王献民
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摘要：高层建筑中大体积混凝土受原材料特殊性影响，其会由于水泥水化热引起温度局部差异，进而产生裂缝。基础承台大体积混凝土出现裂缝将会影响高层建筑物自身施工质量。文章对高层建筑基础承台大体积混凝土施工裂缝原因详细分析，并针对原题提出相应控制措施，旨在为提高高层建筑基础承台大体积混凝土施工质量提供有力参考。
关键词：高层建筑；基础承台；大体积；混凝土；施工裂缝
大体积混凝土自身体积庞大，施工结束后水泥固话放热，水化热将导致混凝土出现较大的内外温差，导致混凝土表面出现裂缝，影响施工质量及使用寿命。因此，需在实际施工中就注重对混凝土的控制，避免你内外温差过大，破坏高层建筑基础承台结构，影响其使用质量及寿命[1]。
1.工程概述
以某地区高层办公楼建设工程为例，该工程建筑面积5万m³，采用框架剪力墙结构设计，设计地下两层停车场，地上20层，以桩承台进行建设，其基础承台厚度为1.7m、1.9m、2.1m。实际施工当中局部混凝土厚度4.5m，强度C40，抗渗能力属于S8等级，混凝土整体体积3600m³。施工中以后浇带辅助设置，避免水泥水化产生大量热量对基础承台结构温度稳定造成影响，进而避免施工结束后对基础承台混凝土的再次浇筑维护。地下停车场采用梁板式筏形结构设计，筏板厚度560m。
2.高层建筑基础承台大体积混凝土施工裂缝原因
高层建筑基础承台混凝土施工中裂缝产生受多方面因素影响，一些荷载及结构变形都会造成裂缝产生，混凝土结构产生变形，一些温度应力、收缩、沉降等也将影响基础承台稳定性[2]。
2.1水泥水化
水泥水化过程会和水、骨料产生反应，产生大量水化热，未经处理后投入使用将造成较大温度差形成，导致混凝土发生温度应力，产生裂缝，影响高层建筑物基础承台质量。水泥产生的水化热最高可达到220kj/kg-400kj/kg。此外，不同的水泥不同等级在施工中发生水化的热量也有一定区别：
2.2外部环境影响
外部温度计湿度也会影响高层建筑基础承台施工质量造成一定影响。例如，外界温度偏高，则实际浇筑后的高层建筑基础承台混凝土自身温度也会偏高，导致混凝土表面水分散发较快，内外温差较大[3]。若外界温度较低，则混凝土表面温度较低，内部温度大于表面温度，产生较大温差，导致混凝土表面产生较大裂缝。混凝土浇筑中，水化热、浇筑温差、散热能力等都会导致混凝土结构产生内外温差，形成温度应力，导致裂缝产生。由此可见，在高温下解决混凝土结构内外温差及温度应力具有重要作用。
2.3收缩变形
高层建筑基础承台大体积混凝土的收缩变形具有多种表现形式，一些塑性收缩、硬化收缩、干缩等问题会对混凝土结构产生一定影响。混凝土自身水化伴随有物理和化学变化，硬化中水分流失，发生收缩变形[4]。混凝土浇筑后需等待4-5小时完全凝结。在此期间，水泥发生水化反应，水分蒸发剧烈，一些失水收缩伴随产生。混凝土收缩变化中，塑性收缩最为严重，最高可达1%，导致混凝土表面产生大量裂缝。
2.4约束条件限制
混凝土约束分为外约束和内约束。外约束是指外界条件对混凝土施工质量的限制，内约束是混凝土结构中非均匀性温度及内外温度差约束。高层建筑中基础承台大体积混凝土施工后，内外温差变阿虎以其的温度应力将作用于混凝土内部，超出一定界限就会导致裂缝出现。
3.高层建筑基础承台大体积混凝土裂缝控制措施
3.1混凝土配合比设计
3.1.1设计原则
应确保混凝土实际的强度满足高层建筑工程质量需求，在此基础上尽可能减低水化热出现。根据国家对建筑混凝土规范文件GB50204-2002《混凝土结构工程施工及验收规范》确保混凝土强度保证P为95%左右，t（概率系数）=1.645。混凝土配置强度以fcu，o=fcu，k+645σ（式中，fcu为混凝土立方体抗压强度）计算出结果后为实际配比提供参考，多次适配确定最佳配比。配置中，需注重骨料以连续级配碎石，细骨料以中粗砂配置；外加剂选择减水剂、缓凝剂，降低水化热影响；水泥选择凝结时间较长的水泥配置，根据工程需要选择矿渣硅酸盐水泥或火山灰硅酸盐水泥。
3.1.2原材料配置
结合材料供应，分析材料送检试验结果，可采用普通硅酸盐水泥P·0.42.5；5-21.5mm配碎石（连续），材料含泥量＜0.8%。按照该办公楼建筑需求，选择5mm-31.5mm鹅卵石（含泥量＜0.2%）作为石子配置原材料。配合比如表2所示，初凝时间十小时，终凝14h，配置水灰比0.35.
