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1、大体积混凝土基础防裂技术[摘要]高层建筑的兴起，建筑规模的扩大，使得大体积混凝土基础的施工应用越来越多，而随之产生的裂缝问题也引起了广泛关注。本文从大体积混凝土基础裂缝的产生原因及危害、对原材料的要求、预防措施这几个方面进行论述，并结合实例分析。[关键词]大体积混凝土基础裂缝施工预防措施近年来，随着国民经济快速发展，高层建筑越来越受到青睐，天津的商业办公建筑及居住建筑都普及为高层。由于高层建筑荷载大，因此在高层建筑的基础工程中基本上采用混凝土体积较大的整体钢筋混凝土筏形基础或箱形基础。大体积钢筋混凝土基础具有结构厚、钢筋密、混凝土数量多，工程条件复杂和施工技术要求高的特点
2、。较大体积混凝土基础除必须满足强度、刚度、整体性和耐久性要求之外，如何控制变形裂缝开展是一个重要的关键问题。由于大体积混凝土基础工程施工条件比较复杂，施工情况各异，再加上混凝土原材料的材料性能差异较大，因此控制温度变形裂缝并不是单纯的结构理论问题，而是涉及到结构计算，构造设计，材料组成及施工工艺安排等多学科的综合性问题，为此要求设计、建设单位和施工单位应相互协作，共同加以解决。1、大体积混凝土基础裂缝的危害首先大体积混凝土基础裂缝降低了建筑结构的刚度,如出现贯穿性裂缝,则会使结构(比如基础筏板)的刚度降低,从而影响到结构物功能的正常发挥。其次大体积混凝土基础裂缝影响混凝土
3、的耐久性,裂缝的出现使侵蚀性介质容易进入混凝土内部,使钢筋锈蚀,混凝土腐蚀、碳化,损坏混凝土的表面,使混凝土的强度降低,进而影响混凝土的耐久性。还有大体积混凝土基础裂缝影响建筑物的防水性,裂缝的出现,则会使建筑物出现渗漏问题;且一旦出现渗漏,不但处理困难、花费巨大,还拖延了工程交付时间,降低了结构的使用功能。在施工过程中,大体积混凝土由于各种原因产生裂缝,不仅破坏了结构的整体性、影响结构安全，而且在水工结构和建筑物基础等部位还会造成渗漏，给整个工程造成非常严重的危害2、大体积混凝土基础裂缝的成因混凝土结构裂缝的成因复杂繁多,甚至多种因素相互影响,但每一条裂缝均有其产生的一
4、种或几种主要原因。据有关资料统计,由施工因素造成的混凝土早期裂缝占80％左右,因混凝土材料方面的原因造成的裂缝占15％左右。图1温度裂缝a)表面裂缝b)，c)收缩裂缝1施工因素在混凝土结构浇筑、构件制作、起模、运输、堆放、拼装及吊装的过程中,若施工工艺不合理、施工质量低劣,容易产生纵向的、横向的、竖向的、斜向的、水平的、表面的、贯穿的等各种裂缝,特别是细长薄壁结构更容易出现。裂缝出现的部位与走向、裂缝宽度因产生的原因而异,通常有:(1)振捣方式不当引起裂缝不正确的振捣方式会造成混凝土分层离析、表面浮浆而使混凝土面层开裂,或造成混凝土砂浆大量向低处流淌致使混凝土产生不均匀沉
5、降收缩而在结构厚薄交界处出现裂缝。商品混凝土由于采用搅拌车运输、泵送浇筑,混凝土坍落度比较大,凝结时间比较长,一般混凝土初凝时间都在10h以上甚至更长,即使在炎热的夏天,在掺了高效缓凝减水剂后,浇捣好的混凝土表面被太阳暴晒,水分蒸发很快,形成一层几毫米厚的“被子”,看上去混凝土似乎已凝结,实际内部还远未达到初凝,甚至还能流动。曾多次用贯入阻力仪测定掺了高效缓凝减水剂的混凝土砂浆在太阳直晒之下的凝结时间,结果初凝时间都在12～16h。这样的混凝土若不进行二次振捣和多次抹面,混凝土表面不可避免会出现裂缝。混凝土外分层形成过程示意图(2)养护不当引起混凝土开裂现场养护不当是造成
6、混凝土收缩开裂最主要的原因。混凝土浇筑后,若表面不及时覆盖进行潮湿养护,表面水分迅速蒸发,很容易产生收缩裂缝、特别是在气温高、相对湿度低、风速大的情况下,干缩更容易发生。有资料表明,当风速为16m/s时,混凝土中的水分蒸发速度是无风时的四倍。对于高性能混凝土,由于水灰比小,胶凝材料用量大,混凝土密实性好,泌水少,若保养不好,干缩情况更为严重。对于保湿养护的时间,肯定是越长越好。2外界环境温度因素大体积混凝土施工阶段所产生的温度裂缝,是其内部矛盾发展的结果。一方面是混凝土由于内外温差而产生应力与应变,另一方面是混凝土本身的强度和抵抗变形的能力。混凝土内部温度变化产生变形受到
7、混凝土内部和外部的约束后,将产生很大应力。当这种应力超过了混凝土可以承受的抗拉强度时,就会产生裂缝。水泥水化过程是大体积混凝土中的主要温度因素。混凝土在硬结过程中,由于水泥的水化作用,在初始几天产生大量的水化热,混凝土温度升高。而大体积混凝土结构一般较厚,导热不良,相对散热小,所以大量的热量聚集在结构内部。当温度梯度大到一定程度时,表面拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时,混凝土表面产生裂缝。在升温阶段,混凝土未充分硬化,弹性模量小,因此拉应力较小,只引起混凝土表面裂缝。不同于混凝土浇筑阶段水化热所引起的温度荷载,自然环境条件变化
