近幾年來，全國各地工程規(guī)模日趨擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)形式日益復(fù)雜，工業(yè)與民用建筑中大體積混凝土越來越多。由于其體積大，表面小，水泥水化熱釋放比較集中，內(nèi)部溫升比較快，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差較大時(shí)，會(huì)使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫和收縮變形裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全和正常使用，所以必須從根本上分析它，來保證施工的質(zhì)量。大體積砼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)由于高層基礎(chǔ)多為砼體積較大的箱形、筏形和樁承臺(tái)較大的基礎(chǔ)，這種結(jié)構(gòu)有結(jié)構(gòu)厚、體形大、鋼筋密、混凝土數(shù)量多、工程條件復(fù)雜和施工技術(shù)要求高等特點(diǎn)。外荷載引起裂縫的可能性很小。但水泥的水化反應(yīng)過程中釋放的水化熱所產(chǎn)生的溫度變化與砼收縮的共同作用，會(huì)產(chǎn)生較大溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力，是大體積砼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫的主要因素。這些裂縫往往給工程帶來不同程度的危害，所以必須控制溫度應(yīng)力和溫度變形裂縫的開展。大體積混凝土含義一般是指其體積大到必須采取措施處理水化熱產(chǎn)生的溫差，合理解決溫差變形引起的應(yīng)力，并控制裂縫的產(chǎn)生或限制裂縫開展的現(xiàn)澆混凝土。中給予大體積混凝土定義：混凝土結(jié)構(gòu)物實(shí)體最小尺寸不小于Im的大體量混凝土，或預(yù)計(jì)會(huì)因混凝土中膠凝材料水化引起的溫度變化和收縮而導(dǎo)致有害裂縫產(chǎn)生的混凝土。通過大量的工程實(shí)踐證明：砼的溫升和溫差與表面系數(shù)有關(guān)，單面散熱的結(jié)構(gòu)斷面最小厚度在75cm以上，雙面散熱的結(jié)構(gòu)斷面最小厚度在100cm以上，水化熱行引起的砼內(nèi)外最大溫差預(yù)計(jì)可能超過25℃,應(yīng)按大體積砼施工。主要內(nèi)容混凝土裂縫的類型與產(chǎn)生原因、裂縫的種類：按裂縫的寬度不同，混凝土裂縫可分為“微觀裂縫”和“宏觀裂縫”兩1)微觀裂縫(在尚未承受荷載的混凝土結(jié)構(gòu)中存在著肉眼看不見的微觀裂縫其寬度為粘著裂縫：骨料與水泥石粘面上的水泥石裂縫：骨料間水泥漿中的裂縫骨料裂縫：存在于骨料本身的裂縫混凝土裂縫的類型與產(chǎn)生原因前兩種形式的裂縫較多，且這些裂縫分布不規(guī)則、不貫穿，砼仍可承受拉圖3-1微裂示意圖1—粘著裂維；2—水泥石裂縫；3一骨料裂縫混凝土裂縫的類型與產(chǎn)生原因2)宏觀裂縫(寬度0.05mm以上肉眼可見的裂縫):■表面裂縫：表面拉應(yīng)力大于砼極限抗拉強(qiáng)度時(shí)出現(xiàn)的裂縫貫穿裂縫：砼從高溫降溫引起砼收縮產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)大于砼的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土的整個(gè)截面出現(xiàn)貫穿裂縫。深層裂縫：表面裂縫發(fā)展而成深層裂縫混凝土裂縫的類型與產(chǎn)生原因展的結(jié)果。混凝土裂縫的類型與產(chǎn)生原因(1)表面裂縫大體積混凝土澆筑初期，水泥水化熱大量產(chǎn)生，使混凝土的溫度迅速上升。但由于混凝土表面散熱條件較好，熱量可向大氣中散發(fā)，其溫度上升較少；而混凝土內(nèi)部由于散熱條件較差，熱量不易散發(fā)，其溫度上升較多?；炷羶?nèi)部溫度高、表面溫度低，則形成溫生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土表面就產(chǎn)生裂縫。