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论文摘要: 本文分析了高层建筑基础大体积混凝土产生温差、收缩裂缝的原因,并从监理的角度提出了控制有害裂缝的措施。
我国的大体积混凝土以往多用于水工结构,一般多采用水化热低的专用水泥——大坝水泥,混凝土强度等级也比较低。随着近十几年来高层建筑及超高层建筑的发展,其基础多采用箱基、筏基、复合基础等型式的大体积混凝土,尤其核心简基础承台体积较厚。高层建筑基础具有设计强度高、立方米混凝土水泥用量多、抗渗性能要求高等特点,由于水化热引起的混凝土内部温度较一般混凝土要大的多,因此高层建筑基础大体积混凝土防止温差、收缩裂缝的产生是施工单位及监理单位质量控制的重点之一。本文就上述裂缝问题分析了其发生的机理,并结合我们的监理实践,介绍一下所采取的对策。
一.大体积混凝土产生温差、收缩裂缝的原因
大体积混凝土产生温差、收缩裂缝的主要原因有以下几点:(1)水泥水化热引起的温度应力和温度变形。水泥在水化过程中产生大量的热量,使混凝土内部温度升高,因高层建筑基础大体积混凝土单方水泥用量多在400kg以上,1-3天放出的热量相当多,其内部最高温度可达70—80℃,夏季施工时会更高。当混凝土内部与表面温度过大时,就会产生温度应力和温度变形,当这种温度应力超过混凝土内外的约束时,就会产生裂缝;(2)混凝土收缩与内外约束条件的影响。混凝土在凝结过程中产生收缩,由于受到下部地基的约束而产生拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度即产生垂直裂缝;另外,混凝土内部温度高,热膨胀大,因而中心产生压应力,表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土抗拉强度值和钢筋的约束作用时,同样会产生裂缝。
二.消除大体积混凝土温差、收缩裂缝的监理要点
为了消除大体积混凝土温差裂缝和收缩裂缝,我们针对其产生的机理,采取了以下的监理对策,并收到了良好的实践成效。
2、优化混凝土配合比,严格控制原材料的质量。大体积混凝土对原材料质量要求主要有:(1)尽量选用水化热低和安定性好的水泥。目前高层建筑基础大体积混凝土多用矿渣水泥,所用水泥控制在出厂半月以上,以降低水泥的活性;(2)石料要求含泥量不超过1%;(3)砂子选用中粗砂,含泥量不超过3%;(4)粉煤灰要求品质好,采用一级灰,并严格控制烧失量及含硫量。
大体积混凝土多按60天强度设计,一般要求施工单位提前1个月甚至更早做配合比设计。配合比设计中:(1)可掺入适量的粉煤灰,在保证强度的前提下尽可能减少水泥用量(对于采用矿渣水泥的大体积混凝土,粉煤灰混凝土应用技术规范GBJ146—90已将粉煤灰取代水泥的最大限量放宽到30%),降低水化热峰值及推迟水化热峰值的出现。通过做绝热温升试验,优选混凝土配合比;(2)因施工面积较大,要求混凝土保水性能好,另外要求坍落度不但要保证泵送要求,同时也要保证混凝土流淌距离不能过长,以免分层施工衔接不上,形成冷缝。浇灌时混凝土坍落度一般控制在15—18cm左右,若粉煤灰掺量大,则坍落度可适当减小;(3)根据分层一次浇筑的最大方量、混凝土供料能力和运输时间,确定混凝土要求的初凝时间,保证分层衔接时混凝土不至初凝;(4)结合抗渗要求,掺入一定量的抗渗防裂剂,使混凝土的收缩得以补偿,减小收缩应力。 转贴于 中国论文
3、慎选施工方案,抓好施工准备工作。大体积混凝土施工前,施工单位必须制订出详细的施工方案;现场监理组要针对本工程实际情况制订出监理细则。在正式开盘浇捣前,监理工程师必须检查单位在技术上、组织上的落实情况:(1)去商品混凝土厂家考察(大城市多采用商品混凝土),检查原材料储备情况,生产设备的运行情况及供料能力等;(2)审查温度及温度应力的计算,要求大体积混凝土内外温度不超过25℃;(3)核实混凝土的试配结果是否满足设计和施工要求;(4)检查现场机械设备的配置,泵管的布置及阻力计算的合理性;(5)注意预埋件及预留孔洞是否齐全;(6)检查现场有无备用发电机;(7)核实近期的气象情况;(8)督促施工单位落实管理人员及施工人员的组织安排;(9)检查抗渗、抗压试模是否备齐。
