天然地基大体积混凝土筏板基础裂缝控制分析

　　筏板基础因具有整体性好、沉降量小、承载能力大的优点，在高层建筑中得到广泛应用。与普通的混凝土构件相比，大体积混凝土受设计、材料、施工等多方面因素的影响，稍有控制不慎即有可能出现裂缝。由于筏板基础多处于地下水位以下或潮湿环境中，裂缝一旦产生，水和一些酸碱性物质就会沿裂缝渗透，造成钢筋的锈蚀，引起混凝土构件产生渗漏，进而引起整个基础的强度降低，严重影响建筑物的使用功能和耐久性。所以，筏板基础大体积混凝土在施工中必须考虑裂缝控制。

 

　　1裂缝的危害

 

　　（1）影响建筑物的使用功能。

 

　　筏板基础做为地下室的底板，如果开裂将破坏底板防水造成地下室渗漏，严重影响地下室的使用功能。而且，筏板开裂很难补救，一旦出现将造成巨大的经济损失。

 

　　（2）影响建筑物的刚度和整体性。

 

　　混凝土的早期微裂缝的产生和发展，直接影响到结构的刚度和整体稳定性，裂缝的产生破坏了剪力传递的正常路径，影响结构的安全性。假如任由裂缝自然产生和发展，受时间和其它因素影响，微观裂缝很可能发展为宏观裂缝，结构的刚度和整体性便遭到破坏，带来的后果可能会非常严重。

 

　　（3）影响混凝土的耐久性。

 

　　由于筏板基础多处于地下水位以下或潮湿环境中，地下侵烛性介质容易沿裂缝进入混凝土内部，导致钢筋锈蚀、混凝土腐蚀和碳化，使混凝土的表面和浅层受到损坏，导致混凝土强度降低，从而影响整个混凝土基础的耐久性。

 

　　2裂缝的种类及成因

 

　　2.1裂缝的种类

 

　　混凝土裂缝可以分为微观裂缝和宏观裂缝。微观裂缝是肉眼不可见的，在发展成宏观裂缝前对结构的影响可以忽略。宏观裂缝多是从微观裂缝发展而来的，在结构承受较大荷载时，受应力和环境影响，微观裂缝开始发展，数量逐渐增多，并逐渐变深变宽。如果任由裂缝继续发展，微裂缝会串连起来，发展为宏观裂缝，造成地下室渗漏等问题，甚至引起结构破坏。

 

　　2.2裂缝的成因

 

　　大体积混凝土筏板基础的裂缝产生原因是复杂的、综合的，是一种或几种类型裂缝的综合产物，按影响因素可以分为以下几类：

 

　　（1）混凝土沉陷裂缝：在混凝土浇筑后凝固前，钢筋对骨料下沉产生阻碍作用，而产生的裂缝。这种裂缝一般深度很浅，属于表面裂缝，可以通过抹面解决，对结构的影响不是很大。

 

　　（2）硬化和塑性收缩裂缝：在混凝土终凝之前的塑性阶段，由于化学和物理反应失水而产生。这种裂缝在混凝土凝结过程中出现并发展，随着混凝土终凝而停止。

 

　　（3）温度裂缝：混凝土结构物的温度变形受到约束会产生温度应力，当温度应力超过同时期混凝土的抗拉强度时混凝土就会开裂。

 

　　（4）地基的不均匀沉降引起的裂缝：天然地基土质不均、松软等原因造成的结构不均匀沉降，若沉降过大会导致混凝土结构产生裂缝，严重的导致工程坍塌等事故。

 

　　3裂缝的控制措施

 

　　为了有效的控制大体积混凝土筏板基础裂缝，通过分析其产生原因可以从控制天然地基不均匀沉降、混凝土材料选择、大体积混凝土施工工艺等方面入手，采取相应的措施。

 

　　3.1天然地基沉降的控制

 

　　地基为承担基础的土体或岩体，可以分为天然地基、复合地基及桩基三种。天然地基为自然状态下即可满足承担基础全部荷载要求，不需要人工处理的地基。天然地基土可分为四类：岩石、碎（卵）石土、砂（粉）土、粘性土。天然地基因其具有经济、高效、环保等特点，近年来逐渐得到重视，其应用范围也不再局限于多层建筑，小高层甚至高层建筑中都有应用。天然地基如出现不均匀沉降将严重影响基础的整体稳定性，导致底板出现裂缝和渗漏等现象。

 

