大体积混凝土施工中的防裂措施

大体积混凝土施工中的防裂措施

穆博源

河北中核岩土工程有限责任公司核工程事业部河北石家庄050031

摘要：大体积混凝土施工中，水泥水化会产生大量热量，易导致混凝土产生裂缝，这是大体积混凝土施工中普遍遇到的问题。本文以某电厂中大体混凝土施工为例，分析大体积混凝土裂缝产生的原因，介绍施工中的防裂措施，总结出施工经验。

关键词：大体积混凝土；裂缝成因；防裂措施；温度监测；养护

1．工程概况

某电厂500kVGIL沟道为室外钢筋混凝土沟道+预制钢筋混凝土盖板结构，工程第二区段B区下方部分区域存在排水箱涵，此区域设计有大型承台（CTJ01）及基础连梁等用以支撑500kVGIL沟道。

承台及基础连梁一次性混凝土浇筑量大，一次性浇筑772.5m3混凝土。承台厚度达到2.0m，最大梁高达到5.0m。混凝土浇筑过程中的布料、振捣、养护是施工重点，而振捣和养护是整个混凝土浇筑过程中的重点，有效控制内部贯穿裂缝和表面温度裂缝是整个施工的关键。

2.裂缝产生的原因

2.1温度应力导致的裂缝

大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝是混凝土内部矛盾发展变化的结果。一方面，混凝土由于内外温差产生了应力和应变；另一方面，结构的外部约束和混凝土各个质点间的约束（即内约束）阻止了由温差产生的应变，当温度应力超过了混凝土能承受的抗拉强度时，就会产生裂缝。

2.2收缩引起的裂缝

混凝土中有20%的水分是水泥水化时需要的，另外的80%则是要被蒸发掉的，混凝土水化过程中的变形多数是收缩变形，其主要原因就是混凝土中多余水分的蒸发。混凝土表面水分蒸发大于内部，造成混凝土表面收缩大内部收缩小，混凝土表面受到拉应力，当其大于当时混凝土的抗拉强度时，混凝土表面就会出现裂缝。

3.防止裂缝的措施

经上述分析，裂缝形成的主要原因是温差产生了温度应力和混凝土失去水分产生了收缩。要避免大体积混凝土产生裂缝，就要最大限度地降低温差和减小混凝土水分的蒸发。

3.1原材料方面

在混凝土中掺入一定量的粉煤灰，可提高混凝土的抗裂性能，降低水泥水化热。在骨料方面，应严格控制其含泥量。添加减水剂可降低水泥水化热，降低混凝土温度峰值，推迟温度峰值出现的时间。混凝土原材料品种规格和用量如表1所示。

表1混凝土原材料品种规格和用量

3.2增强结构抗拉强度

承台与梁为一次性浇筑完成，交接处应力大，混凝土易产生裂缝。应在承台与梁交接处增加八字筋，增加结构的整体性，提高结构薄弱区域的抗拉强度。

3.3合理的浇筑方法

浇筑方法采用“水平分层”的连续施工方法，承台及基础连梁在承台顶标高以下部分的分层厚度为400mm，共5层；基础连梁在承台以上部分的分层厚度约为440mm，共7层。

布料时应相互配合，以提高混凝土的泵送效果，确保上下层混凝土的结合，防止在混凝土浇筑时出现冷缝。施工中应确保每台泵都连续运转。下料时混凝土自由下落高度不得超过2.0m。

3.4控制混凝土的入模温度

本次大体积混凝土施工在冬季进行，当地平均气温在5℃左右，在混凝土制备过程中适当地对水和骨料进行加热，保证混凝土的入模温度大于5℃。浇筑时每隔一小时对混凝土入模温度进行测量。

3.5采用合理振捣方法

检查插入式振捣器数量及型号，每一个下料点均配备4台振捣器。混凝土下料后，用插入式振捣棒在下料点、斜坡中点、坡底等处同时进行振捣。振捣应在混凝土初凝前完成。

使用振捣棒时不宜紧靠模板振动，不允许碰撞插筋，各振捣棒应按照确定好的混凝土浇筑方向齐头并进，重点振捣相邻振捣棒的交界处、四周外模，以防止混凝土漏振。要边振捣边用木棍敲击模板，检查混凝土的捣实密度，便于重振，以免造成空鼓或漏筋。

振捣棒在振捣时严禁碰击测温探头，以防其变形和移位，振捣棒与测温探头必须保持300mm左右的距离。

3.6温度监测

对混凝土进行温度监测和温度应力监测，能够及时、准确地撑握混凝土浇筑后其内部的温度变化、内外温差和降温速率，以及在外部约束的状况下，其内部温度应力的变化规律，做到信息化施工，指导养护工作的进行。

测温点的布置测温点应选择温度变化大、热量散失快和受环境温度影响大的部位。上下测点均应位于距混凝土表面5cm处，中间测温点应位于砼底板厚度的中心处，保温层中测温点应位于混凝土表面和养护层之间，空气中测温点应位于砼表面以上1.5m左右。

3.7混凝土养护

技术人员在养护期应随时关注温度测控及天气变化情况，出现异常情况时，应及时根据测温情况调整保护层，保证各控制参数处于规范要求的范围内。

由于施工在冬季进行，现场搭设了混凝土保温养护棚，防止了刮风下雨天气对混凝土养护的影响。养护期间当地平均气温在5℃左右，为防止混凝土内表面和环境温度温差过大，设置了升温装置，根据测温数据及时对养护棚内进行升温，并用温水喷洒混凝土表面，使混凝土内外温差保持在规定范围内。

4.结语

大体积混凝土裂缝产生的原因是多方面的，不但要从原材料及施工工艺方面进行质量控制，还应注意混凝土浇筑完毕后的温度监控及养护，且养护必须要和温度监控相结合，以温度监控的数据指导养护工作的进行，才能最大限度地控制大体积混凝土裂缝的产生。

参考文献

[1]付朝江，张维奇，卓平山，基础大体积混凝土温度应力分析及控制，南昌大学学报·工科版，2006，26（2）：70-72

[2]GB50496-2009，大体积混凝土施工规范

[3]叶琳昌，沈义，大体积混凝土施工，北京：中国建筑工业出版社，1987：35-68