[2017年整理]大体积砼施工裂缝控制技术.docVIP

PAGE PAGE 12 大体积砼施工裂缝控制技术 〖摘 要〗：本文介绍了黄河中心大厦工程基础大体积混凝土的施工，以及施工裂缝的控制技术 〖关键词〗：裂缝控制 绝热温升 温度应力 温降系数 循环冷却水 分层间歇施工 电子测温 温度控制 刘文兵（广东省东莞市建设工程质量监督站） 1． 工程概况 某工程位于广东省东莞市虎门镇，是一座超高层五星级酒店，地下1层、地上60层、建筑高度247米、总建筑面积100000m2。其中主楼为框架——筒中筒结构，塔楼与裙楼间设一高位结构转换层，裙楼设有12根直径1600mm、壁厚32mm的钢管柱。基础为桩——承台体系，最大桩径为3000mm的人工挖孔桩；其中核芯筒基础为一超大、超厚承台，长33.92m、宽18.9m、埋置深度最大达6.7m，砼方量为3500m3、强度等级C40、结构自防水。其余小承台埋置深度1.3m至3m，基础底板厚700mm，砼强度等级为C35、结构自防水、砼方量为5000m3。 2． 施工方案的确定 大体积砼施工应解决的重点与难点是裂缝控制，而裂缝控制主要是温差的控制和温度收缩应力的控制。首先应控制砼内部最高温度、砼表面温度及温度应力，即所谓“温差——温度应力”双控法。 2．1 温度控制 砼内部温度由浇筑温度、水泥水化热引起的绝热温升和混凝土浇筑后的散热温度三部份组成。浇筑温度与拌和温度有关。 砼的拌和温度由原材料提供，根据拌和前砼原材料的总热量和砼热量相等，可求得拌和温度。 TC＝ΣTiWC╱ΣWC＝24.43℃ 砼的浇筑温度与外界大气温度有关，随运输工具类型、转运次数及浇灌振捣时间的变化而变化。 Ti＝TC＋（Tq－Tc）Σri＝23.5℃ 砼的绝热温升与水泥水化热、水泥用量、水泥品种、浇筑温度有关。 T（t）＝WQ／c r(1－e-mt) Qt =atC3S+btC2S+ctC3A+dtC4AF Q =499.5kJ/k T（t）max=75.1℃ 实际上，砼并非处于绝热状态下，在混凝土浇筑时，有一初始浇筑温度，以后由于水泥水化热作用，砼内部温度不断上升，达到最高温度，通过天然散热或人工冷却逐渐与大气温度接近，达到稳定的温度状态。 根据已有经验、资料只能查出厚度4m时温降系数，利用现有的相关数据，可近似地推算出厚6m时的温降系数，从而求出砼内部最高温度。 T（t）max＝78℃ 砼表面温度的影响因素，除混凝土本身的物理性质、结构形状、养护方法、气温波动以及太阳辐射之外，并且在砼浇筑初期，其温度场是否变化也直接影响砼表面温度。 Tb(τ)＝Tq＋（4╱H2）h’(H－h’)ΔT(τ) Tb(τ)＝20.90~22.26℃ 根据影响混凝土表面温度的因素，重点从养护方法进行控制。现有经验有覆盖法和蓄水法两种，而覆盖法在覆膜与盖草袋的情况下，还需浇水湿润，因为砼浇筑初期强度增长比较快，水泥水化需要水份，为保证新浇筑的砼有适宜的硬化条件，防止砼早期由于干缩而产生裂纹，需洒水湿润，并且覆盖法保温效果不稳定。而蓄水法不仅可以湿润混凝土，并且由于水的比热较大，保温能力好，可以通过调整蓄水深度及蓄水温度来调节砼表面温度，施工方便。 2．2 温度应力计算 本工程砼基础下为100mm厚C15砼垫层，对承台、底板砼产生的约束力比较大，为减少地基约束力，避免砼产生裂缝，根据经验，在垫层上撒少许粗砂，干铺油毡一层作为滑动层。设置滑动层后，按整体滑动平置板块计算的应力小于砼抗拉强度，不会产生裂缝，可以一次浇筑完成，不必留设施工缝。 地基水平阻力系数： CX＝CX1＋CX2 CX1＝0.06MPa CX2＝Q╱F＝0.071N/mm3 温度应力： σxmax＝ΣΔσi＝0.267MPa C40砼：Rf＝1.8MPa 所以：总降温和收缩产生的最大温度应力0.267MPa远小于砼抗拉强度。通过以上计算分析，温度收缩应力与厚度成反比，与长度成正比。核芯筒承台长度相对较短，厚度大，因此砼内部升温相对较高时，砼降温和收缩产生的温度应力小于砼抗拉强度，相对于其他承台，本身抗裂可满足要求。问题的关键是承台与基础底板的连接位置，因承台和底板厚度相差较大，承台因厚度较大，内部温度较高，并且不易散热，而基础底板较薄，仅0.7m，内部温度低，容易散热，因此温差大，容易在变截面处出现应力集中，产生裂缝。 本工程底板配筋为面层Ф16@130（Ф16@150、Ф18@150）双向配筋，底层Ф20@130（Ф20@110）双向网片，中间配φ14@200双向网片，配筋率为0.68%－0.76%，比全截面含筋率0.3－0.5%略高，且配筋间距较小，亦可提高抵抗贯穿性开裂的能力。 2．3 温控措施 本工程大体积砼施工中制订了以下措施： （1）水泥中掺粉煤灰、外加剂减少水泥用量，降低水化热，降低砼内部最高温度。 （2