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摘要:随着城市化进程的不断加快,城市建设规模也随之不断扩大。在近年来,城市地下空间建设开始成为一种潮流,越来越多的建筑作品都在设计中融进了地下空间建设,导致城市建设中的深基坑工程不断增多。鉴于深基坑工程在施工时会因为各种因素的影响而产生混凝土裂缝,进而拉低整项工程的施工技术水平,影响工程质量,因此我们强调要在施工中做好混凝土裂缝的控制,切实保障建筑深基坑工程的施工质量。
关键词:深基坑底板;大体积混凝土;裂缝;控制技术
中图分类号:TU37文献标识码: A
引言
大体积混凝土与普通钢筋混凝土相比,具有结构厚,体形大、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高的特点。在混凝土硬化过程中,必须采用相应的技术措施,以控制混凝土硬化时的温度,保持混凝土内部与外部的合理温差,使温度应力可控,避免混凝土出现结构性裂缝。
1、大体积混凝土的定义及产生裂缝的原因
1.1、大体积混凝土的定义
大体积混凝土指的是在建筑工程中具有体积大的特征,其在正常的情况下,它的实体最小尺寸都是大于1m。它具有很多的特点,包括它的表面系数是非常小的,对于水热化释放也是出于比较集中的状态,内部升温速度也是非常快。使得混凝土表面发生裂缝的主要原因是因为混凝土内外温差相差比较大,其会直接影响建筑结构的正常使用和安全情况,所以,必须要分析大体积混凝土裂缝的原因,采取相应措施,从而确保工程的质量。
1.2、大体积混凝土产生裂缝原因
大体积混凝土产生裂缝原因会受到很多条件影响的,包括外荷载应力、温度及干缩变化及不均匀沉降等变形。当混凝土硬化以后,混凝土中的水分就会蒸发,然后在表面处留下一些毛细孔,从而使得混凝土体积减小。不仅如此,混凝土的水化也非常容易减小混凝土体积,严重的时候会有收缩现象出现。而对于混凝土的收缩值大小又是直接受到水泥品种、标号、用量、规格、骨料及养护等方面影响的。一般生活中常见的混凝土裂缝主要分为干缩裂缝、塑性收缩裂缝及沉降裂缝等。除了上述的条件,对于施工的质量也会引起混凝土出现裂缝的现象,其主要的原因是因为原材料质量没有达到相关的规定标准以及骨料的级配没有满足相应需求及含泥量超过正常标准等。
2、深基坑底板大体积混凝土施工中的特性
2.1、大体积混凝土的温度变化特点。混凝土在刚刚凝结硬化的过程中,能够释放出很多物理上的水化热。并且水泥温度变化的基本趋势是:在刚开始凝结的时候,会表现出较快的放热速度,而之后就会放慢速度。普通水泥在刚开始的时间段放出的总热量占总水化热的一半以上。大体积混凝土温度变化一般经历升温期、冷却期和稳定期三个时期。混凝土在凝结硬化过程中,具有很差的导热性能,而温度升高的也比较快,温度降低的反而会很慢,因此容易导致较大的温度差梯度。
2.2、混凝土施工环境的注意事项。地面上方的建筑物很容易受到阳光与风的影响,从而使得建筑本身的温度发生一定变化。而高层建筑地下室施工修筑的时候很少能够受到阳光和风雨的影响,温度变化不太明显,与此同时处在地下面的建筑物通常拥有非常狭小的空间,昼夜间的温度差额比较小,对混凝土本身会产生很小的变化。拆模后及时回填,此后混凝土内部残余温度(余热)将通过回填缓慢外泄,直至与地面温度平衡。土壤本身拥有很差的导热性,需要很长的时间才能将混凝土本身的温度消散掉,而在这个温度变化过程中,温度应力不会对混凝土产生影响,从而导致裂缝的产生。因此,在对大体积钢筋混凝土进行施工建设的时候,一定要考虑施工前后温度对混凝土的影响作用。
3、大体积混凝土结构裂缝的控制措施
3.1、材料选择
3.1.1水泥的选择。大体积混凝土中的主要原料为水泥,水泥的水化热现象会导致大体积混凝土出现开裂,为了避免早期由于温度应力产生裂缝,可以选用水化热低的水泥作为混凝土的原材料。通过选用含碳量低且细度较为粗糙的水泥降低混凝土产生裂缝的几率,这是由于含碳量越高水泥的水化热现象越剧烈,放热速度越快,而细度越细,混凝土结构的收缩就会越大。
