基礎(chǔ)地下室混凝土施工的幾點(diǎn)體會(huì)
1 前言
預(yù)拌混凝土除了必須滿足強(qiáng)度、整體性和耐久性要求外，還應(yīng)滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工的要求。由于預(yù)拌混凝土在施工中應(yīng)滿足從預(yù)拌站到工地施工現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)泵送澆筑的工藝要求，其需要的坍落度比現(xiàn)場(chǎng)自拌混凝土傳統(tǒng)施工工藝大得多，因而在基礎(chǔ)大體積混凝土施工和地下室外墻混凝土施工中，如何有效防止和控制混凝土變形裂縫的出現(xiàn)和開展，顯得非常重要。
2 混凝土裂縫產(chǎn)生的原因分析
2.1砼裂縫產(chǎn)生的機(jī)理
鋼筋混凝土構(gòu)件是帶裂縫工作的，更確切地說，混凝土在凝結(jié)硬化過程中就有微小裂縫存在。這是因?yàn)榛炷林械乃嗍凸橇显跍貪穸茸兓瘲l件下產(chǎn)生不均勻的體積變形，而它們又粘結(jié)在一起不能自由變形，于是形成相互間的約束應(yīng)力；一旦此約束應(yīng)力大于水泥石和骨料間的粘結(jié)強(qiáng)度，或水泥石自身的抗拉強(qiáng)度，就產(chǎn)生微裂縫，微裂縫主要有兩種：
（1）沿骨料和水泥石界面的微裂縫顯月牙形，兩端尖細(xì)中間寬粗，稱粘結(jié)裂縫；
（2）骨料間水泥石中的微裂縫稱水泥石裂縫。
混凝土裂縫是肉眼看不見的，其寬度小于50цm，微裂縫在混凝土中的分布不規(guī)則，也不貫通，故只有微裂縫的混凝土是可以承受一定拉力的，微裂縫對(duì)混凝土的承重、防滲漏、防腐蝕等使用功能沒有危害性。然而，混凝土微裂縫的存在及其容易擴(kuò)展串連和分布不均勻的性質(zhì)，不僅使混凝土對(duì)受拉很敏感，它抗拉強(qiáng)度很低，離散性也大；而且可以認(rèn)為混凝土的各種破壞，包括受力破壞，以及因施工、材料、環(huán)境因素的破壞，都是裂縫被拉伸的擴(kuò)展，串連，以致材料失去強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)構(gòu)件失去承載能力的結(jié)果。特別是當(dāng)這種材料微裂縫分布較為集中，本身也較大的，更易產(chǎn)生混凝土的各種破壞，對(duì)于大體積的基礎(chǔ)混凝土及抗?jié)B要求較高的外墻混凝土施工就更為明顯。下面僅討論這兩種情況。
2.2基礎(chǔ)大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因
基礎(chǔ)大體積混凝土施工，由于混凝土內(nèi)部與表面散熱速率不一樣，在其表面形成較大的溫度梯度，從而引起較大的表面拉應(yīng)力。同時(shí)，此時(shí)混凝土的齡期很短，抗拉強(qiáng)度很低，溫差產(chǎn)生的表面拉應(yīng)力，超過此時(shí)的混凝土極限抗拉強(qiáng)度，就會(huì)在混凝土表面產(chǎn)生表面裂縫。此種裂縫一般產(chǎn)生在混凝土澆筑后的第3天（升溫階段）。
混凝土降溫階段，由于逐漸降溫而產(chǎn)生收縮，再加上混凝土硬化過程中，由于混凝土內(nèi)部拌合水的水化和蒸發(fā)以及膠質(zhì)體的膠凝等作用，促使混凝土硬化時(shí)收縮。這兩種收縮由于受到基底或結(jié)構(gòu)本身的約束，也會(huì)產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，直至出現(xiàn)收縮裂縫。
2.3地下室外墻混凝土裂縫產(chǎn)生的原因
地下室外墻混凝土裂縫主要是收縮裂縫?；炷两禍禺a(chǎn)生的收縮和硬化時(shí)的收縮，受到結(jié)構(gòu)本身和基坑邊壁等的約束，產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，直至出現(xiàn)收縮裂縫。
3 混凝土配合比的選定
3.1原材料的選用
