建筑工程中筏板基础大体积混凝土温度裂缝计算及施工技术

建筑工程中筏板基础大体积混凝土温度裂缝计算及施工技术

赵秋生 杨帅 纪厚锋 高洋洋

中建桥梁有限公司 重庆市  402260

摘要：建筑行业带动我国经济发展，随着人们生活水平不断的提高，对居住的要求也越来越高，在建筑工程施工中建筑质量的好坏是人们关注的话题。为了达到提升高层建筑大体积混凝土阀板基础结构稳定性的目的，本文通过介绍某高层公共建筑工程筏板基础大体积混凝土温度裂缝控制技术的内容，分析了混凝土温度裂缝控制的具体方法，提出了能够抵抗地基不均匀沉降、提升建筑工程耐久性的技术观点，研究结果表明：基于混凝土构件温度应力变化情况制定合理的混凝土配制方案，同时做好后期的养护及温度监测工作，能够提升建筑筏板基础大体积混凝土温度控制效果，为其他相关工程施工提供效果参考。

关键词：大体积混凝土；阀板基础；温度裂缝；控制技术

引言

大体积混凝土的浇筑厚度在1m以上，具有承载力强、防渗、抗震性能好等特点，在现代高层及超高层建筑中被广泛使用。受到水化热的影响，大体积混凝土内部热量无法及时消散，内外温差较大。当温差超过25℃时，由于热胀程度不一致导致混凝土结构发生裂缝，严重影响筏板基础的荷载能力和防渗效果。

1大体积混凝土裂缝产生原因

1.1水泥水化热因素

胶凝材料水化所产生的热量是大体积混凝土内部温度的主要来源，相比普通混凝土，大体积混凝土截面厚度相对较大，很难快速将热量散发出去，一旦热量大量集中，必定会导致混凝土结构温度迅速提升。研究表明，单位体积当中的水泥用量及品种类型直接关系到水化热所引起的混凝土升温，伴随混凝土龄期的不断增加，混凝土绝热温升也会不断增长，尤其是在10d左右，将会达到最高值，由于混凝土结构自带一定散热效果，基本上混凝土浇筑后的5d内，便会达到一个相对较高的温度。但是因为混凝土导热系数不高，混凝土浇筑前，其弹性模量和强度也较低，这种情况下，水化热导致混凝土结构温度迅速增长，其实造成的变形十分有限，且温度应力相对较低。然而，伴随混凝土龄期的增加，其自身弹性模量、强度也会随之提升，这种情况下，降温收缩变形的约束会变得更强，进而导致温度应力变大，若混凝土强度小于温度应力，这种情况下，很容易产生温度裂缝。

1.2混凝土收缩

当混凝土浇筑、振捣结束后，会自然凝固，而这一期间，混凝土本身会发生不同程度的收缩，如碳化收缩、硬化收缩、塑性收缩等。其中，前者指空气中的CO2与混凝土内部水分反应，生成碳酸，而碳酸又与水泥石发生反应生成大量水并释放，但释放水的过程对空气湿度要求以及吸收水的过程完全相反。若混凝土所处的空气湿度较高，混凝土便会发生明显的碳化反应，且反应过程中，生成的水分不会排出，导致结构收缩现象的发生；硬化收缩是指混凝土硬化期间，其内部的水分会大量蒸发，在未执行洒水作业的情况下，混凝土结构便会出现收缩，当结构体积小于材料体积后，将出现体积空缺，从而引发结构裂缝问题。塑性收缩则是指混凝土初凝时，会伴随着剧烈的水化反应，但由于这时的混凝土不具备较高的强度，致使其表面失水速度与内部泌水速度偏差较大，从而产生收缩应力，当收缩应力高于结构所能承受的最大应力时，便会出现裂缝。

