淺談鋼筋混凝土厚筏板基礎(chǔ)裂縫控制的技術(shù)措施

　　鋼筋混凝土厚筏板基礎(chǔ)是高層建成筑中常見的基礎(chǔ)形式。由于其結(jié)構(gòu)截面較厚，內(nèi)部溫度和濕度分布不均勻，形成溫度梯度和混凝土的收縮變形，使混凝土產(chǎn)生裂縫—表面裂縫和貫通裂縫，造成筏基損毀。所以監(jiān)理工程師應(yīng)將其列為鋼筋混凝土厚板基礎(chǔ)施工的控制重點(diǎn)和難點(diǎn)。
　　
　　一、鋼筋混凝土厚筏板基礎(chǔ)產(chǎn)生裂縫的主要原因
　　
　　鋼筋混凝土厚筏板基礎(chǔ)由于結(jié)構(gòu)截面大水泥用量多，水泥釋放的水化熱會產(chǎn)生較大的溫度變化和收縮作用，由此形成的溫度收縮應(yīng)力是導(dǎo)致鋼筋混凝土厚筏板基礎(chǔ)產(chǎn)生裂縫的主要原因。
　　
　　表面裂縫：是由于混凝土表面和內(nèi)部散熱條件不同，溫度內(nèi)高外低，形成溫度梯度使混? 凝土的內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生的拉應(yīng)力大于混凝土的抗拉強(qiáng)度而引起的。
　　
　　貫通裂縫：是由于厚筏板基礎(chǔ)的混凝土強(qiáng)度發(fā)展到一定的程度，混凝土逐漸降溫，降溫的梯度引起的變形，加上混凝土失水引起的體積收縮變形，并受到地基和其他結(jié)構(gòu)邊界條件的約束，引起的拉應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度，由此可能產(chǎn)生貫通整個截面的裂縫。
　　
　　二、針對混凝土厚筏板基礎(chǔ)產(chǎn)生裂縫的原因采取的技術(shù)控制措施
　　
　　（一）事前控制措施
　　
　　1、對施工單位的要求：
　　
　?、僖笫┕挝蛔龀鍪┕し桨?，方案應(yīng)包括以下內(nèi)容：a、提出混凝土的試驗室配合比；b、混凝土的澆筑方案；c、混凝土的保溫保濕措施；d、人員的組織措施；e、施工機(jī)械的質(zhì)量數(shù)量的保證措施；f、材料的儲備；g、應(yīng)急措施（停電、停水、暴雨）。
　　
　?、谝笫┕?、監(jiān)理人員采用頭腦風(fēng)暴法預(yù)測施工中可能出現(xiàn)的風(fēng)險，提出相應(yīng)的對策。
　　
　　③進(jìn)行多方案論證、比選，選取最優(yōu)方案（注意結(jié)合地方材料、適用、可行）。
　　
　?、芤笫┕挝桓鶕?jù)試驗室混凝土配合比進(jìn)行現(xiàn)場試配，測試混凝土的緩凝時間，以便指導(dǎo)施工。
　　
　　2、對混凝土試驗室配合比的要求：
　　
　?、俳档退嗟乃療?，要求采用中、低熱水泥，如粉煤灰水泥、火山灰水泥、礦碴硅酸鹽水泥或其他低熱水泥 。
　　
　?、诔浞掷盟嗟暮笃趶?qiáng)度，如60天強(qiáng)度進(jìn)行配合比試配，減少水泥用量（根據(jù)經(jīng)驗每減少10kg水泥 ，可使混凝土的絕熱溫升值下降1℃）。混凝土的絕熱溫升值按下式計算：
　　
　　Th=mc×Q/C×ρ×(1-e-mt)
　　
　　mc——混凝土中的水泥用量（kg）；
　　
　　Q ——水泥的水化熱（KJ/kg）；
　　
　　ρ ——混凝土的密度，取ρ=2400 kg；
　　
　　C ——混凝土的比熱（取值0.97）；
　　
