連續(xù)性澆注鋼筋混凝土超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)裂縫控制技術(shù)

1、連續(xù)性澆筑鋼筋混凝土超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)裂縫控制技術(shù)唐慶超 (萬潤(rùn)房地產(chǎn)開發(fā)有限公司) 一、前言 怡景苑2#人防地下室工程建筑面積12700平方米，東西軸長(zhǎng)89.7米，南北軸長(zhǎng)141.58平方米，下有1207根預(yù)應(yīng)力薄壁管樁。設(shè)計(jì)有后澆帶，可根據(jù)后澆帶位置將地下室分為多個(gè)獨(dú)立的施工單元。地下室人防抗震等級(jí)6級(jí)，地下室外墻、頂板、承臺(tái)、水池、側(cè)墻均采用C35防水混凝土，設(shè)計(jì)抗?jié)B等級(jí)為S6，地下室底板厚450毫米，最大承臺(tái)為CT-10為6.25m 7.065m，高1.2米，承臺(tái)最高處達(dá)2.6米，地梁寬多數(shù)為300毫米，個(gè)別為350毫米，厚度有400、500、600、700、800、900、1000毫米，最大厚

2、度達(dá)1800毫米。經(jīng)分析，承臺(tái)屬大體積砼，底板與地梁雖不屬于大體積砼，但超長(zhǎng)，而且，底板與地梁受多跨承臺(tái)約束，阻止了收縮變形，極易開裂，因此，必須控制溫差、溫度收縮應(yīng)力和允許整澆長(zhǎng)度。 二、結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的主要原因分析 （一）混凝土結(jié)構(gòu) 1、干燥收縮 混凝土的干縮值為0.04%0.06%；泵送流態(tài)混凝土收縮值0.06%8%。而混凝土的極限拉伸值約為0.01%0.02%，故易引起干縮裂縫。 2、溫差收縮 水泥的水化熱為165250J/G，隨混凝土水泥用量提高，其絕熱溫升可達(dá)5080度。研究表明，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差10度時(shí)，冷縮值為 0.01% ，如溫差為2030度時(shí)，其冷縮值為0.02%0.03%，

3、當(dāng)大于混凝土極限拉伸時(shí)混凝土開裂。 3、自生收縮 高性能砼自收縮過程開始于水化速率處于高潮階段的頭幾天，度梯度首先引發(fā)表面裂縫，隨后引發(fā)內(nèi)部微裂縫，若混凝土變形受到約束，則進(jìn)一步產(chǎn)生收縮裂縫。這是高標(biāo)號(hào)混凝土容易開裂的主要原因之一。 4、減水劑的影響 推廣商品（泵送）混凝土以來，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫普遍增多，除了與混凝土的水泥用量和砂率提高有關(guān)外，還有減水劑引起的負(fù)面影響。過去干硬性及預(yù)制混凝土的收縮變形約為（46）10-4，而現(xiàn)在泵送混凝土的收縮變形約為（68）10-4，使得混凝土裂縫控制的技術(shù)難度大大增加。 5、混凝土后期膨脹裂縫 混凝土后期產(chǎn)生裂縫的主要原因有：1）、水泥中游離CaO過高，C

4、a（OH）2體積膨脹所致； 2）、水泥中MgO過高, Mg（OH）2體積膨脹所致; 3)、水泥和外加劑堿含量過高，與集料中活性硅等發(fā)生堿-集料反應(yīng)所致；4）、混凝土在80度工作環(huán)境中，鈣礬石分解，隨后在常溫下形成延遲鈣礬石產(chǎn)生膨脹破壞；5）、有害離子Cl-，SO42-， Mg2+等侵入混凝土內(nèi)部，導(dǎo)致鋼筋銹蝕或形成二次鈣礬石膨脹破壞所致。 （二）、設(shè)計(jì)問題 設(shè)計(jì)工程對(duì)結(jié)構(gòu)變形裂縫控制考慮不周，也是結(jié)構(gòu)裂縫發(fā)生增多的原因之一。 （三）、施工管理問題混凝土配合比設(shè)計(jì)是否科學(xué)合理，水泥與外加劑是否相適應(yīng)，砂石級(jí)配及其含泥量是否符合規(guī)范要求，混凝土 落度控制是否合理，這些都會(huì)影響到混凝土的質(zhì)量及收縮變