2建筑工程中筏板基础大体积混凝土温度裂缝控制技术

2.1浇筑大体积混凝土

浇筑混凝土时，可采用分段分层的方式。罐车运输到施工现场之后，由汽车泵泵送混凝土，先从基坑一端浇筑，随后慢慢地浇筑到另外一端，每次浇筑过程中需控制好浇筑厚度，不能太厚。为了确保混凝土能够浇筑顺畅，需设计一定坡度，以1:6为准，分层厚度则需控制在50cm以上，保证顺着斜坡新浇筑的混凝土可以一次性地向顶端流淌到位，以便充分散热，减少混凝土热量。根据施工规定，合理布设振动棒位置，采用快插慢拔的方式，在混凝土表面平整未见气泡的情况下，将振动棒插入，振动时间每次控制在30s左右，在与墙边距离较近的位置，可加大振动量，但需要控制好振动力度及时间，避免严重冲击周围的模板，不利于质量控制。混凝土浇筑后，为保证质量，需进行二次振动，间隔时间为30min，这样可以确保混凝土充分结合钢筋材料，提高整体结构的密实度及抗裂能力。分层浇筑过程中，应保证各层振捣密实，在上层混凝土初凝前，才能进行下一层浇筑。为了减小两层之间的缝隙，需保证振动棒能够插入到上层混凝土，插入深度约为5cm。待混凝土不再沉降，即可暂停振动，不得出现过度振动及遗漏问题。

2.2后浇带施工

针对温度裂缝问题，实际施工时，决定在混凝土长度、宽度各方向设置后浇带，以达到问题有效解决的目的。沿东西方、南北方各增加一条后浇带，同时，在沉降后浇带和筏板基础底板之间设置分隔缝，以此分离开混凝土结构，并在主楼交叉处增加2条膨胀后浇带，做好两个方向后浇带的围合工作，从而构成一个整体，赋予建筑本身更高抗震性能。开展后浇带施工时，承重骨架为钢筋，并在底板后浇带表层覆盖2层钢丝网侧膜，达到支护的效果，选用的钢丝网分别由3目、10目网片制成，借助钢丝将其固定于钢筋骨架上，并同半径为10cm的钢筋进行绑扎。此外，在不同钢筋层之间设置钢丝网，将收口网安装于顶部，这一工序的实施目的是对混凝土后浇带进行分割，得到两条不会彼此影响的后浇带内、外部。养护后浇带时，应使用板进行封盖，避免有杂物进入，同时，还需在合适位置开挖排水沟与集水坑，确保场内积水的及时排出。筏板基础浇筑作业结束后，需静置一段时间，方可去除后浇带模板，完成此项工作后，应着手于后浇带内部杂物的全面清理工作，并对接缝位置执行二次振捣施工，确保混凝土坍塌度、膨胀率达到工程施工标准。

2.3设置冷却水管和温度监测管

为降低大体积混凝土水化热影响，施工单位在混凝土浇筑前敷设冷却水管和温度监测管。冷却水管采用Ф50mm波纹管制作，进水口接自冷却水管，通水压力为0.34~0.40MPa。待冷却水管安装完成后，进行现场通水调试，确保冷却水管无堵管、漏水等问题。混凝土浇筑施工前，封堵冷却水管进出水口，防止混凝土堵塞冷却水管。待混凝土浇筑、振捣完成后，施工单位根据承台大体积混凝土结构温度控制要求通水，通水流量为1.2~1.5m3/h、通水期间加强冷却水出水温度监测，根据大体积混凝土降温要求和内外温差数据调节注水量，借助冷却水降低大体积混凝土中心热量。测温管布设时，为及时、全面掌握混凝土中心温度和表面温度数据，施工单位采用DN20钢管制作测温管，并将温度传感器塞入测温管内。测温管两端均采用海绵、胶带封堵，防止混凝土进入测温管影响测温精度。待混凝土浇筑完成后，将温度传感器与现场温度监测主机连接，收集温度监测点监测数据，以此监测承台大体积混凝土温度变化情况。

结语

在大体积混凝土施工中，预防温度裂缝是施工管理的重点内容。在设计阶段通过温度应力和裂缝计算，保证大体积混凝土抗裂安全系数满足相关规定的抗裂要求。在施工阶段则采取优化物料配合比，采取预冷措施，以及设置后浇带、做好洒水养护等一系列措施，通过有效控制大体积混凝土内外温差，从而避免温度裂缝的发生。从施工效果来看，本工程中筏板基础大体积混凝土的内外温差得到了有效控制，筏板基础的施工质量达标，为地上建筑施工创造了有利条件。

参考文献

[1]张文菊.大体积腔体混凝土结构温度及裂缝与控制的探析[J].中国建筑金属结构，2021（7）：52-55.

[2]陈少辉.中湖大桥承台大体积混凝土温度裂缝分析及控制技术[J].价值工程，2021（7）：113-114.