3.2基底
石质基底需彻底清理松碴，土质地基采用打夯机反复夯实，以触探法检查地基实际承载能力。基础承台处于悬空，则在悬空处设置M10浆砌片石，确保地基承载力可靠，避免地基沉降造成混凝土裂缝产生。基底处还要铺30cm左右碎石，浇筑混凝土垫层，减轻地基对基础承台处混凝土的约束。
3.3内排外保
施工前，考虑施工环境及施工中对承台混凝土裂缝的影响因素，对混凝土施工热力提前计算。承台混凝土在养护状态应保证最大收缩应力＞C35混凝土轴心抗拉力，若抗裂＜1.15，则会由于温度差出现应力裂缝。应强化内排外保措施，内部排出水化热，外部加强保养。对混凝土表面覆盖麻袋、棉絮，起到保温作用。
混凝土浇筑时设置降温管道，浇筑时以混凝土覆盖降温水管后振捣，以水管通水降温10-12天，带走混凝土内部热量（降温水应控制进出水温差≤5℃）。
3.4水化热检测
在混凝土中埋入热敏电阻传感器，测量不同部位温度变化，实时掌握温度特性、温差变化，发现降温效果不明显或不能满足标准，可及时采取措施补救。热敏电阻传感器布置需保证能够反映混凝土温差、降温速度及环境温度，结合承台冷却管位置布置。热敏电阻传感器以正交埋设，分层设置，确保监控数据反映大体积混凝土内部温度变化。
3.5施工工艺控制
施工工艺选择结合高层建筑物特点，分析其结构特点，可以分层浇筑及调仓浇筑避免温差过大。分层施工：将承台基础浇筑分为若干层，每层混凝土浇筑中避开水化热峰值。若高层建筑电梯井核心筒附近承台需建设高度＞4.4m，则其需要大量混凝土给予支持，可采用分层及电梯井跳仓结合，确保混凝土浇筑在初凝结束前完成。
混凝土搅拌中控制水灰比、坍落度、入模温度，振捣以专业性人员负责，严格振捣，确保混凝土振捣密实度可靠。
混凝土养护时间≥7天，之后可视情况拆模。木模具有良好保温性，减少混凝土内外温差，具有推广的使用意义。模板及钢筋作用可减少拉应力，以其配合使用减小混凝土裂缝产生。
3.6养护
对高层建筑基础承台混凝土二次压光，混凝土浇筑完成并初凝后，覆盖塑料膜保湿+两层棉絮保温。指派专人监控混凝土温度，夜间温度较低，适当增加棉絮保温。保温养护需持续10天，养护中适当洒水保湿。
下转第52页3.7温控
在YBJ224-91操作规程中，对大体积混凝土基础施工温控有明确保准，要控制基础承台混凝土内外温差△T≤25℃，其承台大体积混凝土内部降温速度V1≤1.5℃/天。
4.结束语
综上所述，对高层建筑基础承台大体积混凝土施工裂缝原因及控制措施分析，要先从高层建筑基础承台大体积混凝土施工裂缝原因出发，分析具体的裂缝产生原因：水泥水化；外部环境影响；收缩变形；约束条件限制。在了解具体的原因之后也提出有针对性的控制措施：内排外保；温控；养护；施工工艺控制；水化热检测等。对原材料进行合理设计，遵循保证工程质量的原则，采取具体的控制措施，对实际工程案例为依据，分析水泥、中砂、石子、水、粉煤灰、膨胀剂等材料的选择。
参考文献：
[1]田声. 工业与民用建筑中高层建筑承台大体积混凝土施工[J]. 四川水泥，2016（6）：209-209.
[2]闫松岭. 高速铁路桥梁承台大体积混凝土施工控制技术分析[J]. 科技与企业，2016（7）：180-180.
[3]王红兵，胡爱珍. 防止高层建筑大体积混凝土产生裂缝的施工控制措施[J]. 江西建材，2017（19）：51-52.
[4]项志红. 试述大体积混凝土施工中的裂缝成因及控制措施[J]. 工程技术：全文版，2017（1）：00082-00082.
论文作者:王献民
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/9
标签：混凝土论文; 水化论文; 裂缝论文; 体积论文; 基础论文; 高层建筑论文; 温度论文; 《防护工程》2018年第30期论文;