3.1.2骨料的选择。要严格控制骨料中泥的含量,骨料成分中砂的含泥量含量应当不大于3%,十字应当不大1%。并且保证石子的级配,在大体积混凝土的施工中使用粗砂以及中砂较为适宜。
3.1.3矿物掺和料的选择。对水化热程度进行分析,粉煤灰远小于水泥,粉煤灰的水化热七天时相当于水泥的1/3,二十八天时相当于水泥的1/2,因此混凝土结构中加入适当的粉煤灰对降低水化热有着明显的效果。在选择粉煤灰是需要选择需水性小的材料,且其能够满足二级质量以及二级以上质量要求。
3.1.4外加剂的选择。在大体积混凝土施工中经常会加入一些外加剂用以提高结构性能,缓凝性减水剂的加入能够有效延缓水化热的发生速率,将热峰出现的时间推后,从而减少总热量,降低温度峰值,从根本上减少了温差,因而结构中就不会受到过大的温度应力影响,即能够有效预防裂缝的产生。而混凝土凝结时间的延缓,能够避免在浇筑过程中形成冷接缝。
3.2、混凝土搅拌、浇筑方面措施
3.2.1、降低混凝土各配料的温度
集料在混凝土中体积超过50%,在混凝土成型阶段是一种导热介质[1],因此选择导热性能高,热膨胀系数小的集料也是降低混凝土内外温差值的有效办法。因此,集料的堆放高度不宜低于6米,且必要时对集料搭设凉棚、浸水、喷洒冷水、喷雾、风冷等降温措施降低骨料温度。另外可在拌和水中加冰或利用地下冷水,来降低混凝土的拌和温度。为避免高温,应調整施工时间,浇筑工作应尽量选择低温的夜间施工。为降低混凝土的温度,混凝土的入模温度应控制在15℃左右。
3.2.2、混凝土运输浇筑
对于采用商品混凝土的大体积混凝土工程,考虑到冷量损失在浇筑过程中影响较大,因此,尽量缩短混凝土运输及等待卸料时间,高温天气为防止长途运输过程中混凝土温度回升可在运输设备外裹防晒布。现场配制混凝土可采用地下冷水,高温天气可增加冰块。
3.2.3、泵送混凝土浇筑及振捣。混凝土浇筑厚度对塑性塌落影响很大,厚度越厚,塌落越大,同时也不完全振实,影响混凝土的均质性。根据泵送大体积混凝土的特点,宜采用“分段定点,一个坡度,薄层浇筑,循序推进,一次到顶”的斜面分层浇筑方法。采用斜面分层浇筑时理想浇筑坡度为1∶8,每层浇筑厚度不宜超过400毫米,且振捣上层混凝土时,振捣器插入下层混凝土内50毫米左右,否则上下层形成较强的内约束力,将会影响到混凝土的整体性。这种由振捣器驱动形成斜坡混凝土的方法,能较好地适应泵送工艺,避免混凝土输送管道经常拆除和接长,提高泵送效率,且可有效避免发生泌水;当出现泌水时能及时排除。由于采用点振捣方式,单独采用插入式振捣器操作不利于混凝土的均质性,可在振捣完毕后,通过平板振动器平拉一遍获得改善。为了防止混凝土表面因砂浆过多出现干缩裂缝,浇筑完的混凝土表面应加一层洗净石子,并增加压面的数量[4]。当需要二次浇筑时,接茬处必须凿毛,防止出现冷缝。混凝土平仓振捣后采用隔热材料及时覆盖。
3.3、混凝土养护措施
在对混凝上进行养护的时候,可以采取内降和外保措施。内降就是利用循环水进行对建筑后的混凝上进行降温,在实际测量之前,必须保证管内的水温在10℃左右,出管的时候其最高水温必须符合相应标准,这样冷却水就能将混凝上人部分热量带走,以保证混凝上温度。外保就是对建筑后混凝上表而的温度进行控制,并将浇筑后混凝上表而内外温度控制在一定范围内。在人体积混凝上施工中,养护采取的方法一般为蓄水养护。
结束语
裂缝是大体积混凝土在工程应用中较为常见的病害,而裂缝的控制技术较为复杂,必须从各个方面进行控制,从而才能有效减少裂缝的产生。
参考文献
[1]李宏宾.深基坑底板大体积混凝土裂缝控制技术[J].科技致富向导,2013,32:326.
[2]黄分明.深基坑底板大体积混凝土裂缝控制技术[J].建筑技术,2012,12:1133-1134.