混凝土裂縫的類型與產(chǎn)生原因表面裂縫雖不屬于結(jié)構(gòu)性裂縫，但在混凝土收縮時(shí)，由于表面裂縫處的斷面已削弱，易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，能促使裂縫進(jìn)一步開國內(nèi)外對(duì)裂縫寬度都有相應(yīng)的規(guī)定，如我國的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的最大允許裂縫寬度就有明確的規(guī)定：室內(nèi)正常環(huán)境下的一般構(gòu)件為0.3mm;露天或室內(nèi)高濕度環(huán)境下為0.2mm?；炷亮芽p的類型與產(chǎn)生原因(2)貫穿裂縫混凝土裂縫的類型與產(chǎn)生原因混凝土澆筑一定時(shí)間后，水泥水化熱基本已釋放，混凝土從最高溫逐漸降溫，降溫的結(jié)果引起混凝土收縮，再加上混凝土多余水分蒸發(fā)等引起的體積收縮變形，受到地基和結(jié)構(gòu)邊界條件的約束，不能自由變形，導(dǎo)致產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)該拉應(yīng)力超過混凝土極限抗拉強(qiáng)度時(shí)，混凝土整個(gè)截面就會(huì)產(chǎn)生貫穿混凝土裂縫的類型與產(chǎn)生原因貫穿裂縫切斷了結(jié)構(gòu)斷面，破壞了結(jié)構(gòu)整體性、穩(wěn)定性、耐久性、防水性等，影響正常使用。應(yīng)當(dāng)采取一切措施控制貫穿裂縫的混凝土裂縫的類型與產(chǎn)生原因(3)深層裂縫基礎(chǔ)約束范圍內(nèi)的混凝土，處在大面積拉應(yīng)力狀態(tài)，在這種區(qū)域若產(chǎn)生了表面裂縫，則極有可能發(fā)展為深層裂縫，甚至發(fā)展成貫穿性裂縫。深層裂縫部分切斷了結(jié)構(gòu)斷面，具有很大的危如果設(shè)法避免基礎(chǔ)約束區(qū)的表面裂縫，且混凝土內(nèi)外溫差控制適當(dāng)，基本上可避免出現(xiàn)深層裂縫和貫穿裂縫?；炷亮芽p的三類原因：1、由外荷載的直接應(yīng)力(即按常規(guī)計(jì)算的主要應(yīng)力)引起的2、由結(jié)構(gòu)的次應(yīng)力(計(jì)算未考慮到的結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)力)引起的3、由變形變化(溫度、收縮、不均勻沉降等)引起的裂縫。土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，就引起裂縫。溫度應(yīng)力分布：結(jié)構(gòu)變形的內(nèi)外約束：外約束分為：自由體、全約束、彈性約束建筑工程中的大體積混凝土，外約束應(yīng)力占主要地位大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因：主要由溫度變形、收縮變形導(dǎo)致內(nèi)約束引起的表面裂縫外約束引起的深層裂縫砼澆筑初期，砼澆筑初期，忽視配置控制溫度和收縮變形的構(gòu)造鋼筋(溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力變形不能受到約束)大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因●大體積混凝土采用的強(qiáng)度等級(jí)日趨增高，出現(xiàn)C40～C55甚至更高強(qiáng)度等級(jí)的高強(qiáng)混凝土，設(shè)計(jì)強(qiáng)度過高，水泥用量過大，必然造成混凝土水化熱過高，混凝土塊體內(nèi)外溫差過大，溫度應(yīng)力容易超過混凝土的抗拉強(qiáng)度，產(chǎn)生開裂?！駥?duì)于大型基礎(chǔ)底板，設(shè)計(jì)人員往往只重視滿足強(qiáng)度和抗沖切要求的結(jié)構(gòu)配筋和構(gòu)造配筋，而忽視配置控制溫度和收縮的構(gòu)造鋼筋，混凝土產(chǎn)生的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力變形不能受到足夠的約束，從而產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象。大體積混凝土施工階段產(chǎn)生裂縫的主要原因較大拉應(yīng)力，使混凝土表面開裂；二是在混凝土降溫階段，因混凝土內(nèi)部降溫速率過快，使混凝土內(nèi)部產(chǎn)生較大拉應(yīng)力，從而在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生貫穿性裂縫?！