5、形。 混凝土澆筑振搗不均勻密實(shí)，施工縫和細(xì)部處理馬虎，會(huì)帶來結(jié)構(gòu)開裂的后患；過度振搗則使浮漿過厚，抹壓不及時(shí)，混凝土表面會(huì)出現(xiàn)很難看的塑性裂縫；邊墻拆模過早（12）d，混凝土水化熱正處于高峰，內(nèi)外溫差最大；混凝土易“感冒”開裂。 施工忽視混凝土養(yǎng)護(hù)，尤其是墻體和柱、梁的保溫保濕養(yǎng)護(hù)不到位，容易產(chǎn)生收縮裂縫。 除上述技術(shù)因素外，施工管理不嚴(yán)，趕進(jìn)度，工人素質(zhì)差，施工馬虎等也是造成結(jié)構(gòu)裂縫的人為因素。 （四）、對(duì)維護(hù)缺乏認(rèn)識(shí) 不少結(jié)構(gòu)是在澆注完36個(gè)月，甚至在12年內(nèi)出現(xiàn)裂縫。除荷載問題外，主要是環(huán)境溫度和風(fēng)速引起的收縮變形所致。有些地下室不及時(shí)覆土，上部結(jié)構(gòu)不及時(shí)做好封閉，出入口長(zhǎng)期敞開，頂面防

6、水層破壞不及時(shí)修補(bǔ)等。這些與施工和業(yè)主對(duì)結(jié)構(gòu)維護(hù)缺乏認(rèn)識(shí)有關(guān)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與其它物件一樣都存在“熱脹冷縮”的特征，尤其超長(zhǎng)結(jié)構(gòu)更為明顯，所以，應(yīng)重視已澆筑結(jié)構(gòu)保溫維護(hù)工作。 三、建筑結(jié)構(gòu)的變形裂縫控制新技術(shù)原理這里主要是指包括溫度（混凝土水化熱、氣溫）、濕度（自生收縮、失水干縮、塑性收縮等）引起的變形裂縫如何控制的問題。（其它設(shè)計(jì)、施工維護(hù)等問題，制定相應(yīng)對(duì)策，這里不作討論）。 澆筑超長(zhǎng)混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制新技術(shù)原理：就是JMIII補(bǔ)償收混凝土的抗裂原理。在水泥中內(nèi)摻8%JMIII，可制成補(bǔ)償收縮混凝土。在限制條件下，JMIII產(chǎn)生的膨脹能轉(zhuǎn)變?yōu)?.20.7Mpa的預(yù)應(yīng)力存儲(chǔ)于結(jié)構(gòu)中，這一預(yù)應(yīng)

7、力，可抵消結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的拉力，可抵消混凝土由于干縮和冷縮引起的限制收縮，內(nèi)摻8%JMIII濕養(yǎng)膨脹階段達(dá)到的最大限制膨脹率為3.110-4。這就是JMIII補(bǔ)償收縮混凝土的抗裂原理。工程實(shí)踐證明了JMIII這個(gè)特性的安全和可靠，普遍應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)和施工。 四、主要技術(shù)措施底板基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)混凝土澆筑時(shí)間正處于夏季，最高溫度達(dá)32度左右，日夜溫差大，為保證工程質(zhì)量，應(yīng)運(yùn)用現(xiàn)代管理手段，并采取溫控技術(shù)，而且必須采取控制溫差和溫度收縮應(yīng)力的雙控技術(shù)措施及雙摻技術(shù)措施。主要措施如下： 1、合理確定混凝土的配合比，多用骨料，少用粉料，選用42.5PS（礦渣水泥），減少水泥用量和水化熱。 2、嚴(yán)格控制混凝土坍落度