4、浇筑过程中的质量监理。在一切准备就绪后,总监理工程师签署开灌令,正式开始浇筑混凝土。浇筑过程中,监理人员进行全过程旁站监理,及时纠正一些不规范的操作。旁站监理时,主要注意以下几点:(1)浇筑混凝土前先浇一层砂浆,以减小下部地基对上部混凝土的约束;(2)浇筑过程中随时去商品混凝土厂家检查配料是否按配合比进行;(3)运输出现异常要及督促施工单位与厂家聯系;(4)出现堵管,要协助施工单位分析原因,尽快排除,避免因拖得过久,形成冷缝;(5)督促施工人员分层浇捣,严格控制分层厚度,及时移动泵管;(6)加强钢筋密集部位的振捣;(7)检查水平施工缝处理是否按方案要求进行,督促施工人员及时压实、拉毛;(8)督促施工单位按规范要求留设试块。
5、重视养护环节的监理,保证养护工作的质量。大体积混凝土的养护工作是很关键的,而这一点往往被施工单位所忽视。大体积混凝土根据强度等级、现场条件及施工季节合理选用养护措施,高层建筑基础多采用覆盖保温保湿养护。混凝土初凝后要及时覆盖,要求覆盖必须严密,不能出现混凝土外露现象,覆盖层厚度由温度计算确定。混凝土内部预埋热电偶或预埋钢管测温,测温点被覆盖12小时后即开始测温,监理人员要督促施工单位及时测温,密切注意各点温度变化情况,一旦内外温差超过25℃,督促施工单位及时加强保温措施。对于掺粉煤灰混凝土,当覆盖层拆除后,仍必须浇水保湿养护至14天以上。
三.结束语
大体积混凝土的施工要早作准备,研究制订可靠、可行的施工方案。监理工程师要认真组织协调,取得各方的支持和配合,在此过程中要真正发挥“监帮结合”的作用,协助施工方解决一些技术难点,提醒施工方注意容易忽视而又不可忽视的环节。这样,大体积混凝土温差、收缩裂缝的出现是可以避免的。
我国的大体积混凝土以往多用于水工结构,一般多采用水化热低的专用水泥——大坝水泥,混凝土强度等级也比较低。随着近十几年来高层建筑及超高层建筑的发展,其基础多采用箱基、筏基、复合基础等型式的大体积混凝土,尤其核心简基础承台体积较厚。高层建筑基础具有设计强度高、立方米混凝土水泥用量多、抗渗性能要求高等特点,由于水化热引起的混凝土内部温度较一般混凝土要大的多,因此高层建筑基础大体积混凝土防止温差、收缩裂缝的产生是施工单位及监理单位质量控制的重点之一。本文就上述裂缝问题分析了其发生的机理,并结合我们的监理实践,介绍一下所采取的对策。
一.大体积混凝土产生温差、收缩裂缝的原因
大体积混凝土产生温差、收缩裂缝的主要原因有以下几点:(1)水泥水化热引起的温度应力和温度变形。水泥在水化过程中产生大量的热量,使混凝土内部温度升高,因高层建筑基础大体积混凝土单方水泥用量多在400kg以上,1-3天放出的热量相当多,其内部最高温度可达70—80℃,夏季施工时会更高。当混凝土内部与表面温度过大时,就会产生温度应力和温度变形,当这种温度应力超过混凝土内外的约束时,就会产生裂缝;(2)混凝土收缩与内外约束条件的影响。混凝土在凝结过程中产生收缩,由于受到下部地基的约束而产生拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度即产生垂直裂缝;另外,混凝土内部温度高,热膨胀大,因而中心产生压应力,表面产生拉应力,当拉应力超过混凝土抗拉强度值和钢筋的约束作用时,同样会产生裂缝。
二.消除大体积混凝土温差、收缩裂缝的监理要点
为了消除大体积混凝土温差裂缝和收缩裂缝,我们针对其产生的机理,采取了以下的监理对策,并收到了良好的实践成效。
