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【摘要】阐述天津临近海河地区项目大体积混凝土施工工程，结合建筑工程大体积混凝土的特性，介绍大体积混凝土施工缝的处理方案，在设计、施工、材料、措施等环节上进行综合解决，并提出了在紧急情况下应采取的应急措施。
【关键词】大体积混凝土 施工技术 裂缝
中图分类号：TV331文献标识码： A
目前，大体积混凝土设计应用越来越广泛。如高层建筑中钢筋混凝土箱形基础的底板、工业建筑中的设备基础、桥梁的墩台等。大体积混凝土结构的施工特点：一是整体性要求高，一般都要求连续浇筑，不允许留设施工缝；二是由于结构的体积大，混凝土浇筑后产生的水化热量大，且聚积在内部不易散发，从而形成较大的内外温差，引起较大的温差应力，导致混凝土出现温度裂缝。因此，大体积混凝土施工的关键是：为保证结构的整体性应确定合理的混凝土浇筑方案，为避免产生温度裂缝应采取有效的措施降低混凝土内外温差。本文结合天津市某一实际工程，分析大体积混凝土裂缝产生的原因及解决方案。
1.工程基本情况
天津临近海河地区项目包括一栋19层钢筋混凝土剪力墙结构公寓及二栋15层的框架剪力墙结构写字楼，其底板厚1.6米；三栋29层剪力墙结构的公寓楼，其底板厚1.8米；一栋30层的框架剪力墙结构酒店，其底板厚2.0米；地下车库二层。基础底板混凝土施工属于大体积混凝土施工。因此必须对施工中可能产生温度裂缝等问题，进行分析和研究，提出合理有效的解决方案及措施。
2.裂缝形成原因分析
针对本工程大体积混凝土施工的特点，在制定工程施工方案时，分析了大体积混凝土温度裂缝形成的机理。其一是混凝土刚刚饶筑的时候，水泥水化而产生了较多的热量，温度迅速上升。混凝土表面的热量可以向大气中散发出去，但内部温度上升比较明显，造成内外温度差较大，混凝土的内部产生压应力，而表层产生拉应力，混凝土的抗拉强度低于抗压强度，所以混凝土表面会在这个拉应力超过了混凝土抗拉强度时而产生裂缝。其二是混凝土绕筑后的数日，水泥水化热就己经基本的释放完全了，但混凝土内部的降温会导致了混凝土的收缩，而这些收缩变形受到地基和结构边界的约束就会导致温度应力的产生。当此温度应力超过了混凝土抗拉强度时，就会产生裂缝，这就是温度裂缝的成因。
上述机理分析，施工中温度裂缝的产生原因包括以下三个方面：
（1）水泥水化热
产生大体积混凝土温度裂缝的主要原因是水泥水化热。在水泥水化这个过程中会散发出大量的热,而这类结构的断面较厚，水泥水化散发的热量聚集在结构的内部而不易散失，结构内的温度上升幅度较大。因此混凝土的弹性模量和强度随着龄期的增长会不断的提高，这样会逐渐的加强对于其降温收缩变形的约束，较大的拉应力会因此而产生。温度裂缝就会在这个较大拉应力超过了混凝土的抗拉强度时而出现。
（2）混凝土的收缩
混凝土中含有大量空隙、粗孔及毛细孔,孔隙中存在水分,而水分的活动将影响到混凝土的一系列性质，这种由于“湿度变形”引起的收缩与裂缝的产生很大关系。混凝土中含有大量空隙、粗孔及毛细孔，孔隙中存在水分,而水分的活动影响到混凝土的一系列性质，这种由于“湿度变形”引起的收缩与裂缝的产生有很大关系。
（3）外界气温变化影响
大体积混凝土结构在施工阶段，外界气温的变化对防止大体积混凝土裂有着重大影响。因为外界气温影响着混凝土的绕筑温度：而如果外界温度下降，又增加混凝土的降温幅度，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度，因而会造成过渡的温度应力，易使大体积混凝土出现裂缝。
3.温度裂缝控制措施
3.1混凝土配合比优化设计
