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　在軟土地基上建造的高層建筑，往往設計有厚實的基礎底板，施工中如果開裂將影響結構的整體性并造成地下水滲漏，給整個工程帶來嚴重的危害。因此，研究防止此類大體積混凝土裂縫的控制技術是非常重要而迫切的。以下結合筆者高層建筑的施工管理的實踐，具體就大體積混凝土裂縫的預防與各位同行進行交流探討。

　　一、高層建筑大體積混凝土常見裂縫及控制原理

　　高層建筑由于基礎混凝土體積大，混凝土收縮受到限制便有可能產生影響使用與耐久性的有害裂縫，即貫穿性裂縫（外約束裂縫）或可能發展的表面裂縫（內約束裂縫）。

　　（一）貫穿性裂縫

　　這種裂縫特征是由交界面向上延伸，靠近基底最大而在上部較小，嚴重的會破壞結構的整體性、耐久性、防水性和穩定性等，影響正常使用，危害嚴重。其產生的原因是溫度應力作用的結果。在混凝土降溫階段，熱量逐漸散發，因溫度逐漸下降使混凝土體積產生收縮，同時，在硬化過程中因多余水份蒸發及碳化等原因混凝土產生收縮變形，受到地基和結構邊界條件的約束（外約束），不能自由變形，從而產生溫度應力（拉應力），當兩種應力疊加超過混凝土的抗拉極限強度時，則在混凝土的底面交界處附近以至混凝土中產生收縮裂縫。

　　（二）表面裂縫

　　這種裂縫的產生與混凝土的內外溫差有密切的關系。大體積混凝土結構，澆筑后水泥的水化熱很大，由于混凝土體積大，聚積在內部的水泥水化熱不易散發，混凝土的內部溫度將顯著升高。而混凝土表面則散熱較快，這樣形成較大的內外溫差，使混凝土內部產生壓應力，表面產生拉應力。如果在混凝土表面附近存在較大的溫度梯度，就會引起較大的表面拉應力，此時混凝土的齡期很短，抗拉強度很低，如果溫差產生的表面拉應力，超過此時的混凝土極限抗拉強度，就會在混凝土表面產生表面裂縫。這種裂縫一般產生很早，多呈不規則狀態，深度較淺，屬表面性質。表面裂縫易產生應力集中，能促使裂縫進一步開展。

　　由上述分析可見，高層建筑大體積混凝土的裂縫控制，不僅要杜絕有害的貫穿性裂縫，同時也要減少或避免不影響使用的混凝土表面裂縫。

　　而根據裂縫產生的原因，我們可采取溫差與溫度應力雙控制方法，避免結構物出現溫度裂縫的同時，調整混凝土表面濕度，以防止表面干縮裂縫。

　　二、主要溫控技術措施

　　大體積混凝土裂縫控制的根本原則是同齡期的溫度應力（包括相應齡期混凝土收縮當量溫差產生的應力）應小于同齡期的混凝土抗拉強度，即要求進行溫度應力控制。綜合種種因素，筆者認為，預防記層建筑大體積混凝土裂縫應采取以下幾種措施：

　　（一）降低混凝土發熱量

　　1．選用水化熱低、凝結時間長的水泥，以降低混凝土溫度。選擇大體積混凝土用的水泥，應當把混凝土的絕熱溫升和抗拉強度結合起來考慮，因為水化熱小的水泥強度發展緩慢，于防止混凝土開裂不利。

　　2．摻加粉煤灰取代一部分水泥以削減水化熱產生的高溫峰值，同時可改善混凝土的和易性，增加混凝土的粘性減少離析和泌水，且混凝土易于振搗密實易于終飾抹面，延長凝結時間。粉煤灰最大摻量因水泥品種不同而不同，一般可取代10%～30%的水泥，但水泥用量應不少于300kg/m3.

　　3．摻加緩凝減水劑或高效減水劑，以提高強度減少用水量和減少水泥用量，延長混凝土達到最高溫度的時間，同時可減少干縮。一般來說，摻減水劑的混凝土早期溫度較低。

　　4．盡可能選用最大粒徑較大、顆粒形狀好且級配良好的粗集料，避免用砂量過多，以減少水泥用量和用水量。

　　5．用低流動性混凝土，即在施工技術允許的情況下盡可能用低坍落度混凝土（泵送混凝土坍落度一般選擇8～18cm），同時，嚴格控制水灰比，盡量減少單位體積混凝土的用水量。

　　6．當設計有要求時，可在混凝土中填放符合要求的片石，以減少混凝土數量，降低混凝土溫度。片石大面要向下，間距不小于10cm.