　　根据国家相关规范，采用天然地基的建（构）筑物，基槽开挖后，需要进行验槽工作，验槽是建筑施工的开始，是基础施工的一个重要工序，也是一般岩土工程勘察的最后一个环节。通过验槽可以获得直观的第一手的工程地质资料，可以对工程地质勘察成果进行有效验证、检查、修正与补充。勘察设计人员应掌握天然地基验槽相关规定、验槽要点及常见问题的处理方法。当天然地基验槽时基槽尺寸不符合设计要求、基槽土质与勘察报告不一致时，应进行相应内容处理。在实际验槽过程中，一般基槽土（岩）质整体较好，但局部地段存在不利情况，解决局部地段不利情况的原则是使该部分经处理后的工程性质与原有土（岩）质保持协调，建（构）筑物的变形在允许范围之内。

 

　　3.2混凝土材料控制

 

　　（1）选用如矿渣硅酸盐水泥等低水化热水泥品种。

 

　　（2）采用高标号水泥可降低水泥用量，可有效降低单位体积混凝土中的水泥水化热。

 

　　（3）掺入粉煤灰和高效减水剂。用一部分粉煤灰代替水泥，既可以通过降低水泥用量来降低水化热，又可以有效改善混凝土的和易性。胶凝材料的增加，可以减少多余水份蒸发后形成的孔隙，同时还节约了造价。掺入高效减水剂可减少混凝土单位用水量，满足稠度要求，提高混凝上和易性，满足粟送要求，并能延长凝结时间，降低水化热。

 

　　3.3施工工艺控制

 

　　（1）在气温较低时进行浇筑，来控制混凝土入模温度。在气温较低时搅拌、运输和浇筑过程中，混凝土自然散热较好，非常适合大体积混凝土施工。

 

　　（2）混凝土分层浇筑，浇筑完成后进行两次抹面，避免表面裂纹的出现。一般在混凝土振捣完成的3-4小时左右，按标高用长刮尺刮平，在初凝前用抹面机打磨压实，以闭合混凝土收水裂纹。

 

　　（3）用保温隔热法对大体积混凝土进行养护，用草袋和塑料薄膜进行保温和保湿。控制水化热的温升和控制降温速度达到规范温度指标要求。并且及时浇水养护避免混凝土表面失水过快。

 

　　（4）施工保证措施

 

　　大体积混凝土的浇捣，减少混凝土的内外温差是关键，可以采取以下技术措施进行温差控制：

 

　　①在混凝土浇筑完成后，及时覆盖保温，使其缓慢降温，降低温度应力。

 

　　②基础底板釆取长时间（不少于14天）的保湿养护、以延缓降温时间和速度。

 

　　③浇筑高度在分段的范围内，每段内釆用分段定点、一个坡度、薄层浇筑、循序推进、一次到顶的斜向分层法施工。

 

　　④加强混凝土振捣的控制以提高其密实度，减小收缩变形，保证施工质量。

 

　　⑤采用覆盖保温养护。配备专职人员测温，并对测温人员进行培训及交底，测量人员要按时测温，三班记录，不得遗漏或弄虚作假，测量记录要填写清楚，换班时要做好交接。测温工作应连续进行，若混凝土浇筑块体的里表温差超过25℃或混凝土浇筑体表面与大气（保温层下）温差不宜大于2℃，应及时增加保温材料厚度，以此来增加混凝土表面温度，减少内外温度差，避免因为温差过大产生裂缝等应急措施。

 

　　⑥泵送混凝土的塌落度较大，浮浆也多，淺筑成型后要认真处理。按标高用刮尺初步刮平后，在初凝前用抹面机打磨压实，减少收水裂纹的出现。

 

　　⑦在结构完成后及时回填土，避免其侧面长期暴露。

 

　　4结论

 

　　本文通过分析大体积混凝土裂缝的种类及成因，从天然地基不均匀沉降、混凝土材料选择、大体积混凝土施工工艺等方面对控制天然地基筏板基础大体积混凝土裂缝的措施进行了阐述，希望在今后的施工过程中能能有效的控制混凝土裂缝，提高结构的安全性、适用性和耐久性。

 

　　参考文献：

 

[1]张湧，刘斌，贺拴海，等.桥梁大体积混凝土温度控制与防裂[J].长安大学学报（自然科学版），2006，3：010.

 

[2]刘海成，宋玉普，吴智敏.考虑温度影响的大体积混凝土应力场分析方法[J].大连理工大学学报，2005，45（1）：121-127.

 

[3]慕欣，关群，王国宪.大体积混凝土温度裂缝控制的实例[J].工程与建设，2007，21（1）：53-55.

 

[4]毕佳，严松源.大体积混凝土施工中温度裂缝的控制[J].解放军理工大学学报：自然科学版，2008（5）：90-93.

 

[5]马少雄，刘超群，符敏.大体积混凝土施工温度控制研究[J].铁道建筑，2011（4）：40-41.