本工程±0.00以下混凝土工程属II类（地上部分为一类），地下部分混凝土结构的环境类别为二b类，混凝土材料必须具有法定检测单位出具的碱含量和骨料活性检测报告，并应符合合理使用材料降低混凝土绝热温升值的原则，混凝土中的最大氯离子含量为0.2%。为了降低水泥水化热选用低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，所用水泥的3d水化热不宜大于240KJ/kg。7d的水化热不宜大于270KJ/kg。本工程地下室有抗渗要求P8所用水泥的铝酸三钙含量不宜大于8%。细骨料宜釆用中砂，其细度模数宜大于2.3，含泥量不应大于3%。粗骨料宜选用粒径5~31. 5mm，并应连续级配含泥量不应大于1%。由于工程±0. 000以下混凝土为超长无缝设计，掺8%WG-CMA三膨胀源抗裂剂。底板、承台、外墙等混凝土抗渗等级为P8，应保证地下室防水抗渗抗裂要求。
3.2混凝土浇筑工艺优化
本工程大体积混凝土用地泵施工宜釆用分区定点，一个坡度薄层浇筑、循序推进、一次到顶的整体推移式连续浇筑施工。浇筑时先在一个部位进行直至达到设计标高混凝土形成扇形向前流动，然后在其坡面上连续浇筑循序推进如图1。整体推移式连续浇筑应缩短间歇时间，以薄层连续浇筑以利散热，并应在前层混凝土初凝之前将次层混凝土烧筑完毕。层间最长间歇时间不应大于混凝土的初凝时间，一般以贯入阻力值为3. 5MPa时为混凝土的初凝时间，当层间间歇时间超过混凝土初凝时间时，层面应按施工缝处理， 混凝土接茬时间不得超过混凝土的初凝时间。
混凝土浇筑厚度一般不大于振捣棒作用部分长度的1. 25倍，约50cm。振捣棒应插入下层混凝土50mm，要快插慢拔。上下略为抽动，距模板不应小于20cm，棒的移动间距小于500mm，一般为300-400mm插点要均勻排列，.按顺序进行，不漏振欠振，不过振。以混凝土表面呈现浮浆不再冒泡为宜，振捣时间为10`30S。平板振动器的移动距离应能保证平板能覆盖已振实部分的边缘。大体积混凝土由于坍落度较大，在混凝土初凝前1-2小时或混凝土预沉后，在表面釆用二次抹压处理工艺，并及时用塑料薄膜覆盖以避免混凝土表面水分过快散失出现干缩、裂缝。
图1 推移式连续浇筑示意图
3.3混凝土温度监控措施
对于底板处的大体积混凝土测温，本工程制定了严格的温控方案加以控制，依据JGJ3—2002《高层建筑混凝土结构技术规程》和GB50108—2001《地下工程防水技术规范》的相关规定:并要将混凝土内外温差控制在25°C以内，混凝土内部温度控制在75°C，入模温度不得超过35°C。测点的布置是根据混凝土的浇捣方向和底板厚度来考虑的：高层主楼共布置15处45个测温点：其中5#酒店设3处其余每栋楼各设2处，每处设3个测温点。测温管上口应高出底板上皮主褛每个测温点相距60cm分别设3个长度不同的管用来精确测量轮浇筑体的表面温度、中心温度和底部温度，测温管应与底板钢筋点焊防止跑位，上口应用塑料布封死，防止混凝土进入。测温每昼夜不少于4次，同时要记录当时大气温度，将大气温度及各测温管内测得的温度填入温度记录表中。
3.4混凝土养护措施
保温养护是大体积混凝土施工的关键环节。保温养护的主要目的是通过控制混凝土表面的熱扩散而降低混凝土的里外温差值，降低混凝土浇筑体的自约束力。其次是降低大体积混凝土的降温速率，延长散热时间，充分发挥混凝土强度的潜力和材料的松弛特性，利用混凝土的抗拉强度以提高混凝土承受外约束力时的抗裂能力，达到防止或控制温度裂缝的目的。
大体积混凝土在浇筑完毕找平收光后立即覆盖塑料薄膜，薄膜应相互搭接不能有裸露透风处。浇筑后能上人不显脚印时立即覆盖毛毡保温养护并开始测温。待混凝土表面泛白开始浇水养护，尤其是立墙打完混凝土后养护时先带模养护1-2天即向模板上隔一段时间浇一次水，以后松动模板的螺栓让模板离混凝土墙体有1-2mm的间隙，不断浇水再带模养护7天后拆除模板改为挂麻袋片或毛毡紧贴墙体表面继续浇水养护到14天，尤其楼梯间处的外墙最容易裂，要重点养护。底板采用蓄水养护，混凝土的表面干燥收缩快，中心收缩慢，由于表面的干缩受到中心部位的混凝土的约束，因而表面产生拉力而出现裂缝，所以养护就显得特别重要，一定要覆盖并盖严，要不透风不漏风，用重物将覆盖物压住，防止被风刮开，养护的持续时间不得少于14d。
4.结语