[3]刘杨.大体积混凝土裂缝控制技术研究[D].西南石油大学,2011.
[4]万韬,梁谦.大体积混凝土裂缝产生机理及控制措施[J].甘肃农业,2014,01:59-62.
关键词:深基坑底板;大体积混凝土;裂缝;控制技术
中图分类号:TU37文献标识码: A
引言
大体积混凝土与普通钢筋混凝土相比,具有结构厚,体形大、混凝土数量多、工程条件复杂和施工技术要求高的特点。在混凝土硬化过程中,必须采用相应的技术措施,以控制混凝土硬化时的温度,保持混凝土内部与外部的合理温差,使温度应力可控,避免混凝土出现结构性裂缝。
1、大体积混凝土的定义及产生裂缝的原因
1.1、大体积混凝土的定义
大体积混凝土指的是在建筑工程中具有体积大的特征,其在正常的情况下,它的实体最小尺寸都是大于1m。它具有很多的特点,包括它的表面系数是非常小的,对于水热化释放也是出于比较集中的状态,内部升温速度也是非常快。使得混凝土表面发生裂缝的主要原因是因为混凝土内外温差相差比较大,其会直接影响建筑结构的正常使用和安全情况,所以,必须要分析大体积混凝土裂缝的原因,采取相应措施,从而确保工程的质量。
1.2、大体积混凝土产生裂缝原因
大体积混凝土产生裂缝原因会受到很多条件影响的,包括外荷载应力、温度及干缩变化及不均匀沉降等变形。当混凝土硬化以后,混凝土中的水分就会蒸发,然后在表面处留下一些毛细孔,从而使得混凝土体积减小。不仅如此,混凝土的水化也非常容易减小混凝土体积,严重的时候会有收缩现象出现。而对于混凝土的收缩值大小又是直接受到水泥品种、标号、用量、规格、骨料及养护等方面影响的。一般生活中常见的混凝土裂缝主要分为干缩裂缝、塑性收缩裂缝及沉降裂缝等。除了上述的条件,对于施工的质量也会引起混凝土出现裂缝的现象,其主要的原因是因为原材料质量没有达到相关的规定标准以及骨料的级配没有满足相应需求及含泥量超过正常标准等。
2、深基坑底板大体积混凝土施工中的特性
2.1、大体积混凝土的温度变化特点。混凝土在刚刚凝结硬化的过程中,能够释放出很多物理上的水化热。并且水泥温度变化的基本趋势是:在刚开始凝结的时候,会表现出较快的放热速度,而之后就会放慢速度。普通水泥在刚开始的时间段放出的总热量占总水化热的一半以上。大体积混凝土温度变化一般经历升温期、冷却期和稳定期三个时期。混凝土在凝结硬化过程中,具有很差的导热性能,而温度升高的也比较快,温度降低的反而会很慢,因此容易导致较大的温度差梯度。
2.2、混凝土施工环境的注意事项。地面上方的建筑物很容易受到阳光与风的影响,从而使得建筑本身的温度发生一定变化。而高层建筑地下室施工修筑的时候很少能够受到阳光和风雨的影响,温度变化不太明显,与此同时处在地下面的建筑物通常拥有非常狭小的空间,昼夜间的温度差额比较小,对混凝土本身会产生很小的变化。拆模后及时回填,此后混凝土内部残余温度(余热)将通过回填缓慢外泄,直至与地面温度平衡。土壤本身拥有很差的导热性,需要很长的时间才能将混凝土本身的温度消散掉,而在这个温度变化过程中,温度应力不会对混凝土产生影响,从而导致裂缝的产生。因此,在对大体积钢筋混凝土进行施工建设的时候,一定要考虑施工前后温度对混凝土的影响作用。
3、大体积混凝土结构裂缝的控制措施
3.1、材料选择
3.1.1水泥的选择。大体积混凝土中的主要原料为水泥,水泥的水化热现象会导致大体积混凝土出现开裂,为了避免早期由于温度应力产生裂缝,可以选用水化热低的水泥作为混凝土的原材料。通过选用含碳量低且细度较为粗糙的水泥降低混凝土产生裂缝的几率,这是由于含碳量越高水泥的水化热现象越剧烈,放热速度越快,而细度越细,混凝土结构的收缩就会越大。
3.1.2骨料的选择。要严格控制骨料中泥的含量,骨料成分中砂的含泥量含量应当不大于3%,十字应当不大1%。并且保证石子的级配,在大体积混凝土的施工中使用粗砂以及中砂较为适宜。
