4.6.1 控制大体积混凝土裂缝的技术措施

4.6.1 控制大体积混凝土裂缝的技术措施

1.构造措施

采取分段浇筑。超长大体积混凝土施工,可采取分段浇筑,留置必要的施工缝或后浇带。合理配置钢筋。为提高混凝土结构的抗裂性,采取增加配置构造钢筋的方法,可使构造筋起到温度筋的作用,提高混凝土的抗裂性能。设置滑动层。在遇到约束强的岩石类地基、较厚的混凝土垫层时,可在接触面上设置滑动层。滑动层的做法,涂刷两道热沥青加铺一层沥青油毡;铺设10~20 mm厚的沥青砂;铺设50 mm厚的砂或石屑层等。

避免应力集中。在结构的孔洞周围、变截面转角部位、转角处会因为应力集中而导致混凝土裂缝。为此,可在孔洞四周增配斜向钢筋、钢筋网片;在变截面处避免截面突变,可作局部处理使截面逐步过渡,同时增配一定量的抗裂钢筋,对防止裂缝产生有很大作用。设置缓冲层。在高、低底板交接处、底板地梁处等,用30~50 mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料作垂直隔离,以缓冲基础收缩时的侧向压力。设置应力缓和沟。在混凝土结构的表面,每隔一定距离(结构厚度的1/5)设置一条沟。设置应力缓和沟后,可将结构表面的拉应力减少20%~50%,能有效地防止表面裂缝的发生。

2.原材料和配合比要求

(1)大体积混凝土宜采用后期强度作为配合比设计、强度评定及验收的依据。基础混凝土,确定混凝土强度时的龄期取为60 d(56 d)或90 d;柱、墙混凝土强度等级不低于C60时,确定混凝土强度时的龄期取为60 d(56 d)。确定混凝土强度时采用大于28 d的龄期时,龄期应经设计单位确认。

(2)在保证混凝土强度及工作性要求的前提下,应控制水泥用量,宜选用中、低水化热水泥,掺加粉煤灰、矿渣粉,并采用高性能减水剂。

(3)温度控制要求较高的大体积混凝土,其胶凝材料用量、品种等宜通过水化热和绝热温升试验确定。

3.混凝土浇筑技术措施

(1)超长大体积混凝土施工,可采取分段浇筑,留置必要的施工缝或后浇带。施工时采取“跳仓法”施工,跳仓的最大分块尺寸不宜大于40 m,跳仓间隔施工的时间不宜小于7 d。

(2)大体积混凝土浇筑根据整体连续浇筑的要求,结合结构物的大小、钢筋疏密、混凝土供应条件(垂直与水平运输能力)等具体情况,选择如下方式:

①全面分层。适用于结构平面尺寸<14 m、厚度1 m以上,分层厚度300~500 mm且不大于振动棒长1.25倍。

②分段分层。适用于厚度不太大,面积或长度较大的结构物。分段分层多采取踏步式分层推进,按从远至近布灰(原则上不反复拆装泵管),一般踏步宽为1.5~2.5 m。分层浇灌每层厚300~350 mm,坡度一般取1∶6~1∶7。

③斜面分层。适用于结构的长度超过宽度的3倍的结构物。振捣工作应从浇筑层的下端开始,逐渐上移。此时向前推进的浇筑混凝土摊铺坡度应小于1∶3,以保证分层混凝土之间的施工质量。

④大体积混凝土基础由于其体形大,混凝土量大,而且流动性强,特别是上口浇筑点,当插入式振捣器振捣后,混凝土无法形成踏步式分段分层的浇筑方案,针对这种情况,可采取“分段定点、一个坡度、薄层浇筑、循序渐进、一次到顶”的方法。只有当基础厚度小于1.5 m以内,方可考虑采取分段分层踏步式推进的浇筑方法。

⑤局部厚度较大时先浇深部混凝土,然后再根据混凝土的初凝时间确定上层混凝土浇筑的时间间隔。

(3)大体积混凝土浇筑,宜采用二次振捣工艺。在混凝土浇筑后即将初凝前,在适当的时间和位置进行再次振捣,其中振捣时机选择以将运转的振捣棒以其自身重力逐渐插入混凝土进行振捣,混凝土在慢慢拔出时能自行闭合为宜。

4.混凝土的表面处理措施

(1)基础底板大体积混凝土浇筑时,当混凝土大坡面的坡角接近顶端模板时,改变浇灌方向,从顶端往回浇筑,与原斜坡相交成一个集水坑,并有意识地加强两侧模板处的混凝土浇筑速度,使泌水逐步在中间缩小成水潭,并使其汇集在上表面,派专人用泵随时将积水抽出。

(2)当混凝土浇筑体的钢筋保护层厚度超过40 mm时,可采用在浇筑体表面加细钢丝网的构造措施,以防止混凝土表面裂缝产生。

(3)大体积混凝土浇筑施工中,其表面水泥浆较厚,为提高混凝土表面的抗裂性,在混凝土浇筑到底板顶标高后要认真处理,用大杠刮平混凝土表面,待混凝土收水后,再用木抹子搓平两次(墙、柱四周150 mm范围内用铁抹子压光),初凝前用木抹子再搓平一遍,以闭合收缩裂缝,然后覆盖塑料薄膜进行养护。

5.混凝土的养护措施

(1)基础大体积混凝土养护。

①基础大体积混凝土裸露表面,高温季节优先采用蓄水法(水深50~100 mm)养护,后用薄膜覆盖。

②冬期施工的大体积混凝土养护先采用不透水、气的塑料薄膜将混凝土表面敞露部分全部严密地覆盖起来,塑料薄膜上面须覆盖一至两层防火草帘(或阻燃保温被)进行保温。

③塑料薄膜、防火草帘、阻燃保温被应叠缝、骑马铺放,以减少水分的散发,保持塑料薄膜内有凝结水、混凝土在不失水的情况下得到充分养护。

④对边缘、棱角部位的保温层厚度增加到2倍,加强保温养护。

⑤基础大体积混凝土内部温度与环境温度的差值小于25 °C,可以结束蓄热养护。蓄热养护结束后宜采用浇水养护方式继续养护,蓄热养护和浇水养护时间不得少于14 d,炎热天气还宜适当延长。

(2)柱、墙大体积混凝土养护。

①地下室底层和上部结构首层柱、墙混凝土宜采用带模养护方法,带模养护时间不宜少于7 d;带模养护结束后应继续采用直接浇水、覆盖麻袋或草帘浇水养护等方法,必要时可采用喷涂养护剂养护方法;

②其他部位柱、墙混凝土宜采用直接浇水、覆盖麻袋或草帘浇水养护等方法,必要时可采用喷涂养护剂养护方法;

③带模养护和浇水养护时间或浇水养护时间不得少于14 d,炎热天气还宜适当延长。

(3)养护注意事项。

①日平均气温低于5 °C时,不得浇水养护。

②在养护过程中,如发现遮盖不好,表面泛白或出现干缩细小裂缝时,要立即仔细加以覆盖,补救。

③保温覆盖层的拆除应分层逐步进行,当混凝土的表面内部温度与环境温差小于30 °C时,方可拆除。且应继续测温监控。必要时适当恢复保温。