大体积混凝土施工在当前建筑工程施工中比较普遍，其应用也越来越广泛，引起温度裂纹产生的因素很多，控制的方法和措施也不尽相同，我们在本工程中完全避免了裂纹的产生，其中采用预防温度裂缝的具体措施，可供类似工程借鉴 。
【关键词】大体积混凝土 施工技术 裂缝
中图分类号：TV331文献标识码： A
目前，大体积混凝土设计应用越来越广泛。如高层建筑中钢筋混凝土箱形基础的底板、工业建筑中的设备基础、桥梁的墩台等。大体积混凝土结构的施工特点：一是整体性要求高，一般都要求连续浇筑，不允许留设施工缝；二是由于结构的体积大，混凝土浇筑后产生的水化热量大，且聚积在内部不易散发，从而形成较大的内外温差，引起较大的温差应力，导致混凝土出现温度裂缝。因此，大体积混凝土施工的关键是：为保证结构的整体性应确定合理的混凝土浇筑方案，为避免产生温度裂缝应采取有效的措施降低混凝土内外温差。本文结合天津市某一实际工程，分析大体积混凝土裂缝产生的原因及解决方案。
1.工程基本情况
天津临近海河地区项目包括一栋19层钢筋混凝土剪力墙结构公寓及二栋15层的框架剪力墙结构写字楼，其底板厚1.6米；三栋29层剪力墙结构的公寓楼，其底板厚1.8米；一栋30层的框架剪力墙结构酒店，其底板厚2.0米；地下车库二层。基础底板混凝土施工属于大体积混凝土施工。因此必须对施工中可能产生温度裂缝等问题，进行分析和研究，提出合理有效的解决方案及措施。
2.裂缝形成原因分析
针对本工程大体积混凝土施工的特点，在制定工程施工方案时，分析了大体积混凝土温度裂缝形成的机理。其一是混凝土刚刚饶筑的时候，水泥水化而产生了较多的热量，温度迅速上升。混凝土表面的热量可以向大气中散发出去，但内部温度上升比较明显，造成内外温度差较大，混凝土的内部产生压应力，而表层产生拉应力，混凝土的抗拉强度低于抗压强度，所以混凝土表面会在这个拉应力超过了混凝土抗拉强度时而产生裂缝。其二是混凝土绕筑后的数日，水泥水化热就己经基本的释放完全了，但混凝土内部的降温会导致了混凝土的收缩，而这些收缩变形受到地基和结构边界的约束就会导致温度应力的产生。当此温度应力超过了混凝土抗拉强度时，就会产生裂缝，这就是温度裂缝的成因。
上述机理分析，施工中温度裂缝的产生原因包括以下三个方面：
（1）水泥水化热
产生大体积混凝土温度裂缝的主要原因是水泥水化热。在水泥水化这个过程中会散发出大量的热,而这类结构的断面较厚，水泥水化散发的热量聚集在结构的内部而不易散失，结构内的温度上升幅度较大。因此混凝土的弹性模量和强度随着龄期的增长会不断的提高，这样会逐渐的加强对于其降温收缩变形的约束，较大的拉应力会因此而产生。温度裂缝就会在这个较大拉应力超过了混凝土的抗拉强度时而出现。
（2）混凝土的收缩
混凝土中含有大量空隙、粗孔及毛细孔,孔隙中存在水分,而水分的活动将影响到混凝土的一系列性质，这种由于“湿度变形”引起的收缩与裂缝的产生很大关系。混凝土中含有大量空隙、粗孔及毛细孔，孔隙中存在水分,而水分的活动影响到混凝土的一系列性质，这种由于“湿度变形”引起的收缩与裂缝的产生有很大关系。
（3）外界气温变化影响
大体积混凝土结构在施工阶段，外界气温的变化对防止大体积混凝土裂有着重大影响。因为外界气温影响着混凝土的绕筑温度：而如果外界温度下降，又增加混凝土的降温幅度，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度，因而会造成过渡的温度应力，易使大体积混凝土出现裂缝。
3.温度裂缝控制措施
3.1混凝土配合比优化设计
本工程±0.00以下混凝土工程属II类（地上部分为一类），地下部分混凝土结构的环境类别为二b类，混凝土材料必须具有法定检测单位出具的碱含量和骨料活性检测报告，并应符合合理使用材料降低混凝土绝热温升值的原则，混凝土中的最大氯离子含量为0.2%。为了降低水泥水化热选用低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，所用水泥的3d水化热不宜大于240KJ/kg。7d的水化热不宜大于270KJ/kg。本工程地下室有抗渗要求P8所用水泥的铝酸三钙含量不宜大于8%。细骨料宜釆用中砂，其细度模数宜大于2.3，含泥量不应大于3%。粗骨料宜选用粒径5~31. 5mm，并应连续级配含泥量不应大于1%。由于工程±0. 000以下混凝土为超长无缝设计，掺8%WG-CMA三膨胀源抗裂剂。底板、承台、外墙等混凝土抗渗等级为P8，应保证地下室防水抗渗抗裂要求。