（1）水泥：其相對(duì)密度、濕度、強(qiáng)度、細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、安定性、等級(jí)均要達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。另進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)對(duì)出廠合格證及出廠日期檢查驗(yàn)收，合格后方能使用。堆放環(huán)境應(yīng)做到嚴(yán)格控制。
（2）砂、石料：沙石粒徑級(jí)配，本身的強(qiáng)度、堅(jiān)固性、形狀、雜質(zhì)含量（堿活性等）均應(yīng)達(dá)到規(guī)范要求。
（3）摻合料：主要為降低水泥用量，改善混凝土和易性，使用時(shí)應(yīng)注意其應(yīng)用范圍，品質(zhì)指標(biāo)和最優(yōu)摻量等要求。
（4）外加劑：使用時(shí)必須根據(jù)混凝土的性能要求，施工及氣候條件，結(jié)合混凝土原材料及配合比等因素，經(jīng)試驗(yàn)確定其品種及摻量。
3.2混凝土配合比
根據(jù)上述對(duì)大體積混凝土和地下室外墻混凝土產(chǎn)生裂縫的原因，混凝土配合比的選定是至關(guān)重要。商品砼的配合比應(yīng)認(rèn)真結(jié)合各種因素進(jìn)行嚴(yán)格的配合比試驗(yàn)，以確定最符合實(shí)際施工的現(xiàn)場(chǎng)配合比。特別是在單位體積水泥用量、用水量、水灰比、坍落度、骨料粒徑、構(gòu)件截面尺寸、鋼筋間距、砂石級(jí)配等指標(biāo)方面進(jìn)行嚴(yán)格控制。
3.3本配合比的特點(diǎn)和作用
由于混凝土最高絕熱溫升tmax與每立方米混凝土內(nèi)的水泥用量成線性正比關(guān)系。因此工程施工中可考慮通過降低水泥用量來防止大體積混凝土裂縫的產(chǎn)生，在保證混凝土強(qiáng)度的前提下，通過摻加高性能磨細(xì)礦粉，取代部分水泥以減少水泥用量。磨細(xì)礦粉的摻量可達(dá)到膠凝材料用量的30~40%。
選擇減少水泥用量而不是選用初凝時(shí)間長、水化熱低的礦渣水泥，是因?yàn)榈V渣水泥的析水性比普通硅酸鹽水泥強(qiáng)，在澆筑層表面有大量水析出。析出的水聚集在上下兩澆筑層的表面，造成混凝土的水灰比改變，形成了一層含水量多的夾層，防礙兩層混凝土的凝合，破壞混凝土的整體性，這種混凝土的泌水性與用水量成正比。
目前用作混凝土摻合料的除磨細(xì)礦粉外，還有粉煤灰、硅灰和沸石粉等。由于粉煤灰的耐久性不如磨細(xì)礦粉，硅灰相對(duì)來源少、價(jià)格貴，沸石粉則需水量甚大，摻入后增加混凝土泌水性，故選用高性能磨細(xì)礦粉跟適合為類似工程混凝土的摻合料。
由于水泥沙漿和粗骨料的凝結(jié)強(qiáng)度即界面粘結(jié)力大小是決定混凝土強(qiáng)度的主要因素之一。因此選擇與水泥適應(yīng)性好、減水率高的優(yōu)質(zhì)外加劑也至關(guān)重要。同時(shí)，當(dāng)基礎(chǔ)大體積混凝土計(jì)劃澆筑時(shí)的氣溫較高時(shí)，尚需使混凝土的的初凝時(shí)間滿足施工要求。可摻用dxh—b型高效緩凝減水劑試配后，混凝土性能應(yīng)完全滿足了設(shè)計(jì)和施工要求。
4 混凝土的測(cè)溫和養(yǎng)護(hù)
砼表面的水分散失過快是導(dǎo)致塑性裂縫的主因之一。因而砼早期的充分濕養(yǎng)是防止塑性裂縫產(chǎn)生的重要措施。重點(diǎn)在攪拌時(shí)間、澆筑延續(xù)時(shí)間、自由下落高度等以及振搗要求等方面的控制。
4.1 基礎(chǔ)混凝土的測(cè)溫和養(yǎng)護(hù)
溫度控制是大體積砼施工的關(guān)鍵。為防止大體積混凝土內(nèi)外溫差超過限值而產(chǎn)生溫度裂縫，在混凝土內(nèi)布置測(cè)溫點(diǎn)，掌握基礎(chǔ)內(nèi)部實(shí)際溫度變化情況，監(jiān)視溫差波動(dòng)，以指導(dǎo)養(yǎng)護(hù)工作。