2、优化混凝土配合比,严格控制原材料的质量。大体积混凝土对原材料质量要求主要有:(1)尽量选用水化热低和安定性好的水泥。目前高层建筑基础大体积混凝土多用矿渣水泥,所用水泥控制在出厂半月以上,以降低水泥的活性;(2)石料要求含泥量不超过1%;(3)砂子选用中粗砂,含泥量不超过3%;(4)粉煤灰要求品质好,采用一级灰,并严格控制烧失量及含硫量。
大体积混凝土多按60天强度设计,一般要求施工单位提前1个月甚至更早做配合比设计。配合比设计中:(1)可掺入适量的粉煤灰,在保证强度的前提下尽可能减少水泥用量(对于采用矿渣水泥的大体积混凝土,粉煤灰混凝土应用技术规范GBJ146—90已将粉煤灰取代水泥的最大限量放宽到30%),降低水化热峰值及推迟水化热峰值的出现。通过做绝热温升试验,优选混凝土配合比;(2)因施工面积较大,要求混凝土保水性能好,另外要求坍落度不但要保证泵送要求,同时也要保证混凝土流淌距离不能过长,以免分层施工衔接不上,形成冷缝。浇灌时混凝土坍落度一般控制在15—18cm左右,若粉煤灰掺量大,则坍落度可适当减小;(3)根据分层一次浇筑的最大方量、混凝土供料能力和运输时间,确定混凝土要求的初凝时间,保证分层衔接时混凝土不至初凝;(4)结合抗渗要求,掺入一定量的抗渗防裂剂,使混凝土的收缩得以补偿,减小收缩应力。 转贴于 中国论文
3、慎选施工方案,抓好施工准备工作。大体积混凝土施工前,施工单位必须制订出详细的施工方案;现场监理组要针对本工程实际情况制订出监理细则。在正式开盘浇捣前,监理工程师必须检查单位在技术上、组织上的落实情况:(1)去商品混凝土厂家考察(大城市多采用商品混凝土),检查原材料储备情况,生产设备的运行情况及供料能力等;(2)审查温度及温度应力的计算,要求大体积混凝土内外温度不超过25℃;(3)核实混凝土的试配结果是否满足设计和施工要求;(4)检查现场机械设备的配置,泵管的布置及阻力计算的合理性;(5)注意预埋件及预留孔洞是否齐全;(6)检查现场有无备用发电机;(7)核实近期的气象情况;(8)督促施工单位落实管理人员及施工人员的组织安排;(9)检查抗渗、抗压试模是否备齐。
4、浇筑过程中的质量监理。在一切准备就绪后,总监理工程师签署开灌令,正式开始浇筑混凝土。浇筑过程中,监理人员进行全过程旁站监理,及时纠正一些不规范的操作。旁站监理时,主要注意以下几点:(1)浇筑混凝土前先浇一层砂浆,以减小下部地基对上部混凝土的约束;(2)浇筑过程中随时去商品混凝土厂家检查配料是否按配合比进行;(3)运输出现异常要及督促施工单位与厂家聯系;(4)出现堵管,要协助施工单位分析原因,尽快排除,避免因拖得过久,形成冷缝;(5)督促施工人员分层浇捣,严格控制分层厚度,及时移动泵管;(6)加强钢筋密集部位的振捣;(7)检查水平施工缝处理是否按方案要求进行,督促施工人员及时压实、拉毛;(8)督促施工单位按规范要求留设试块。
5、重视养护环节的监理,保证养护工作的质量。大体积混凝土的养护工作是很关键的,而这一点往往被施工单位所忽视。大体积混凝土根据强度等级、现场条件及施工季节合理选用养护措施,高层建筑基础多采用覆盖保温保湿养护。混凝土初凝后要及时覆盖,要求覆盖必须严密,不能出现混凝土外露现象,覆盖层厚度由温度计算确定。混凝土内部预埋热电偶或预埋钢管测温,测温点被覆盖12小时后即开始测温,监理人员要督促施工单位及时测温,密切注意各点温度变化情况,一旦内外温差超过25℃,督促施工单位及时加强保温措施。对于掺粉煤灰混凝土,当覆盖层拆除后,仍必须浇水保湿养护至14天以上。
三.结束语
大体积混凝土的施工要早作准备,研究制订可靠、可行的施工方案。监理工程师要认真组织协调,取得各方的支持和配合,在此过程中要真正发挥“监帮结合”的作用,协助施工方解决一些技术难点,提醒施工方注意容易忽视而又不可忽视的环节。这样,大体积混凝土温差、收缩裂缝的出现是可以避免的。