　　（二）降低混凝土澆筑溫度

　　外界氣溫愈高，混凝土的澆筑溫度也愈高，混凝土溫度高將加速水泥的水化反應，混凝土達到最高溫度的時間縮短，因而減少了可利用的散熱時間，不利于降低混凝土的最高溫度和減小溫差。同時，混凝土澆筑溫度增高會降低其和易性，為達到同樣的和易性就要增加用水量，這樣就會降低混凝土質量。一般情況下，混凝土的澆筑溫度不宜大于280C.降低混凝土澆筑溫度的方法如下：

　　1．在低溫季節或環境氣溫較低的晚上、早晨澆筑混凝土。

　　2．降低材料溫度。材料堆放在涼棚內，避免陽光直射，或噴水冷卻集料，水泥儲罐應油漆成白色或噴水冷卻。

　　3．加冰拌和。采用冷卻水或加冰拌和混凝土能有效降低混凝土入模溫度。用冰片代替部分水是一種常用方法（最大用量可達用水量的60%），但要注意在拌和終了前所使用的冰必須全部融化。

　　4．避免吸收外部環境熱量。運輸工具、泵送管路、攪拌機等應盡量遮蔭、包覆、淋水降溫，不但能防止混凝土升溫，還能減少混凝土坍落度損失。

　　（三）分塊分層澆筑

　　混凝土結構平面尺寸愈大約束也愈大，將大體積混凝土結構劃分為若干塊澆筑，可降低約束，但要注意避免斷面的突然變化。采用分層澆筑可利用層面的散熱來降低混凝土溫度。分塊長度和分層厚度視結構尺寸大小、現場條件、澆筑能力、工期等因素確定。分塊分層澆筑有利于降低混凝土最高溫度和內外溫度差，同時減少約束，但澆筑過程較長，不利于工期控制。

　　另外，根據混凝土整體連續澆筑的要求，當結構厚度不超過3m時，一般采用相對意義上的分層澆筑方案，即在整個平面或寬度上連續澆筑厚度相當的許多層混凝土，在第1層混凝土澆筑完畢還未初凝前澆筑第2層混凝土，在振動棒的振搗作用下（插入下層5～10cm）使上下層混凝土結合成整體，如此逐層進行，直至澆筑完成。分層澆筑可分為全面分層、分段分層（又稱為臺階法），斜面分層3種方案，盡量做到在整個澆筑過程中使混凝土總的暴露面最小，以避免出現施工冷縫。

　　（四）埋設冷卻水管

　　在混凝土中預埋網狀水管，利用管中循環冷水的流動來降低混凝土內部的溫度。冷卻水可利用地下水、江水、河水、自來水等各種水源，冷卻時間一般為澆筑開始初期的5～10d，水管一般采用Ф25mm的薄鋼管，管距1～1.5m.

　　決定冷卻效率的主要因素是管距、水溫和通水時間。在水管覆蓋1層混凝土后開始通水，在混凝土達到最高溫度并開始下降后停止通水。通水持續時間應足以保證混凝土第2次溫升小于最高溫度和避免出現大的溫度梯度。水管系統要經過試壓不漏水檢測，確保模板安拆時不致中斷水管冷卻活動。在降溫過程中要經常測定混凝土內外溫度和水溫，觀察溫度變化情況，作好記錄。通水散熱結束后，水管內用微膨脹水泥灌筑。

　　（五）表面保溫與保濕

　　防止混凝土開裂的一個重要原則是盡可能使新澆筑混凝土少失水分以及內外溫差控制在允許范圍內（不大于250C）。混凝土表面干燥或水分蒸發過快和溫度下降幅度較大時，都足以引起表面混凝土開裂且裂縫會向內伸展。因此，要盡量長時間地保溫和保持混凝土表面濕潤，讓其表面慢慢冷卻、干燥，使混凝土能夠增長強度以抵抗開裂拉應力。主要有蓄水養護和覆蓋灑水養護2種方式，養護時間一般不少于14d.

　　筆者主持施工的廣州某職工住宅樓，設計地面以下2層，地面以上33層，采用鋼筋混凝土筏板基礎，基礎設置在中、微風化巖層上。筏板基礎長77.4m，寬8～33.5m，板厚2m，中筒部位厚2.5m，集水井部位厚3～3.3mm，面積2130