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1、土木工程施工结课论文大体积混凝土的施与裂缝控制班 级：学 号：姓 名：成 绩：写 作 要 求1、题目自定。内容要与课堂学习知识相关。2、字数不少于5000字，以8000字左右为宜。3、不准抄袭！每篇文章需要有1-3个具体的工程案例支持所论述的观点。4、格式： 参考河北工业大学学报。5、参考文献不少于10篇（不包括教材类的书籍）。6、语言精炼、逻辑严密、图文并茂、内容具体、有独到的见解！7、手写、不准打印（封面、写作要求、评分标准除外）、A4纸、左侧装订。8、装订顺序：封面、写作要求、评分标准、论文。9、上交时间地点：15周周末班长收齐后统一交到西420办公室。评 分 标 准根据论文以下指标，按
2、优秀、良好、中等、及格、不及格五级分制给分，综合评定。评分标准如下：1.论文选题与课程内容相关、比较新颖、具体、有研究价值与现实意义、与其他同学不雷同。（20%）2. 文章内容与选题紧密相关、资料翔实，真实可靠。（10%）3. 文章结构安排合理、逻辑性强，论文条理清晰，分析严谨、论证有力，能够联系实际分析问题，解决问题。（25%）4. 在查阅大量文献的基础上，能够围绕主题合理论证，有自己的独立见解（看法与理解），分析问题透彻，在实际问题的分析上有一定深度。（25%）5. 论文写作规范（引注正确、排版符合规范、参考文献符合规范、参考文献素数量符合要求、字数和案例符合要求、无错别字、版面整洁清晰）
3、。（10%）6. 积极、主动查阅有关资料，认真进行撰写，并能够按规定的日期完成论文撰写工作。（10%）大体积混凝土的施工与裂缝控制摘要：本文在查阅大量资料的前提下，经过自身的总结和理解。对于大体积很凝土的施工和裂缝控制方面进行了归纳分析。旨在通过概念的讲述和工程实践的举例，加强自身对于土木工程施工，尤其是大体积混凝土的施工和裂缝的控制有详细和深刻的理解。本文主要在大体积混凝土的概念，裂缝及其控制方面进行了阐述。关键词：大体积混凝土 土木工程施工 裂缝控制 温度应力引言：在建筑工程中，混凝土、钢筋混凝土是建筑结构的主要材料。由于经济建设规模的迅速扩大，建筑业向高、大、深和复杂结构的方向发展。工业
4、建筑中的大型设备基础；大型构筑物的基础；高层、超高层和特殊功能建筑的箱型基础及转换层；有较高承载力的桩基厚大承台等都是体积较大的钢筋混凝土结构，大体积混凝土已大量地应用于工业与民用建筑之中。正文：一、大体积混凝土的有关概念、应用及其问题1.大体积混凝土的定义：对于多大的混凝土才能称为大体积混凝土，目前尚无统一确切的定义。日本建筑学会标淮(JASSS)的定义是：“结构断面最小尺寸在80cm以上， 同时水化热引起的混凝土内最高温与与外界气温之差预计超过25的混凝土称之为大体积混凝土。而我国JGJ/T55-96认为，大体积混凝土是指混凝土结构物中实体最小尺寸大于或等于1M的部位所用的混凝土。同样北京
5、第六建筑工程公司制定的“大体积混凝土工法中认为“凡结构断面最小尺寸在75cm以上，双面散热在100cm以上、水化热引起的高温与外界气温之差预计超过25的混凝土，均可称为大体积混凝土”。美国混凝土协会(ACI)规定的定义是：“任何就地浇注的混凝土，其尺寸之大必须采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度地控制减少开裂，就为大体积混凝土”。国际预应力混凝土协会(FIP)规定“凡是混凝土一次浇筑最小尺寸大于0。6m，特别是水泥用量大于400kgm3时，应考虑采用水化放热慢的水泥或采取其他降温散热措施”。王铁梦在工程结构裂缝控制中的定义是：“在工业与民用建筑结构中，一般现浇的混凝土连续墙式
6、结构、地下构筑物及设备基础等是容易由温度收缩应力引起裂缝的结构，通称为大体积混凝土结构”。本定义与美国ACI规定的大体积混凝土定义一致。有时虽结构断面不大，但是由于所使用的水泥水化热较大，也应按大体积混凝土考虑。大体积混凝土除了结构最小断面和内外温差有一定规定外，对于平面尺寸也有一些限制。如果结构物的平面尺寸过大，基础约束作用而产生的温度应力也越大。由以上的诸多定义可以得知:大体积混凝土不是由它的绝对截面尺寸的大小所决定的，而是由是否会产生水化热引起的温度收缩应力来统一定性的，所以我们不能针对它的截面尺寸来对大体积混凝土下定义，温度应力在裂缝的产生上是否起到了主要作用才是界定是不是大体积棍凝土
