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第一章大体积混凝土施工

第一节概述

在现代工业与民用建筑中，大体积混凝土的工程规模日趋扩大，结构型式也日趋复杂。大型工业与民用建筑中的一些基础，

其体积达几千m3以上者已屡见不鲜，而一些超高层的民用建筑的筏式基础混凝土的体积有的竟达1万m3以上，厚度达2～3m，

长度超过lOOm，这些都属于大体积混凝。

对于大体积混凝土的定义：

美国混凝土学会有过这样的规定：“任何就地浇筑的大体积混凝土，必须要求采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题，

以最大限度地减少开裂。”

日本建筑学会标准的定义是：“结构断面最小尺寸在80cm以上，同时水化热引起的混凝土内最高温度与外界气温之差预计超过

25℃的混凝土，称之为大体积混凝土。”

我国《混凝土结构工程施工及验收规范》认为，建筑物的基础最小边尺寸在1～3m范围内就属大体积混凝土。

大体积混凝土施工过程中，由于混凝土中水泥的水化作用是放热反应，大体积混凝土自身又具有一定的保温性能，因此其内部

温升幅度较其表层的温升幅度要大得多，而在混凝土升温峰值过后的降温过程中，内部降温速度又比其表层慢得多，在这些过

程中，混凝土各部分的热涨冷缩(称为温度变形)及由于其相互约束及外界约束的作用而在混凝土内产生的应力(称为温度应力)，

是相当复杂的。一旦温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，混凝土就会出现裂缝。

大体积混凝土的裂缝控制问题是一项国际性的技术难题，许多国家都成立了专门的研究机构，理论成果颇多，但在工程实践中

仍然缺乏成熟和实用的理论依据，一些规范和规程尚不能完全解决现实设计和施工中提出的问题。

大体积混凝土结构的施工技术和施工组织都较复杂，施工时应十分慎重，否则易出现质量事故，造成不必要的损失。组织大体

积混凝土结构施工，在模板、钢筋和混凝土工程方面有许多技术问题要逐个解决。此处着重介绍大体积混凝土的裂缝控制和混

凝土浇筑。

第二节大体积混凝土结构的裂缝控制

一、裂缝产生的主要原因及裂缝的形式

结构物在施工及使用过程中承受两大类荷载，有各种外荷载和变形荷载，统称为广义荷载。

第一类荷载，包括永久荷载、可变荷载、风载和雪载等；

第二类荷载，包括温度、收缩及不均匀沉陷等。裂缝产生的主要原因不外乎由以上两种荷载引起。

据统计，在工程实践中结构物的裂缝原因，由第二类荷载(变形荷载)引起的裂缝约占80%～85%。而由第—类荷载(各种外荷载)

引起的裂缝只占15%～20%。

裂缝按其形状分为表面的、贯穿的、纵向的、横向的、上宽下窄、下宽上窄、枣棱形、对角线形、斜形、外宽内窄的和纵深的

等等。

裂缝宽度在一条裂缝上是不均匀的，控制裂缝宽度是较宽区段的平均宽度。

裂缝又可分为愈合、闭合、运动、稳定及不稳定的等。地下防水工程或其它防水工程结构，在水压头不高(水位在10m以下)

的情况下，产生0.1～0.2mm的裂缝时，开始有些渗漏，水通过裂缝同水泥结合，形成氢氧化钙和硫铝酸钙，生成胶凝物质胶合

了裂缝，使原裂缝被封闭，裂缝仍然存在，但渗漏停止，这种现象称为裂缝的自愈现象，这种裂缝不影响结构的耐久性，是稳

定的。

结构的初始裂缝，在后期荷载作用下，有可能在压应力作用下闭合，裂缝仍然存在。但是稳定的。

结构上的任何裂缝。在周期性温差和周期性反复荷载作用下产生周期性的扩展和闭合，称为裂缝的运动，但这是稳定的运动，

有些裂缝产生不稳定性的扩展，应视其扩展部位，考虑加固措施。

二、温度裂缝

大体积混凝土结构，浇筑后水泥的水化热很大，由于混凝土体积大，聚积在内部的水泥水化热不易散发，混凝土的内部温度将

显著升高。而混凝土表面则散热较快，这样形成较大的内外温差，使混凝土内部产生压应力，表面产生拉应力。如果在混凝土

表面附近存在较大的温度梯度，就会引起较大的表面拉应力，同时，此时混凝土的龄期很短，抗拉强度很低，如果温差产生的

表面拉应力，超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生表面裂缝。这种裂缝多发生在混凝土浇筑后的升温阶段。

如果此时混凝土表面不能保持潮湿的养护环境，则混凝土表面由于水份蒸发较快而使初期的混凝土产生干缩，将加剧裂缝的产

生。这是混凝土浇筑后由于温升影响产生的第一种裂缝。

由于温升影响产生的第二种裂缝是收缩裂缝。

这种裂缝产生在混凝土的降温阶段，即当混凝土降温时，由于逐渐散热而产生收缩；

再加上混凝土硬化过程中，由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发，以及胶质体的胶凝等作用，促使混凝土硬化时收缩。

这两种收缩，在收缩时由于受到基底或结构本身的约束，会产生很大的收缩应力(拉应力)，如果