3.1.3矿物掺和料的选择。对水化热程度进行分析,粉煤灰远小于水泥,粉煤灰的水化热七天时相当于水泥的1/3,二十八天时相当于水泥的1/2,因此混凝土结构中加入适当的粉煤灰对降低水化热有着明显的效果。在选择粉煤灰是需要选择需水性小的材料,且其能够满足二级质量以及二级以上质量要求。
3.1.4外加剂的选择。在大体积混凝土施工中经常会加入一些外加剂用以提高结构性能,缓凝性减水剂的加入能够有效延缓水化热的发生速率,将热峰出现的时间推后,从而减少总热量,降低温度峰值,从根本上减少了温差,因而结构中就不会受到过大的温度应力影响,即能够有效预防裂缝的产生。而混凝土凝结时间的延缓,能够避免在浇筑过程中形成冷接缝。
3.2、混凝土搅拌、浇筑方面措施
3.2.1、降低混凝土各配料的温度
集料在混凝土中体积超过50%,在混凝土成型阶段是一种导热介质[1],因此选择导热性能高,热膨胀系数小的集料也是降低混凝土内外温差值的有效办法。因此,集料的堆放高度不宜低于6米,且必要时对集料搭设凉棚、浸水、喷洒冷水、喷雾、风冷等降温措施降低骨料温度。另外可在拌和水中加冰或利用地下冷水,来降低混凝土的拌和温度。为避免高温,应調整施工时间,浇筑工作应尽量选择低温的夜间施工。为降低混凝土的温度,混凝土的入模温度应控制在15℃左右。
3.2.2、混凝土运输浇筑
对于采用商品混凝土的大体积混凝土工程,考虑到冷量损失在浇筑过程中影响较大,因此,尽量缩短混凝土运输及等待卸料时间,高温天气为防止长途运输过程中混凝土温度回升可在运输设备外裹防晒布。现场配制混凝土可采用地下冷水,高温天气可增加冰块。
3.2.3、泵送混凝土浇筑及振捣。混凝土浇筑厚度对塑性塌落影响很大,厚度越厚,塌落越大,同时也不完全振实,影响混凝土的均质性。根据泵送大体积混凝土的特点,宜采用“分段定点,一个坡度,薄层浇筑,循序推进,一次到顶”的斜面分层浇筑方法。采用斜面分层浇筑时理想浇筑坡度为1∶8,每层浇筑厚度不宜超过400毫米,且振捣上层混凝土时,振捣器插入下层混凝土内50毫米左右,否则上下层形成较强的内约束力,将会影响到混凝土的整体性。这种由振捣器驱动形成斜坡混凝土的方法,能较好地适应泵送工艺,避免混凝土输送管道经常拆除和接长,提高泵送效率,且可有效避免发生泌水;当出现泌水时能及时排除。由于采用点振捣方式,单独采用插入式振捣器操作不利于混凝土的均质性,可在振捣完毕后,通过平板振动器平拉一遍获得改善。为了防止混凝土表面因砂浆过多出现干缩裂缝,浇筑完的混凝土表面应加一层洗净石子,并增加压面的数量[4]。当需要二次浇筑时,接茬处必须凿毛,防止出现冷缝。混凝土平仓振捣后采用隔热材料及时覆盖。
3.3、混凝土养护措施
在对混凝上进行养护的时候,可以采取内降和外保措施。内降就是利用循环水进行对建筑后的混凝上进行降温,在实际测量之前,必须保证管内的水温在10℃左右,出管的时候其最高水温必须符合相应标准,这样冷却水就能将混凝上人部分热量带走,以保证混凝上温度。外保就是对建筑后混凝上表而的温度进行控制,并将浇筑后混凝上表而内外温度控制在一定范围内。在人体积混凝上施工中,养护采取的方法一般为蓄水养护。
结束语
裂缝是大体积混凝土在工程应用中较为常见的病害,而裂缝的控制技术较为复杂,必须从各个方面进行控制,从而才能有效减少裂缝的产生。
参考文献
[1]李宏宾.深基坑底板大体积混凝土裂缝控制技术[J].科技致富向导,2013,32:326.
[2]黄分明.深基坑底板大体积混凝土裂缝控制技术[J].建筑技术,2012,12:1133-1134.
[3]刘杨.大体积混凝土裂缝控制技术研究[D].西南石油大学,2011.
[4]万韬,梁谦.大体积混凝土裂缝产生机理及控制措施[J].甘肃农业,2014,01:59-62.