7、的一个重要问题。但水化热的大小又与截面尺寸有关，很自然的就与水化所产生的温度应力有关系。由于目前国内外对大体积混凝土还没有一个非常一致的定义，单纯以结构的截面尺寸来判断是否是大体积浪凝土的现象还是比较常见的，但这样的方式也给给工程带来不必要的损失。例如:有些工程虽然结构厚度达到了定义要求，但混凝土内部释放的水化热却不起主要作用，因此不属于大体积混凝土范畴，但一些甲方单位却要求施工单位按大体积混凝土标准施工，则造成不必要的浪费;另外，还有些工程虽然厚度未达到80cm(或lm)，但混凝土内部释放的水化热却比较大，施工单位却没有按大体积混凝土的技术标准施工，造成了结构裂缝，后来又采取种种补救措施，又
8、造成了额外的费用。如果按照国内建筑规范，大体积混凝土的定义是这样的:最小断面任何一个方向尺寸大于0.sm以上的混凝土结构，其尺寸己大到必须采取相；应的技术措施降低其温度，控制温度应力与裂缝开展的混凝土。2.大体积混凝土的特点及其工程应用：“大体积混凝土”最早出现在水利水电工程中。在水利水电工程建设应用中许多科研工作者对“大体积混凝土”已作了大量细致的研究，发展至今从理论到施工方法，施工方案及优化控制等方面己比较成熟，并相应制订了一系列规定，例如：早在1933年1936年美国建成的大苦果重力坝，混凝土浇筑量达250万立方米，并且未出现裂缝。我国的三峡大坝，在各方面都取得了很大的成功。但是，建筑大
9、体积混凝土由于工程规模的大小、结构形式、混凝土特点、配筋构造及受荷情况都与水利水电类建筑物差异很大。对于大体积混凝土，因其结构用途、形状、尺寸的不同，以及气候条件的不同从设计到施工应采取的措施也不同。建筑工程大体积混凝土相比于水利水电工程大体积混凝土一般块体较薄，体积较小；混凝土设计强度高，单方混凝土水泥用量较大；连续性整体浇筑要求较高；结构构筑物多属于地下、半地下或室内，受外界条件变化影响较小。此外，在混凝土温度及温度应力的计算方法和采取的措施上，两者也有很多差异。 在建筑大体积混凝土中，工业建筑中大型设备基础和逐渐增多的高层建筑的基础等都属于大体积混凝土。但与一般混凝土相比较，大体积混凝土
10、又具有体型庞大、混凝土数量较多、工程条件复杂、施工技术和质量要求高、混凝土绝热温升高和收缩大，结构厚大、浇筑量大，且多为现浇超静定结构混凝土等特点。因此，大体积混凝土除必须具有足够的强度、刚度和稳定性以外，还应该满足结构物的整体性和耐久性等方面的特殊要求。大体积混凝土经常出现的问题不是力学上的结构强度，而是混凝土温度裂缝。如何防止大体积混凝土的温度裂缝，一直是工程技术界长期关心和共同研究的重要课题。3.大体积混凝土研究存在的问题：随着中国经济的快速的发展，我国的建筑行业也取得了辉煌的成就。其中，混凝土结构设计理论与设计己经处于世界领先的水平。同时，也开发出了一批新型建筑材料，出现了一大批的高层
11、、超高层工业或民用建筑。因此，大体积混凝土也越来越多的被应用到各种各样的实际工程之中。由上述大体积混凝土概念可得出大体积混凝土主要是指的是最小断面尺寸大于lm以上，施工时必须采取相应的技术措施妥善处理水化热引起的混凝土内外温度差，合理解决温度应力并控制裂缝开展的混凝土结构。这是由其在温度应力方面得来的定义。而且其施工特点为整体性要求比较高，要求连续浇筑;结构的体量较大，浇筑混凝土后形成较大的内外温差和温度应力。大体积混凝土工程结构较厚，体形较大、钢筋较密，混凝土数量较多，施工条件较为复杂，施工技术要求高，必须同时满足强度、刚度、整体性和耐久性要求，这些都是大体积混凝土施工中亟待解决的问题。此外
12、，大体积混凝土还存在如何控制和防止温度应力，变形裂缝产生等问题。这就要求随着大体积混凝土施工技术不断地提高，高质量的施工技术也成为社会发展的必然要求。随着生产技术和生产力的不断提高，建设领域的逐渐扩大，大体积混凝土逐渐应用于大型钢筋混凝土结构。但是，由于混凝土内部蓄热量大，温度应力增大，使得混凝土裂缝的控制问题成为设计及施工中的一个急需解决的重大问题。所以由此可以看出其实大体积混凝土的主要研究目标就是对其裂缝的控制，尤其是由于温度应力引发的温度裂缝的控制是对于大体积混凝土十分重要的且不可或缺的一个环节。下面我们就从裂缝种类的介绍和裂缝的控制措施两个方面阐述一下，大体积混凝土在施工中如何处理这些
