大体积砼冬季施工裂缝.doc

大体积砼冬季施工裂缝 经济有效的控制方法 ○ 杨俊悌 钟立明 （ 江苏省南京中南工程咨询有限责任公司） 关键词：大体积砼冬季施工防裂、温度应力、蓄热保温。 摘 要：本文主要论述从设计、施工、成型养护等方面控制裂缝产生的主要措施，尤其是大体积砼在冬季施工期间，如何计算和控制砼的内外温差及温度应力引起的变形。 随着我国建筑业的发展，高层建筑、超高层建筑不断涌现，各种大型场馆不断投入建设，高层建筑的箱形基础或筏形基础都有大体积的砼结构，还常有深梁以及转换层、转换大梁，这些结构对砼的施工技术提出了更高的要求，施工企业在具体施工过程中，常常出现裂缝问题，并且近年来日趋增多。 本文结合的南京四季仁恒双塔楼工程总建筑面积14万㎡，根据工程进度安排，该基础砼属于冬季大体积砼施工。其中A楼主楼地上二十九层、地下二层,深基坑砼为C40P8,基坑砼最深处达6.0m，一次性浇筑约2500m3；B楼主楼地上四十四层、地下二层，深基坑砼为C40P8,基坑砼最深处达6.9m，一次性浇筑约4500m3。有关大体积砼浇筑常见的裂缝控制问题我们进行过较深入的研讨。 一、大体积砼温度和温度应力计算: 1.砼内部最高温升值：Tmax=T2+（mce/10+F/50）ηT 式中 Tmax－砼最高温升值（0C）; mce－水泥用量（kg）; F－粉煤灰用量（kg）; T2—砼拌合物浇筑完成时的温度,现场实测平均值为120C； ηT-温度修正系数，根据施工季节及承台几何尺寸取值在1.6～1.8 Tmax=12+（313/10+50/50）×1.75＝690C 该温度为基础底板砼内部中心点的温升高峰值，该温升值一般都略小于绝热温升值，一般在砼浇筑后3d左右产生，以后趋于稳定不再升温，并且开始逐步降温。由于砼内部最高温升值为690C,因此将砼表面的温度控制在440C左右,这样砼内外温差不会超过规范规定的250C,表面温度的控制可采取调整保温层的厚度得以实现。（见附图1：温度分布曲线图） 2.温度应力计算：在砼浇筑后水化热值达到最大时，计算此时由温差和收缩差引起的温度应力。 ①.砼的最大综合温度差： ΔT＝T2+2/3Tmax－Tyt- Th 式中 ΔT －砼的最大综合温差（0C）；Tmax－砼最高温升值（0C） T2－砼拌合物经运输至浇筑完成时的温度（0C） Tyt－各龄期砼收缩当量温差,按《简明施工计算手册》等相关内容可算得为5.20C Th－砼浇筑后到稳定时的外界温度，本工程施工时平均气温为-40C ΔT＝12+2/3×69-5.2+4 ＝56.80C ②.砼温度收缩应力计算：由于基础底板两个方向的尺寸都比较大，所以需考虑两个方向所受的外约束来进行计算。 σt＝-E(t)·a·ΔT/(1-v)·H(t)·R 式中σt－砼的温度应力（N／mm2） E(t)－砼从浇注后至计算时的弹性模量,可计算出E(18)= 2.246×104N／mm2 V－砼的泊松比，取0.15; H(t)－考虑徐变影响的松弛系数，一般取0.3～0.5，笔者从几个工程实例中统计得出取0.35; R－砼的外约束系数，当为岩石地基时，R＝1； 当为可滑动的垫层时，R＝0；一般土地基取0.20～0.5； σt＝-2.246×104×1.0×10-5×56.8/(1-0.15)×0.35×0.2＝-1.05 N／mm2 采用425号硅酸盐水泥拌制的砼，在养护温度200C左右，龄期18d的强度可达到设计强度的85％左右，掺加了JM-3防水剂后，龄期18d的强度可达到设计强度的95％以上。C40砼的抗拉强度设计值为1.71Mpa/mm2,设计强度的95％为1625N／mm2。 K＝1.625/1.05=1.551.15 满足要求。 式中 K－抗裂安全度。 ③.承台温差应力计算: 任一截面处应满足： a.符合平截面假定； b.ΣΝ=0、ΣΜ=0，可求解出σ1、σ2 σ1＝αE(t)(T1-T2)/2×H(t) α—砼的线性膨胀系数 T1 、T2—分别为计算时所测得砼构件内、外的最高温度。 砼表面温度在18～20℃，水化热引起最高温度的天数在浇筑砼后3～5天，所用水泥为425硅酸盐水泥，强度为37%～50%，相当C20强度。 如温差控制在：△T=T1-T2=69-44=250C H(t)=0.35 σ1(+)=1.0×10-5×2.246×104×25/2×0.35 =0.981.1（Ν/ mm2） 符合要求。 如温差△T控制在250C以上如300C时， H(t)=0.35 σ1=1.0×10-5×2.246×104×30/2×S(t) =1.18Ν/ mm21.1Ν/ mm2 (承台则会开裂)，（见附图2：截面应力分布图）。 二、大体积砼冬季施工准备工作： 1.材料选择 ①.水泥:普通水泥水化