基礎(chǔ)大體積混凝土裂縫控制是建筑施工的一個(gè)難題,本文通過某辦公樓工程基礎(chǔ)混凝土澆筑實(shí)踐的分析,從原材料、混凝土配合比設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)構(gòu)造和施工養(yǎng)護(hù)措施等多方面對其進(jìn)行探討,同時(shí)提出一些經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn),行之有效的裂縫控制措施。
一、工程概況
該工程總建筑面積71797平方米,地下2層,地上37層,裙樓4層,總高度154.4米,為內(nèi)筒外剪超高層結(jié)構(gòu)?;A(chǔ)混凝土6300立方米,主樓、裙樓部分底板厚度為2.5米,核心筒底板最大厚度為6.3米。澆筑期間氣溫18℃~36℃。為確保混凝土工程質(zhì)量,嚴(yán)格控制超規(guī)范裂縫出現(xiàn),我們采用綜合控溫防裂措施,取得較為理想的效果。
二、主要控溫防裂技術(shù)措施
1、嚴(yán)格控制原材料質(zhì)量。澆筑前所有原材料均按有關(guān)規(guī)范抽檢其質(zhì)量指標(biāo)。澆筑過程中,由施工單位不定期抽檢商品混凝土攪拌站所用原材料質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾正。
2、按高性能混凝土確定配合比。該工程原設(shè)計(jì)用42.5R普通硅酸鹽水泥配制C40混凝土,考慮到核心筒底板最大厚度達(dá)6.3米,采用42.5R普通硅酸鹽水泥水化熱較高,而且從高性能混凝土的觀點(diǎn)出發(fā),采用32.5R普通硅酸鹽水泥可以滿足強(qiáng)度要求,故采用32.5R普通硅酸鹽水泥。
3、采用補(bǔ)償收縮混凝土技術(shù)。采用補(bǔ)償收縮混凝土是防止超規(guī)范裂縫出現(xiàn)的可行辦法之一。我們篩選出優(yōu)質(zhì)膨脹劑,并在摻量及膨脹條件上予以充分考慮,為取得良好的防裂效果創(chuàng)造了必要條件。
4、增設(shè)構(gòu)造鋼筋防裂抗裂。在混凝土側(cè)面增設(shè)φ12水平防裂鋼筋,使水平鋼筋間距不超過100毫米。該核心筒底板周長很大,其收縮值將十分明顯,因此僅靠混凝土本身抗裂是不夠的。實(shí)踐證明在構(gòu)造上適當(dāng)增加防裂抗裂鋼筋,對防止裂縫的出現(xiàn)起到了不可忽視的作用。
5、采取嚴(yán)格的養(yǎng)護(hù)措施。該工程采用了3項(xiàng)養(yǎng)護(hù)措施:混凝土表面收光后立即覆蓋一層塑料薄膜,以防止早期失水出現(xiàn)塑性裂縫;根據(jù)測溫結(jié)果,適時(shí)在塑料薄膜上覆蓋2~3層棉氈保溫,同時(shí)在混凝土中部設(shè)置冷卻水管降溫;在塑料薄膜下適時(shí)補(bǔ)水,以保證水泥和膨脹劑發(fā)揮補(bǔ)償收縮作用的充分條件。
三、施工中注重的問題
1、測溫點(diǎn)布置圖測溫點(diǎn)布置的原則應(yīng)使不同施工區(qū)段、不同標(biāo)高處的混凝土溫升均能得到監(jiān)控。該承臺混凝土的施工方案為自北向南一次連續(xù)澆筑,混凝土的初凝時(shí)間控制在8~10小時(shí),采用4臺混凝土泵自北向南全斷面推進(jìn),混凝土供應(yīng)量應(yīng)保證在初凝時(shí)間內(nèi),使流淌距離達(dá)15~20米的混凝土得以振搗密實(shí)并能及時(shí)覆蓋。
該工程測溫點(diǎn)布置采用“V”型布置,在混凝土斷面上布置3~5個(gè)溫度傳感器,即2.5米厚處為3個(gè)溫度傳感器,5米厚處為5個(gè)溫度傳感器,保證不同施工區(qū)段、不同標(biāo)高處的混凝土溫升均可在顯示屏上得到反映,從而及時(shí)指導(dǎo)溫控工作。
2、關(guān)于混凝土內(nèi)部的最高溫升通常認(rèn)為影響混凝土內(nèi)部最高溫升的主要因素為:混凝土配合比中的水泥強(qiáng)度等級、品種和水泥用量;混凝土入模濕度;混凝土厚度;混凝土內(nèi)部冷卻系統(tǒng)效率等。
