導語(yǔ)：建設工程教育網(wǎng)是國內工程類(lèi)遠程教育基地，憑借其多年輔導經(jīng)驗，聘請輔導專(zhuān)家，依托專(zhuān)業(yè)的教學(xué)服務(wù)團隊，采用高清課件、移動(dòng)課堂等先進(jìn)教學(xué)方式，推出造價(jià)工程師等網(wǎng)上輔導課程，點(diǎn)擊了解課程詳情>>>

大體積混凝土的裂縫控制

1、裂縫產(chǎn)生機理

混凝土管段在施工，由水泥水化過(guò)程中發(fā)出的熱量、氣溫和地基溫度變化所引起的混凝土的溫度變形要受到兩種類(lèi)型的約束，一是混凝土與外部環(huán)境溫度差異引起的約束；另一種是由于內部的條件不同產(chǎn)生的約束，以上兩種約束產(chǎn)生的應力為溫度應力。

其次，濕度變化引起的混凝土內部各單元體之間相互約束，生的應力為干縮應力。因為濕度傳導速率遠小于熱度傳導速率（約為1/1600），所以，它主要在混凝土表面附近；另外，混凝土的自身體積變形不能自由伸縮所產(chǎn)生的應力，稱(chēng)為自身體積變形應力；還有地基非均勻沉降、模板走樣也會(huì )產(chǎn)生變形應力。在以上非結構荷載作用下所產(chǎn)生的應力中，主要是溫度應力和變形應力。對于管段結構施工，當混凝土澆筑體邊界無(wú)約束時(shí)（如底、頂板頂面），在早期水化熱溫度迅速升高階段，由于混凝土內、外散熱條件不同，形成溫度梯度，表面受拉，內部受壓。當拉應力超過(guò)混凝土抗拉強度時(shí)，混凝土表面就產(chǎn)生裂縫。在混凝土的降溫階段，混凝土的溫差引起的變形加上混凝土的體積收縮變形，受到地基和結構邊界條件的約束時(shí)（如已澆底板對外側墻、中隔墻對頂板、已澆管節對后澆帶），在澆筑體中央斷面產(chǎn)生內部拉應力，當該拉應力超過(guò)混凝土抗拉強度時(shí)，混凝土整個(gè)截面就產(chǎn)生貫穿裂縫。

2、裂縫控制技術(shù)

在沉管管段制作中，控制大體積混凝土結構裂縫的原理就是降低混凝土的水化熱溫升，減小混凝土的外約束與非線(xiàn)性降溫和收縮所產(chǎn)生的拉應力，提高混凝土相應齡期的抗拉強度和極限拉伸；另外，改善混凝土表面的散熱條件、防止結構產(chǎn)生過(guò)大的不均勻沉降，也是控制管段結構產(chǎn)生裂縫的重要手段。

基于管段結構產(chǎn)生裂縫的機理，在本工程中針對性地采用了以下施工技術(shù)和措施：

（1）優(yōu)化混凝土級配，減小水灰比，采用摻粉煤灰和減水劑的“雙摻”技術(shù)?？刂圃牧?，降低混凝土水化熱峰值，減少混凝土收縮，提高混凝土抗拉強度及極限拉伸；

（2）盡可能降低混凝土入模溫度，入模溫度控制在比環(huán)境溫度高5℃范圍之內；

（3）施工工藝上將管段分為6節（13.50～17.85m長(cháng)為一節），減少溫度收縮應力；

（4）改善基礎對結構底板的約束邊界條件，塢底采用碎石起浮層及18mm九夾板作為底模，減少基底對混凝土底板的約束作用；

（5）盡可能減少結構底板與外側墻混凝土澆筑時(shí)間差，減少新老混凝土之間的收縮差；

（6）在外側墻中埋設冷卻管，在混凝土升溫階段通水帶走混凝土水化熱熱量，降低混凝土最高溫升值；

（7）采用竹膠板模板，改善混凝土表面熱交換條件，延遲拆模時(shí)間，減小混凝土降溫速率；

（8）混凝土分層澆筑，加強振搗；

（9）加強養護，采用的主要養護手段有：頂、底板蓄水養護，外側墻噴淋、澆水養護，內孔保濕保溫養護，冬季保溫養護等；

（10）盡可能延緩后澆帶澆筑時(shí)間。

3、混凝土配合比優(yōu)化及供應

管段混凝土的配合比設計研究是大體積混凝土控制裂縫的關(guān)鍵技術(shù)之一。設計要求混凝土強度等級為C35，P10，重度為23.4~23.51kN/m3.針對混凝土的設計要求和特性，選擇了10余種水泥、粗細骨料、外加劑，進(jìn)行了幾十種混凝土級配的試驗研究。對混凝土的強度、抗滲、水化熱、收縮值、極限拉伸、彈性模量、重度以及和易性、坍落度等指標進(jìn)行了反復、嚴格的比較和論證。

其中水泥為上海聯(lián)合525P.0水泥，該水泥特性為水化熱較低（3d為240kJ/kg，7d為257kJ/kg）、早強高、后期強度增進(jìn)好、質(zhì)量穩定；粉煤灰為二級磨細粉；石子為5~25mm連續級配碎石；砂為中粗砂，細度模數2.4~2.8；外加劑為鎮江特密斯（TMS）的B250高效減水劑，減水率達15%~17%，并有補償混凝土的收縮功能。

基于管段混凝土的量大，且供應需保障及時(shí)，日高峰量達到2000立方米，因此，在施工現場(chǎng)建設了混凝土攪拌站。攪拌站占地約6000平米，采用2臺75立方米/h的HZS75B攪拌機組，設6只筒倉；石子堆場(chǎng)840平米；黃砂堆場(chǎng)1040平米，基本保障了管段制作及其他結構施工的混凝土需要。