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大體積混凝土溫差收縮裂縫通論文
論文摘要:本文分析了高層建筑基礎(chǔ)大體積混凝土產(chǎn)生溫差、收縮裂縫的原因，并從監(jiān)理的角度提出了控制有害裂縫的措施。
論文關(guān)鍵詞:監(jiān)理大體積混凝土裂縫控制措施
我國的大體積混凝土以往多用于水工結(jié)構(gòu)，一般多采用水化熱低的專用水泥——大壩水泥，混凝土強(qiáng)度等級也比較低。隨著近十幾年來高層建筑及超高層建筑的發(fā)展，其基礎(chǔ)多采用箱基、筏基、復(fù)合基礎(chǔ)等型式的大體積混凝土，尤其核心簡基礎(chǔ)承臺體積較厚。高層建筑基礎(chǔ)具有設(shè)計強(qiáng)度高、立方米混凝土水泥用量多、抗?jié)B性能要求高等特點，由于水化熱引起的混凝土內(nèi)部溫度較一般混凝土要大的多，因此高層建筑基礎(chǔ)大體積混凝土防止溫差、收縮裂縫的產(chǎn)生是施工單位及監(jiān)理單位質(zhì)量控制的重點之一。本文就上述裂縫問題分析了其發(fā)生的機(jī)理，并結(jié)合我們的監(jiān)理實踐，介紹一下所采取的對策。
1．大體積混凝土產(chǎn)生溫差、收縮裂縫的原因
大體積混凝土產(chǎn)生溫差、收縮裂縫的主要原因有以下幾點：
(1)水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力和溫度變形。水泥在水化過程中產(chǎn)生大量的熱量，使混凝土內(nèi)部溫度升高，因高層建筑基礎(chǔ)大體積混凝土單方水泥用量多在400kg以上，1-3天放出的熱量相當(dāng)多，其內(nèi)部最高溫度可達(dá)70—80℃，夏季施工時會更高。當(dāng)混凝土內(nèi)部與表面溫度過大時，就會產(chǎn)生溫度應(yīng)力和溫度變形，當(dāng)這種溫度應(yīng)力超過混凝土內(nèi)外的約束時，就會產(chǎn)生裂縫；
(2)混凝土收縮與內(nèi)外約束條件的影響。混凝土在凝結(jié)過程中產(chǎn)生收縮，由于受到下部地基的約束而產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度即產(chǎn)生垂直裂縫；另外，混凝土內(nèi)部溫度高，熱膨脹大，因而中心產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度值和鋼筋的約束作用時，同樣會產(chǎn)生裂縫。
2．消除大體積混凝土溫差、收縮裂縫的監(jiān)理要點
為了消除大體積混凝土溫差裂縫和收縮裂縫，我們針對其產(chǎn)生的機(jī)理，采取了以下的監(jiān)理對策，并收到了良好的實踐成效。
2.1.優(yōu)化混凝土配合比，嚴(yán)格控制原材料的質(zhì)量。大體積混凝土對原材料質(zhì)量要求主要有：
(1)盡量選用水化熱低和安定性好的水泥。目前高層建筑基礎(chǔ)大體積混凝土多用礦渣水泥，所用水泥控制在出廠半月以上，以降低水泥的活性；
(2)石料要求含泥量不超過1%；(3)砂子選用中粗砂，含泥量不超過3%；
(4)粉煤灰要求品質(zhì)好，采用一級灰，并嚴(yán)格控制燒失量及含硫量。
大體積混凝土多按60天強(qiáng)度設(shè)計，一般要求施工單位提前1個月甚至更早做配合比設(shè)計。配合比設(shè)計中：
(1)可摻入適量的粉煤灰，在保證強(qiáng)度的前提下盡可能減少水泥用量(對于采用礦渣水泥的大體積混凝土，粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)規(guī)范GBJ146—90已將粉煤灰取代水泥的最大限量放寬到30%)，降低水化熱峰值及推遲水化熱峰值的出現(xiàn)。通過做絕熱溫升試驗，優(yōu)選混凝土配合比；
(2)因施工面積較大，要求混凝土保水性能好，另外要求坍落度不但要保證泵送要求，同時也要保證混凝土流淌距離不能過長，以免分層施工銜接不上，形成冷縫。澆灌時混凝土坍落度一般控制在15—18cm左右，若粉煤灰摻量大，則坍落度可適當(dāng)減小；