袷┕ざ蔚膭澐旨皾仓樞虿缓侠?，組織安排不周密，模板使用不當(dāng)，鋼筋銹蝕嚴(yán)重或運(yùn)輸過程嚴(yán)重變形，以及混凝土澆筑過程中配合比、水灰比過大、養(yǎng)護(hù)不當(dāng)?shù)鹊?，都可能引起大體積混凝土結(jié)構(gòu)的變形裂縫。混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的控制一類環(huán)境(室內(nèi)正常環(huán)境):0.3mm;防水性?！?duì)于基礎(chǔ)、地下或半地下結(jié)構(gòu)，裂縫主要影響其防滲性能。當(dāng)裂縫寬度只有0.1～0.2mm時(shí)，雖然早期有輕微滲水，經(jīng)過一段時(shí)間后一般裂縫可以自愈。次方增加，必須進(jìn)行化學(xué)注漿處理。保溫保濕養(yǎng)護(hù)材料選用施工工藝(技術(shù)方案)1、對(duì)于大體積混凝土底板，應(yīng)在滿足抗彎及抗沖切計(jì)算要求的前提下，避免設(shè)計(jì)上“強(qiáng)度越高越好”的錯(cuò)誤概念，可以利用混凝土60d或90d的后期強(qiáng)度，盡量采用C25-C40的混凝土，這樣可以減少混凝土中的水泥用量，以降低混凝土澆筑實(shí)體的溫度升高。2、大體積混凝土除滿足承載力要求外，還應(yīng)增配承受因水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力及控制裂縫開裂的構(gòu)造鋼筋。溫度收縮鋼筋可利用原有鋼筋貫通布置，也可另行設(shè)置構(gòu)造鋼筋網(wǎng)，與原有鋼筋按受拉鋼筋的要求搭接或在周邊構(gòu)件中錨固。除應(yīng)沿板的上、下表面布置縱、橫方向的鋼筋外，志4鋼筋尚應(yīng)沿板的厚度方向間距不超過Im設(shè)置與板面平行的構(gòu)造鋼筋網(wǎng)片，其直徑承臺(tái)水平裂縫，四周宜加設(shè)暗梁。4016~4022志4鋼筋2.22.2為了避免結(jié)構(gòu)突變或斷面突變產(chǎn)生應(yīng)力集中，轉(zhuǎn)角和孔洞處應(yīng)增設(shè)構(gòu)造加強(qiáng)筋。合理配筋在構(gòu)造設(shè)計(jì)方面進(jìn)行合理配筋，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂有很大作用。工程實(shí)踐證明，當(dāng)混凝土墻板的厚度為400~600mm時(shí)，采取增加配置構(gòu)造鋼筋的方法，可使構(gòu)造筋起到溫度筋的作用，能有效提高混凝土的抗裂性能。配置的構(gòu)造筋應(yīng)盡可能采用小直徑、小間距。例如對(duì)稱配筋比較合理，這樣可大大提高抵抗貫穿性開裂的能力。進(jìn)行全截面配筋，含筋率應(yīng)控制在0.3%~0.5%之間對(duì)于大體積混凝土，構(gòu)造筋對(duì)控制貫穿性裂縫作用不太明顯，但沿混凝土表面配置鋼筋，可提高面層抗表面設(shè)i設(shè)i方面3、在底板的地梁、坑內(nèi)水溝等鍵槽部位，可聚苯乙烯泡沫或?yàn)r青木絲板作垂直隔離，以緩和地基對(duì)基礎(chǔ)收縮時(shí)的側(cè)向壓力。(見右圖)聚苯乙烯泡沫設(shè)置緩沖層塑料4、合理設(shè)置施工縫，合理設(shè)定溫控指標(biāo)等。3.設(shè)置滑動(dòng)層由于邊界存在約束才會(huì)產(chǎn)生溫度應(yīng)力，如在與外約束的接觸面上全部設(shè)置滑動(dòng)層，則可大大減弱外約束。如在外約束的兩端的1/4~1/5的范圍內(nèi)設(shè)置滑動(dòng)層，則結(jié)構(gòu)的計(jì)算長度可折減約一半，為此，遇有約束強(qiáng)的巖石類地基、較厚的混凝土墊層等時(shí)，可在接觸面上設(shè)置滑動(dòng)層，對(duì)減少溫度應(yīng)力將起到顯著作用。4.設(shè)置應(yīng)力緩和溝設(shè)置應(yīng)力緩和溝，即在結(jié)構(gòu)的表面，每隔一定距效地防止表面裂縫。這種方法是日本清水建筑工程公司研究出的一種防止大體積混凝土開裂的方法。我國已用于直徑60mm、底板厚3.5~5.0m、容量1.6萬m3的地下罐工程，并取得良好效果。應(yīng)力緩和溝的形式，圖3-11結(jié)構(gòu)表面的應(yīng)力緩和溝形式T在高、低底板交接處和底板地梁等處，用30～50mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料做垂直隔離層，如圖3所示，以緩沖基礎(chǔ)收縮時(shí)的側(cè)向壓力。