13、问题。二、裂缝的种类及产生原因1.裂缝种类及成因混凝土是由水泥浆、砂子和石子组成的水泥浆体和骨料的两相复合型脆性材料。存在着两种裂缝：肉眼看不见的微观裂缝和肉眼看得见的宏观裂缝。微观裂缝是混凝土本身就有的，它的宽度仅25pm，主要有三种形式的微观缝：砂浆与石子粘结面上的裂缝，称为粘着裂缝；穿越砂浆的微裂缝，称为水泥石裂缝；穿越骨料的微裂缝，称为骨料裂缝。微观裂缝在混凝土结构中的分布是不规则、不贯通的，并且肉眼看不见，因此有微观裂缝的混凝土可以承受拉力。宽度不小于005mm的裂缝称为宏观裂缝，宏观裂缝是由微观裂缝扩展而来的。混凝土结构的裂缝产生的原因主要有三种，一是由外荷载引起的；二是结构次应力
14、引起的裂缝，这是由于结构的实际工作状态和计算假设模型的差异引起的；三是变形应力引起的裂缝，这是由温度、收缩、膨胀、不均匀沉降等因素引起的结构变形，当变形受到约束时便产生应力，当此应力超过混凝土抗拉强度时就产生了裂缝。混凝土的宏观裂缝按其成因有荷载裂缝、变形裂缝、施工裂缝、碱骨料反应裂缝。根据它们在结构中的分布区域，一般可分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三类。混凝土表面裂缝一般是在干缩变形和混凝土自身温度场变化的内部约束或由于气温骤降而引起的。表面混凝土冷却受内部热混凝土的约束而产生的温度应力，当它们大于混凝土同龄期的抗拉强度时裂缝就会发生。如果不受其它因素的影响，一般不会形成贯穿裂缝或深层裂缝
15、。内部裂缝是在浇筑块顶面上出现表面裂缝后，再在其上浇筑新混凝土，则原来的表面裂缝就变成了内部裂缝。深层裂缝是出现在脱离基础约束范围以外的表面裂缝，在经历一个较长降温的过程以后，如果内部温度较高，在混凝土块内部将形成一个温度梯度比较陡的复杂温度场，从而使裂缝向纵深发展，形成深层裂缝，其内部仍是连续的。基础贯穿裂缝是切断混凝土结构的大裂缝。混凝土浇筑温度过高加上混凝土水化热温升，形成混凝土的最高温度，当降到施工期的最低温度时，即产生基础温差，这种由于均匀降温产生的温度应力，当其大于同龄期混凝土的抗拉强度时就产生裂缝。基础贯穿裂缝是混凝土变形受外界约束而发生的，它的整个断面均受拉应力，只要产生裂缝，
16、就会形成贯穿裂缝。微裂缝是所有混凝土结构都具有的，它的存在是正常的现象。它虽然对混凝土结构的变形、强度有影响，但在设计规范中就已经考虑到微裂缝对混凝土强度和抗裂性能的影响，对具体的结构不需另加研究。但微裂缝的存在，结构受力作用时，就会发展成宏观裂缝。其基本过程是原始粘结裂缝的逐渐扩大和新的粘结裂缝的出现，产生少量穿越砂浆的裂缝，穿越砂浆的裂缝发展较快，并出现局部穿越骨料的裂缝，各种裂缝迅速发展并逐渐贯通，形成贯穿裂缝。2.大体积混凝土温度裂缝的产生原理温度作为一种变形作用，在混凝土结构中引起的裂缝有表面裂缝和贯穿裂缝两种。这两种裂缝在不同程度上都属于有害裂缝。由于高层建筑、高耸结构物和大型设备
17、基础的出现，大体积混凝土也被广泛采用，大体积混凝土结构的温度裂缝日益成为建筑工程技术人员面临的技术难题。大体积混凝土的质量问题是混凝土结构产生裂缝。造成结构裂缝的原因是复杂的，综合性的。但是，大体积混凝土从浇筑时起，到达设计强度止，即施工期间产生的结构裂缝主要是水泥水化热引起的温度变化造成的。大体积混凝土产生温度裂缝，是其内部矛盾发展的结果。矛盾的一方面是混凝土由于内外温差而产生的应力和应变，另一方面是外部约束和混凝土各质点间的约束，要阻止这种应变。一旦温度应力超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。这是导致混凝土产生裂缝的主要原因，下面我们逐条分析这些因素对大体积混凝土的影响。水泥水化热