3.2混凝土浇筑工艺优化
本工程大体积混凝土用地泵施工宜釆用分区定点，一个坡度薄层浇筑、循序推进、一次到顶的整体推移式连续浇筑施工。浇筑时先在一个部位进行直至达到设计标高混凝土形成扇形向前流动，然后在其坡面上连续浇筑循序推进如图1。整体推移式连续浇筑应缩短间歇时间，以薄层连续浇筑以利散热，并应在前层混凝土初凝之前将次层混凝土烧筑完毕。层间最长间歇时间不应大于混凝土的初凝时间，一般以贯入阻力值为3. 5MPa时为混凝土的初凝时间，当层间间歇时间超过混凝土初凝时间时，层面应按施工缝处理， 混凝土接茬时间不得超过混凝土的初凝时间。
混凝土浇筑厚度一般不大于振捣棒作用部分长度的1. 25倍，约50cm。振捣棒应插入下层混凝土50mm，要快插慢拔。上下略为抽动，距模板不应小于20cm，棒的移动间距小于500mm，一般为300-400mm插点要均勻排列，.按顺序进行，不漏振欠振，不过振。以混凝土表面呈现浮浆不再冒泡为宜，振捣时间为10`30S。平板振动器的移动距离应能保证平板能覆盖已振实部分的边缘。大体积混凝土由于坍落度较大，在混凝土初凝前1-2小时或混凝土预沉后，在表面釆用二次抹压处理工艺，并及时用塑料薄膜覆盖以避免混凝土表面水分过快散失出现干缩、裂缝。
图1 推移式连续浇筑示意图
3.3混凝土温度监控措施
对于底板处的大体积混凝土测温，本工程制定了严格的温控方案加以控制，依据JGJ3—2002《高层建筑混凝土结构技术规程》和GB50108—2001《地下工程防水技术规范》的相关规定:并要将混凝土内外温差控制在25°C以内，混凝土内部温度控制在75°C，入模温度不得超过35°C。测点的布置是根据混凝土的浇捣方向和底板厚度来考虑的：高层主楼共布置15处45个测温点：其中5#酒店设3处其余每栋楼各设2处，每处设3个测温点。测温管上口应高出底板上皮主褛每个测温点相距60cm分别设3个长度不同的管用来精确测量轮浇筑体的表面温度、中心温度和底部温度，测温管应与底板钢筋点焊防止跑位，上口应用塑料布封死，防止混凝土进入。测温每昼夜不少于4次，同时要记录当时大气温度，将大气温度及各测温管内测得的温度填入温度记录表中。
3.4混凝土养护措施
保温养护是大体积混凝土施工的关键环节。保温养护的主要目的是通过控制混凝土表面的熱扩散而降低混凝土的里外温差值，降低混凝土浇筑体的自约束力。其次是降低大体积混凝土的降温速率，延长散热时间，充分发挥混凝土强度的潜力和材料的松弛特性，利用混凝土的抗拉强度以提高混凝土承受外约束力时的抗裂能力，达到防止或控制温度裂缝的目的。
大体积混凝土在浇筑完毕找平收光后立即覆盖塑料薄膜，薄膜应相互搭接不能有裸露透风处。浇筑后能上人不显脚印时立即覆盖毛毡保温养护并开始测温。待混凝土表面泛白开始浇水养护，尤其是立墙打完混凝土后养护时先带模养护1-2天即向模板上隔一段时间浇一次水，以后松动模板的螺栓让模板离混凝土墙体有1-2mm的间隙，不断浇水再带模养护7天后拆除模板改为挂麻袋片或毛毡紧贴墙体表面继续浇水养护到14天，尤其楼梯间处的外墙最容易裂，要重点养护。底板采用蓄水养护，混凝土的表面干燥收缩快，中心收缩慢，由于表面的干缩受到中心部位的混凝土的约束，因而表面产生拉力而出现裂缝，所以养护就显得特别重要，一定要覆盖并盖严，要不透风不漏风，用重物将覆盖物压住，防止被风刮开，养护的持续时间不得少于14d。
4.结语
大体积混凝土施工在当前建筑工程施工中比较普遍，其应用也越来越广泛，引起温度裂纹产生的因素很多，控制的方法和措施也不尽相同，我们在本工程中完全避免了裂纹的产生，其中采用预防温度裂缝的具体措施，可供类似工程借鉴 。