1、合理2、合理選用熱水泥。(《規(guī)范》P9)摻加塊石。在無筋或少筋的大塊混凝土中，可摻入不超過混凝土體積的25%的大塊石，以減少水泥用量，降低水化熱。嚴(yán)格控制砂、石的含泥量。石子控制在小于1%,黃砂控制在小于2%。3.1在混凝土中加入適量的外加劑，可以改3.1在混凝土中加入適量的外加劑，可以改善混凝土的特性，減少水泥用量，減少混凝土的溫升。同時(shí)可降低水化熱釋放的速度，延緩溫度峰值出現(xiàn)的時(shí)間。3.2混凝土中摻入一定量的粉煤灰不僅能改善混凝土特性，而且能代替部分水泥，減少水化熱。但應(yīng)注意摻加粉煤灰后混凝土早期強(qiáng)度有所降低。3.3采用3.3采用UEA補(bǔ)償收縮混凝土：在混凝土內(nèi)摻水泥用量10%~12%的U型混凝土膨脹劑，1、控制混凝土出機(jī)溫度和澆筑溫度1、控制混凝土出機(jī)溫度和澆筑溫度3、改進(jìn)混凝土藝混凝土澆筑方案施工方面冷卻水管大多采用直徑為25mm的薄壁鋼管，按照中心距1.5~3.0m1.5~3.0m,并通過立管相連接。施工方面采用二次投料和二次振搗的新工藝，提高混凝土的強(qiáng)度。可采用分層連續(xù)澆筑或分段分層踏步式推進(jìn)的澆筑方法。一般情況下，應(yīng)盡量采用分層連續(xù)澆筑。對(duì)于工程量較大，澆筑面積且澆筑能力不足時(shí)的混凝土工程，宜采用分段分層踏步式推進(jìn)的澆筑整體分層連續(xù)澆筑(全面分層)合理選擇合理選擇筑方案階梯狀分層混凝土澆筑可根據(jù)面積大小和混凝土供應(yīng)能力采取全面分層、分段分層或斜面分層連續(xù)澆筑，分層厚度300~500mm且般踏步寬為1.5~2.5m。斜面分層澆灌每層厚30~35cm,坡度混凝土振搗(振搗棒)混凝土振搗(振搗棒)混凝土振實(shí)后混凝土振實(shí)后表面刮平4、做好混凝土的泌水處理5、混凝土的6、加強(qiáng)混凝土4、做好混凝土的泌水處理5、混凝土的6、加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)施工方施工方面可采用薄膜加草袋或蓄水的養(yǎng)護(hù)方法。及早回填是最好的養(yǎng)護(hù)方法。監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)養(yǎng)護(hù)措施作出相應(yīng)的調(diào)整，確保溫控指標(biāo)的要求。7、溫度監(jiān)測(cè)泵管搗后上涌的泌水和浮漿易順混凝土坡面流到坑底。當(dāng)采用泵送混凝土施工時(shí)，泌水現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，解決的辦法是在混凝土墊層施工時(shí)，預(yù)先在橫向上做出2cm的坡度；在結(jié)構(gòu)四周側(cè)模的底部開設(shè)排水孔，使泌水從孔中自然流出；少量來不及排除的泌水，隨著混凝土澆筑向前推當(dāng)混凝土大坡面的坡腳接近頂端模板時(shí)，應(yīng)改變混凝土的澆筑方向，即從頂端往回澆筑，與原斜坡相交成一個(gè)集水坑，另外有意識(shí)地加強(qiáng)兩側(cè)模板外的混凝土澆筑強(qiáng)度，這樣集水坑逐步在中間縮小成小水潭，然后用軟軸泵及時(shí)將泌水排除。采用這種方法適用于排除最后階段的所有泌水，如圖3-17所示。1)處理程序3)混凝土表面浮漿較厚時(shí)，應(yīng)在混凝土初凝前加粒徑為4)四級(jí)以上風(fēng)天或烈日下施工應(yīng)有遮陽擋風(fēng)措施。5)當(dāng)施工面積較大時(shí)可分段進(jìn)行表面處理。6)混凝土硬化后的表面塑性收縮裂縫可灌注水泥素漿刮平。收縮裂縫處理混凝土終凝前混凝土初凝前一次抹壓混凝土的養(yǎng)護(hù)與溫控1)蓄熱法養(yǎng)護(hù)混凝土：盛夏，混凝土終凝后立即覆蓋塑料膜和保溫層。保溫層厚度及保溫層外是否再加一層塑料膜，通過計(jì)算決定。2)當(dāng)設(shè)計(jì)無特殊要求時(shí)，混凝土硬化期的實(shí)測(cè)溫度應(yīng)符合下列規(guī)定：①混凝土內(nèi)部溫差(中心與表面下100或50mm處)不大于20℃;②混凝土表面溫度(表面以下100或50mm)與混凝土表面外50mm處的溫度差不大于25℃;對(duì)補(bǔ)償收縮混凝土，允許介于30~35℃之間；