(yīng)迅速采取相應(yīng)的保溫措施，防止溫差擴(kuò)大，造成砼出現(xiàn)裂縫。三、澆筑混凝土前應(yīng)注意天氣變化冬季施工應(yīng)避開寒流襲擊。氣溫低于-5ºC，不宜澆筑混凝土，因?yàn)榛炷帘帽粌鼋Y(jié)，將使基礎(chǔ)的混凝土出現(xiàn)施工冷縫，以后滲漏難以處理，結(jié)構(gòu)