　　m -——經(jīng)驗系數(shù)（一般取0.3—0.4）；
　　
　　t ——混凝土的齡期（天）；
　　
　　e ——常數(shù)（取2.178）。
　　
　?、蹞饺敕勖夯掖娌糠炙?減少水化熱，同時提高混凝土的和易性。
　　
　?、軗饺敫咝Ь從郎p水劑（要注意外加劑與水泥的相適性），降低水灰比，延長混凝土的初凝時間，提高和易性。
　　
　　⑤盡可能使用粒徑較大、級配良好的粗骨料，并要求砂、石的含泥量小于2%，提高混凝土的密實(shí)度和抗拉強(qiáng)度，減小收縮變形。
　　
　　3、改善約束條件，削減溫度應(yīng)力：
　　
　?、賹炷恋膲|層要求：混凝土的墊層要求壓實(shí)趕光，盡可能的搓壓光滑。
　　
　　②在混凝土墊層面做一層滑移層，如干鋪油氈 ，減少磨擦阻力產(chǎn)生的熱量。
　　
　?、墼诜ぐ褰孛嫱蛔兲幒娃D(zhuǎn)折處，如集水坑、電梯井的位置、頂板與剪力墻轉(zhuǎn)折處、孔洞的轉(zhuǎn)角及周邊增設(shè)構(gòu)造鋼筋，以改善應(yīng)力集中。
　　
　　4、根據(jù)混凝土的供應(yīng)量（可預(yù)測）和緩凝時間，用鋼絲網(wǎng)將筏基分成數(shù)段，以防新拌的混凝土流淌的距離太長，出現(xiàn)冷縫。
　　
　　5、設(shè)置溫度控制點(diǎn)。要求能控制整個筏板基礎(chǔ)（測溫點(diǎn)的布置數(shù)量），預(yù)埋測溫管（采用薄鐵皮管，下端封閉，上端與筏板的上層鋼筋網(wǎng)片焊接。每個測溫點(diǎn)設(shè)上、中、下三根測溫管如圖示(芒市賓館筏板基礎(chǔ)測溫管預(yù)埋示意圖)：
　　
　　測溫管在澆筑混凝土的前一天裝滿自來水或盡可能地使用傳熱性能好的材料。溫差控制范圍：混凝土表面與內(nèi)部中心溫度差≤25℃；混凝土表面與底層的溫度差≤20℃。
　　
　?。ǘ⑹轮锌刂拼胧?BR>　　
　　1、降低新拌制混凝土的入模溫度：
　　
　　①對骨料進(jìn)行遮蓋或采取其他致冷措施；
　　
　?、趯斔凸芙禍兀ú菹谏w）；
　　
　?、蹖Ψせ摻罹W(wǎng)片在澆混凝土前做降溫處理；
　　
　?、芗颖柚苹炷痢?BR>　　
　　2、加強(qiáng)施工中的溫度濕度的控制，嚴(yán)禁急劇的溫度梯度的發(fā)生，為筏基混凝土創(chuàng)造一個溫暖潮濕的養(yǎng)護(hù)環(huán)境。
　　
　　在整個工作面上搭設(shè)塑料大棚，其目的是：a、提高新澆灌混凝土的表面溫度，減小混凝土表面與底部、混凝土表面與內(nèi)部中心溫度的溫差，避免急劇的溫度梯度的發(fā)生；b、調(diào)節(jié)晝夜溫差，避免較大的日溫差對混凝土表面帶來的影響；c、避免新澆灌的混凝土被暴曬及風(fēng)雨襲擊。
　　
　　混凝土找平壓實(shí)后（初凝）隨即覆蓋預(yù)先浸泡濕透的草席，剪力墻、框架柱及剪力墻根部用濕潤的鋸沫覆蓋，厚度約30mm左右， 然后再覆蓋一層塑料薄膜并封嚴(yán)。
　　
　　3、先澆灌筏基內(nèi)的地坑、集水井的底板混凝土，坑壁與筏板一起澆筑，待坑壁混凝土終凝即可蓄水養(yǎng)護(hù)，坑內(nèi)的水因坑壁內(nèi)中心溫度和底面散發(fā)的水化熱使之溫度較高（約30℃左右），用之養(yǎng)護(hù)、補(bǔ)充混凝土的濕度是很有益的。
　　
　　上述所采取的養(yǎng)護(hù)措施可使筏基混凝土內(nèi)外的溫度、濕度分布均勻，減少溫度梯度，并使之緩緩降溫，充分發(fā)揮混凝土的徐變，減小溫度應(yīng)力和塑性收縮。