8、，坍落度宜控制在140+20mm范圍。合設(shè)計(jì)泵管線路減少泵送長(zhǎng)度。 3、雙摻技術(shù)措施：內(nèi)摻JMIII（改）和內(nèi)摻I級(jí)粉煤灰。 4、控制溫差，采取保溫、使用礦渣水泥保濕養(yǎng)護(hù)不少于21天（普酸鹽水泥不少于14天）。 5、加強(qiáng)信息化施工，控制內(nèi)部溫度，表面溫度、環(huán)境溫度之差不高于25度，并采取相應(yīng)調(diào)整措施。 6、嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)規(guī)定的一次澆筑長(zhǎng)度。 五、表面裂縫控制控制混凝土內(nèi)部最高溫度值與混凝土表面溫度值、表面溫度與環(huán)境氣溫，溫度之差，均不超過25度，將不會(huì)產(chǎn)生表面裂縫。 （一）控制混凝土澆筑溫度 依據(jù)規(guī)范要求，“混凝土澆筑溫度不宜超過28度”，是指混凝土振搗后，在混凝土50毫米100毫米深處的溫度。

9、因此，必須控制混凝土的拌和溫度。措施如下： 1）、宜在氣溫30度以下施工，以后澆帶為分塊，宜夜間施工，并要有嚴(yán)格的溫度控制措施。 2）、砂、石預(yù)冷采用覆蓋法：覆蓋法是在砂石集中堆料場(chǎng)上，在使用前23d預(yù)先覆蓋一層蓬部，兩層草袋。據(jù)測(cè)定，當(dāng)氣溫為3540度，且有日照時(shí)，與未覆蓋材料相比，砂子可降低35度，石子可降低57度。骨料在現(xiàn)場(chǎng)避免日光照射，宜搭棚遮蓋，并淋水防止溫度上升。 3）、泵送混凝土，在泵管外表包裹麻袋，并由專人澆水冷卻，混凝土輸送泵處搭設(shè)涼棚，以防止太陽(yáng)暴曬。 4）、控制原材料溫度，必須經(jīng)實(shí)測(cè)宜控制如下溫度：水泥：25度；砂：29度；碎石：27度；自來水20度以下為好。 5）采用斜

10、坡分層澆筑混凝土，分層振搗密實(shí)，并采用二次振搗的方法，增加混凝土的密實(shí)度，提高混凝土的抗裂能力，使混凝土上下兩層在初凝前結(jié)合良好。 （二）、控制內(nèi)外溫差 1、在混凝土澆筑之后，做好混凝土的保溫保濕養(yǎng)護(hù)，緩緩降溫，充分發(fā)揮徐變特性，減低溫度應(yīng)力，采取保溫覆蓋措施，以免發(fā)生急劇的溫度梯度。 2、加強(qiáng)溫度監(jiān)測(cè)與管理，實(shí)行信息化控制，隨時(shí)控制混凝土內(nèi)的溫度變化，內(nèi)外溫差控制在25度以內(nèi)，及時(shí)調(diào)整保溫及養(yǎng)護(hù)措施，使混凝土的溫度梯度和濕度不至過大，防止混凝土出現(xiàn)有害的深進(jìn)的或貫穿性的溫度收縮裂縫。 （三）、混凝土的養(yǎng)護(hù)措施 1、混凝土澆筑完畢后要進(jìn)行保溫和保濕養(yǎng)護(hù)，通過水化熱計(jì)算覆蓋養(yǎng)護(hù)厚度就及層次，減少晝夜溫差梯度影響，準(zhǔn)備必要的塑料布、草袋等保溫材料，水化熱呈穩(wěn)定降低趨勢(shì)，方可逐層逐步的去除保溫材料。 2、底板、墻板保溫材料拆除后，基坑 宜 簡(jiǎn)易覆蓋，利用空氣保溫，經(jīng)常澆水養(yǎng)護(hù)至基坑回填。 3、地下室工程經(jīng)驗(yàn)收后，應(yīng)及時(shí)回填，防止溫度變化等不利因素影響。 六、感言 由于地下室長(zhǎng)期處于潮濕狀態(tài)，溫差變化不大，最宜用補(bǔ)償收縮混凝土做結(jié)構(gòu)