(3)根據(jù)分層一次澆筑的最大方量、混凝土供料能力和運輸時間，確定混凝土要求的初凝時間，保證分層銜接時混凝土不至初凝；
4)結(jié)合抗?jié)B要求，摻入一定量的抗?jié)B防裂劑，使混凝土的收縮得以補(bǔ)償，減小收縮應(yīng)力。
2.2.慎選施工方案，抓好施工準(zhǔn)備工作。大體積混凝土施工前，施工單位必須制訂出詳細(xì)的施工方案；現(xiàn)場監(jiān)理組要針對本工程實際情況制訂出監(jiān)理細(xì)則。在正式開盤澆搗前，監(jiān)理工程師必須檢查單位在技術(shù)上、組織上的落實情況：
(1)去商品混凝土廠家考察（大城市多采用商品混凝土），檢查原材料儲備情況，生產(chǎn)設(shè)備的運行情況及供料能力等；
(2)審查溫度及溫度應(yīng)力的計算，要求大體積混凝土內(nèi)外溫度不超過25℃；
(3)核實混凝土的試配結(jié)果是否滿足設(shè)計和施工要求；
(4)檢查現(xiàn)場機(jī)械設(shè)備的配置，泵管的布置及阻力計算的合理性；
(5)注意預(yù)埋件及預(yù)留孔洞是否齊全；
(6)檢查現(xiàn)場有無備用發(fā)電機(jī)；
(7)核實近期的氣象情況；
(8)督促施工單位落實管理人員及施工人員的組織安排；
(9)檢查抗?jié)B、抗壓試模是否備齊。
2.3.澆筑過程中的質(zhì)量監(jiān)理。在一切準(zhǔn)備就緒后，總監(jiān)理工程師簽署開灌令，正式開始澆筑混凝土。澆筑過程中，監(jiān)理人員進(jìn)行全過程旁站監(jiān)理，及時糾正一些不規(guī)范的操作。
旁站監(jiān)理時，主要注意以下幾點：
(1)澆筑混凝土前先澆一層砂漿，以減小下部地基對上部混凝土的約束；
(2)澆筑過程中隨時去商品混凝土廠家檢查配料是否按配合比進(jìn)行；
(3)運輸出現(xiàn)異常要及督促施工單位與廠家聯(lián)系；
(4)出現(xiàn)堵管，要協(xié)助施工單位分析原因，盡快排除，避免因拖得過久，形成冷縫；
(5)督促施工人員分層澆搗，嚴(yán)格控制分層厚度，及時移動泵管；
(6)加強(qiáng)鋼筋密集部位的振搗；
(7)檢查水平施工縫處理是否按方案要求進(jìn)行，督促施工人員及時壓實、拉毛；
(8)督促施工單位按規(guī)范要求留設(shè)試塊。
2.4重視養(yǎng)護(hù)環(huán)節(jié)的監(jiān)理，保證養(yǎng)護(hù)工作的質(zhì)量。
大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)工作是很關(guān)鍵的，而這一點往往被施工單位所忽視。大體積混凝土根據(jù)強(qiáng)度等級、現(xiàn)場條件及施工季節(jié)合理選用養(yǎng)護(hù)措施，高層建筑基礎(chǔ)多采用覆蓋保溫保濕養(yǎng)護(hù)。混凝土初凝后要及時覆蓋，要求覆蓋必須嚴(yán)密，不能出現(xiàn)混凝土外露現(xiàn)象，覆蓋層厚度由溫度計算確定。混凝土內(nèi)部預(yù)埋熱電偶或預(yù)埋鋼管測溫，測溫點被覆蓋12小時后即開始測溫，監(jiān)理人員要督促施工單位及時測溫，密切注意各點溫度變化情況，一旦內(nèi)外溫差超過25℃，督促施工單位及時加強(qiáng)保溫措施。對于摻粉煤灰混凝土，當(dāng)覆蓋層拆除后，仍必須澆水保濕養(yǎng)護(hù)至14天以上。
3．結(jié)束語
大體積混凝土的施工要早作準(zhǔn)備，研究制訂可靠、可行的施工方案。監(jiān)理工程師要認(rèn)真組織協(xié)調(diào)，取得各方的支持和配合，在此過程中要真正發(fā)揮“監(jiān)幫結(jié)合”的作用，協(xié)助施工方解決一些技術(shù)難點，提醒施工方注意容易忽視而又不可忽視的環(huán)節(jié)。這樣，大體積混凝土溫差、收縮裂縫的出現(xiàn)是可以避免的。
參考文獻(xiàn)：
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