　　
　　采用斜面分層澆筑法，每一工作面嚴(yán)禁一次堆積過多的混凝土，加強(qiáng)混凝土的振搗，提高密實(shí)度，減少收縮變形。
　　
　?。ㄈ?、事后控制
　　
　　1、嚴(yán)格控溫、保濕、長時間養(yǎng)護(hù)，充分發(fā)揮混凝土的應(yīng)力松弛效應(yīng)：
　　
　　①混凝土澆筑后12小時開始測溫，前三天每隔2小時測溫一次，第四至七天（混凝土已開始降溫）4小時測溫一次，以后每天測溫一次，直至中心溫度與表層溫度、底面溫度與表層溫度相平衡時，方可停止測溫和養(yǎng)護(hù)。
　　
　?、谌缜笆觯炷帘砻媾c內(nèi)部中心溫度差≤25℃；混凝土表面與底層的溫度差≤20℃。如果超出控制范圍，應(yīng)立即采取澆灌熱水或其他增加表層混凝土的溫度，減小溫差的措施。
　　
　　2、筏基混凝土終凝后及時拆除邊模，并回填松軟的回填土（粘土），避免筏基側(cè)面暴曬，解除邊界約束。長時間保濕保溫養(yǎng)護(hù)，夏天應(yīng)以保濕為主。
　　
　　在混凝土養(yǎng)護(hù)期間，盡量避免在筏基上堆放重物。
　　
　　三、實(shí)例：云南省德宏州賓館筏板基礎(chǔ)
　　
　　賓館建筑面積25278.6m2，20層(地下一層,地上十九層)總高71.4m?？蚣芗舨柿Y(jié)構(gòu)，8度抗震設(shè)防。主樓基礎(chǔ)采用長54.2 m，寬23.7 m，厚1.5 m的鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)（采用強(qiáng)度為C35、S8抗?jié)B混凝土）。
　　本地氣象特征：該地區(qū)屬熱帶雨林氣候，炎熱多雨，晝夜溫差較大。混凝土筏板基礎(chǔ)澆筑時間為2005年5月初，日溫差15℃。
　　
　　混凝土的配合比：水泥采用滇西水泥廠的P42.5中熱水泥409kg，水灰比為0.45；砂為芒市帕底河砂（中砂，粒型系數(shù)為2.5左右），碎石的粒徑為5—35㎜，砂、石的含泥量控制在2%以下。每立方米混凝土摻入34kg冰，摻入1%的高效緩凝減水劑，坍落度控制在90㎜—140㎜之間。入模溫度控制在10℃—15℃。
　　
　　設(shè)專人監(jiān)督混凝土的拌制，防止各種投料少投、漏投或多投。對新拌制的混凝土的均勻性（拌合物）進(jìn)行抽查，從卸料流出的四分之一—四分之三之間的部位采樣檢查，包括砂的密度、碎石的含量、混凝土的稠度、保水性等，全面地評定拌合物的和易性。
　　
　　在工作面上搭設(shè)塑料大棚，澆筑的方法和養(yǎng)護(hù)的方法均如前所述。整個筏板基礎(chǔ)面設(shè)置了七個溫度控制點(diǎn)，溫度測試的結(jié)果為混凝土表層溫度與混凝土中心溫度的最大差值為11℃，混凝土表層與底層的最大溫度差值為8℃（見下表：筏基①號點(diǎn)測溫記錄），有效地避免了急劇的溫度梯度的產(chǎn)生和過大的干縮變形，從面達(dá)到了控制裂縫產(chǎn)生的目的。

筏基①號點(diǎn)測溫記錄（略）

　　到目前為止，筏基已澆筑完工三個多月，上部結(jié)構(gòu)已完成四層，經(jīng)當(dāng)?shù)刭|(zhì)檢部門檢查，筏板無任何細(xì)小的裂紋，混凝土的強(qiáng)度平均值為C40，最小值為C37，滿足了設(shè)計及規(guī)范的要求。