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)施工的控制重點和難點。

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度而引起的。

貫通裂縫：是由于厚筏板基礎(chǔ)的混凝土強度發(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

事前控制措施

1、對施工單位的要求：

①要求施工單位做出施工方案，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。

②要求施工、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。

④要求施工單位根據(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：

①降低水泥的水化熱，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。

②充分利用水泥的后期強度，如60天強度進(jìn)行配合比試配，減少水泥用量?；炷恋慕^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；

Q ——水泥的水化熱；

ρ ——混凝土的密度，取ρ=2400 kg；

C ——混凝土的比熱；

m -——經(jīng)驗系數(shù)；

t ——混凝土的齡期；

e ——常數(shù)。

③摻入粉煤灰代替部分水泥,減少水化熱，同時提高混凝土的和易性。

④摻入高效緩凝減水劑，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%，提高混凝土的密實度和抗拉強度，減小收縮變形。

3、改善約束條件，削減溫度應(yīng)力：

①對混凝土的墊層要求：混凝土的墊層要求壓實趕光，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。

③在筏板截面突變處和轉(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。要求能控制整個筏板基礎(chǔ)，預(yù)埋測溫管、事中控制措施

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；

②對輸送管降溫；

③對筏基鋼筋網(wǎng)片在澆混凝土前做降溫處理；

④加冰水拌制混凝土。

2、加強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。

混凝土找平壓實后隨即覆蓋預(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，用之養(yǎng)護(hù)、補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，加強混凝土的振搗，提高密實度，減少收縮變形。

、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)。

②如前述，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℃。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，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)。
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?；炷练ぐ寤A(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，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，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℃，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。