取兩個(gè)具有代表性的點(diǎn):A點(diǎn)靠承臺北側(cè)(2.5米厚)一個(gè)點(diǎn);B點(diǎn)為核心筒底板(5米厚)上一個(gè)點(diǎn)。澆筑該承臺北側(cè)(A點(diǎn))時(shí)的氣溫為36℃,混凝土入模溫度達(dá)29℃。混凝土澆筑順序?yàn)閺谋毕蚰线B續(xù)澆筑,A點(diǎn)附近的混凝土最先完成澆筑,在較高入模溫度作用下,水泥加速水化放熱并在內(nèi)部積聚,混凝土中心最高溫度達(dá)到72.8℃,而5米厚B點(diǎn)處混凝土內(nèi)部最高溫度只有72.1℃。這一現(xiàn)象與混凝土溫升規(guī)律相悖,究其原因在于泵送商品混凝土流動性較大(出機(jī)坍落度在220毫米以上),承臺較厚,混凝土澆筑過程中流淌距離長達(dá)15~20米,因此在B點(diǎn)客觀上形成了分層澆筑,從而使水泥水化熱得以分層釋放,避免了溫峰迭加,使B點(diǎn)最高溫升得以降低。
3、關(guān)于混凝土溫差控制一般認(rèn)為,大體積混凝土裂縫防治的關(guān)鍵在于控制混凝土溫差小于25℃,最大不得超過30℃。但對于厚度和體量均較大,而且采取一次性連續(xù)澆筑的混凝土結(jié)構(gòu)而言,在混凝土溫升早期階段,這一限定可適當(dāng)放寬,這樣不僅降低了施工和溫控難度,而且有利于增進(jìn)混凝土(摻活性礦物摻合料)早期強(qiáng)度,提高混凝土自身抗裂能力?!≡摮信_2.5米厚A點(diǎn)處混凝土澆筑后22小時(shí)~34小時(shí)期間,混凝土中心與表面溫差一度達(dá)到34.4℃,測溫結(jié)束后檢查該處混凝土均未出現(xiàn)裂縫。主要由于在混凝土澆筑早期升溫階段強(qiáng)度較低或呈塑性狀態(tài),混凝土彈性模量很小,由變形變化引起的應(yīng)力很小,溫度應(yīng)力可忽略不計(jì)。但在混凝土降溫階段,溫差必須控制在30℃以內(nèi),而且降溫速率不能過快,否則很容易引發(fā)溫度收縮裂縫。該承臺2.5米厚處降溫速率平均為1.5℃/天,5米厚處降溫速率平均為1.39℃/天。實(shí)踐表明,養(yǎng)護(hù)溫度越高,摻用活性礦物摻合料的結(jié)構(gòu)內(nèi)部混凝土強(qiáng)度越高。因此,該承臺C40混凝土14天強(qiáng)度應(yīng)超過標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的80%,由溫差引起的收縮應(yīng)力遠(yuǎn)小于該齡期混凝土的抗拉強(qiáng)度,所以沒有出現(xiàn)溫度裂縫。
四、結(jié)束語
該承臺采用摻粉煤灰和膨脹劑的補(bǔ)償收縮混凝土,增設(shè)了水平抗裂鋼筋,從材料和構(gòu)造角度提高了混凝土抗裂能力。同時(shí)采用分層澆筑,一次連續(xù)完成6300立方米混凝土的整體澆筑施工。在施工和養(yǎng)護(hù)期間,對全場混凝土進(jìn)行了溫度測控。混凝土拆膜后,側(cè)面平整光滑,表面未出現(xiàn)任何有害裂縫。該承臺混凝土施工實(shí)踐證明:
1)采用“雙摻”、補(bǔ)償收縮技術(shù)和60天甚至90天齡期強(qiáng)度驗(yàn)收,優(yōu)選配合,盡可能減少水泥用量,可以最大程度地降低混凝土溫升,為混凝土防裂抗裂創(chuàng)造有利條件;
2)增設(shè)抗裂構(gòu)造鋼筋,可有效減少混凝土表面裂縫;
3)混凝土施工采用分層澆筑,可延長水泥水化放熱時(shí)間,減緩混凝土降溫速率,減小溫度應(yīng)力,有利于控制混凝土內(nèi)部收縮裂縫;
4)混凝土表面及時(shí)充分補(bǔ)水養(yǎng)護(hù)是充分發(fā)揮膨脹劑效能,防止超規(guī)范裂縫出現(xiàn)的重要條件。
混凝土 裂縫 強(qiáng)度
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