基礎(chǔ)澆搗時(shí)應(yīng)選擇適宜的天氣條件，施工后應(yīng)在混凝土表面用木夯緊壓整平后，覆蓋一層塑料薄膜，兩層麻袋布(草袋)，并澆水濕潤，此后根據(jù)溫控?cái)?shù)據(jù)確定覆蓋材料的增減。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，大體積混凝土的溫差變化在1～72h內(nèi)波動(dòng)最大，因此在這段時(shí)間現(xiàn)場(chǎng)值班應(yīng)不間斷測(cè)量，測(cè)試頻率宜為每2h一次，測(cè)試時(shí)要求記錄以下數(shù)據(jù)：
①混凝土入模溫度；
②每次測(cè)溫時(shí)間，各測(cè)點(diǎn)溫度值；
③各部位保溫材料的覆蓋和去除時(shí)間；
④澆水養(yǎng)護(hù)或恢復(fù)保溫時(shí)間；
⑤異常情況如雨、風(fēng)等發(fā)生的時(shí)間。
測(cè)溫前確定混凝土內(nèi)中心溫度與表面薄膜下溫差不宜超過25℃，超過時(shí)必須采取保溫應(yīng)急措施，現(xiàn)場(chǎng)可采取停止?jié)菜B(yǎng)護(hù)和覆蓋雙層干麻袋后在1h內(nèi)即以提高表面溫度來降低內(nèi)外溫差。
4.2 地下室外墻混凝土的養(yǎng)護(hù)
地下室外墻混凝土易出現(xiàn)收縮裂縫，除在配合比選定上采取積極的預(yù)防措施，在施工中采取外側(cè)加密橫向鋼筋、嚴(yán)格控制坍落度等措施外，后期的養(yǎng)護(hù)也至關(guān)重要。我們?cè)趯?shí)際操作中常采用長期的帶模養(yǎng)護(hù)，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行后續(xù)的養(yǎng)護(hù)。
長期的帶模養(yǎng)護(hù)：由于采用木模，故保持模板的完全濕潤可以使得混凝土內(nèi)部拌合水的水化過程中，保持濕潤環(huán)境，補(bǔ)充水源。澆水養(yǎng)護(hù)基本上采取連續(xù)循環(huán)的方式，澆水面為外墻的內(nèi)外側(cè)面。在混凝土獲得一定強(qiáng)度后，松開對(duì)銷螺栓，使得模板與混凝土界面可以蓄水，帶模養(yǎng)護(hù)，規(guī)定20d拆模。
繼續(xù)養(yǎng)護(hù)：模板拆除后，繼續(xù)對(duì)外墻混凝土澆水養(yǎng)護(hù)15d
5 幾點(diǎn)體會(huì)
1、泵送商品混凝土施工的地下室外墻易出現(xiàn)收縮裂縫，但只要措施得當(dāng)，還是可以避免或得以控制的。關(guān)鍵在于(a)在保證混凝土強(qiáng)度的前提下，盡可能降低每m３混凝土的水泥用量。(b)盡可能將墻板的水平鋼筋置于外側(cè)，控制混凝土保護(hù)層厚度不得超厚，水平鋼筋的間距盡可能小于150mm。(c)嚴(yán)格控制混凝土坍落度，絕不允許現(xiàn)場(chǎng)加水。(d)建議盡可能延長拆模時(shí)間，澆水養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)大于30d。
2、基礎(chǔ)大體積混凝土施工控制表面溫度裂縫的產(chǎn)生，首先應(yīng)從選定混凝土配合比入手。只要對(duì)摻合料、緩凝減水劑等選擇合適，通過試配完全可以大大降低每m３混凝土的水泥用量，降低混凝土的最高絕熱溫升，從根本上解決升溫階段的裂縫產(chǎn)生。
3、摻加高性能磨細(xì)礦粉能有效地降低每m３混凝土的水泥用量，其性能優(yōu)于粉煤灰。
4、對(duì)基礎(chǔ)大體積混凝土而言，養(yǎng)護(hù)措施極為重要，應(yīng)根據(jù)施工時(shí)的氣溫、測(cè)溫情況，采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)方法。布置合理的測(cè)溫手段是必不可少的，可以為養(yǎng)護(hù)提供調(diào)整依據(jù)。
6 結(jié)語
本文著重從基礎(chǔ)大體積砼及地下室外墻砼的施工裂縫產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析出發(fā)，著重討論預(yù)拌砼在大體積基礎(chǔ)及地下室外墻的施工中應(yīng)注意的事項(xiàng)，并提出幾點(diǎn)個(gè)人體會(huì)。以便能為提高類似工程的施工質(zhì)量提供一些參考。