18、水泥水化过程中要放出一定的热量，且大体积混凝土结构断面较厚, 表面系数相对较小, 一般要求一次性整体浇筑. 由于混凝土的导热性能差，水泥因水化产生的热量聚集在内部不易散发,混凝土内部温度将显著升高, 而其表面散热较快, 形成了较大温度差( 混凝土内部温度一般在浇筑3 5 d 达到最高) 。 通过实测，水泥水化热引起的温升，在水利工程中一般为1525C，而在建筑工程中一般为2030C，甚至更高。水泥水化热引起的绝热温升，是与混凝土单位体积中水泥用量和水泥品种有关，并随混凝土的龄期(时间)按指数关系增长，一般在1012天接近于最终绝热温升。但由于结构物有一个自然散热条件，实际上混凝土内部的最高温度
19、，多数发生在混凝土浇筑后的最初35天。在浇筑初期混凝土的强度和弹性模量都很低，对水化热引起的急剧温升约束不大，相应的温度应力也较小。随着混凝土龄期的增长，弹性模量的增高，对混凝土内部降温收缩的约束也就愈来愈大，以至产生很大的拉应力。混凝土的温度差使混凝土内部产生压应力, 表面相应产生拉应力.此时, 混凝土龄期短, 抗拉强度较低, 当温度产生的表面拉应力超过混凝土极限抗拉强度时, 混凝土的抗拉强度不足以抵抗这种拉应力时， 则会在混凝土表面产生温度裂缝.外界气温变化大体积混凝土在施工阶段，外界气温的变化影响是显而易见的，因为外界气温愈高。混凝土的浇筑温度也愈高；而外界温度下降，又增加混凝土的降温幅
20、度，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝土与内部混凝土的温度梯度，这对大体积混凝土是极为不利的。混凝土内部的温度是水化熟的绝热温度，浇注温度和结构物的散热降温等各种温度叠加，而温度应力则是由温差引起的温度变形造成的；温差愈大，温度应力也愈大。同时，在高温条件下，大体积混凝土不易散热，混凝土内部的最高温度一般在6065C，并且有较大的连续时间(与结构尺寸和浇筑块体厚度有关)。在这种情况下，研究合理的温度控制措施，防止混凝土内外温差引起的过大温度应力，就显得更为重要。约束条件各种结构物在变形变化过程中，必然会受到一定的“约束”或“抑制”而阻碍变形，这就是指的约束条件。约束条件一般可概括为两类：即外约
21、束和内约束(亦称自约束)。外约束指结构物的边界条件，一般指支座或其它外界因素对结构物变形的约束。内约束指较大断面的结构，由于内部非均匀的温度及收缩分布，各质点变形不均匀而产生的相互约束。具有大断面的结构，其变形还可能受到其它物体的宏观约束。大体积混凝土由于温度变化会产生变形，而这种变形又受到约束，便产生了应力，这就是温度变化引起的应力状态。而当应力超过某一数值，便引起裂缝。混凝土的收缩变形混凝土中80的水分要蒸发，约20的水分是水泥硬化所必须的。混凝土水化作用产生的体积变形，称为“自身体积变形”，该变形主要取决于胶凝材料的性质，对于普通水泥混凝土来说，大多数为收缩变形，少数为膨胀变形。目前，补
22、偿收缩混凝土的研究和发展逐渐认识到，如果有意识地控制和利用混凝土的自身体积膨胀，有可能大大改善某些混凝土的抗裂性。但对于普通水泥混凝土，由于大部分属于收缩的自身体积变形，数量级较小，一般在计算中忽略不计.如前指出，在混凝土中尚有80的游离水分需要蒸发。多余水分的蒸发会引起混凝土体积的收缩(干缩)，这种收缩变形不受约束条件的影响。混凝土在逐渐散热和硬化过程中, 会导致其体积的收缩.但如果混凝土的收缩受到外界的约束, 就会在混凝土内产生相应的收缩应力, 当收缩应力超过当时混凝土的极限抗拉强度时, 即在混凝土中产生收缩裂缝. 收缩的主要影响因素是混凝土中的用水和水泥用量 , 用水量和水泥用量越高,
23、混凝土收缩就越大. 选用的水泥品种不同, 其干缩、收缩的量也不同, 一般中低热水泥和粉煤灰水泥的收缩量较小. 且水泥混合材料、混凝土的配合成分，化学外加剂以及施工工艺，特别是养护条件也是其重要的影响因素。三、预防混凝土裂缝产生的措施大体积混凝土开裂主要是水化热使混凝土温度升高引起的, 由于温差的作用, 裂缝的产生是不可避免的.但只要在设计、材料、施工、温控等方面精心选择,严格控制, 采取一系列的技术措施, 最大限度地降低混凝土硬化过程中内表的温差,就能有效地减少有害裂缝的出现.所以采取适当措施控制混凝土温度升高和温度变化速度, 在一定范围内, 就可避免出现裂缝。这些措施包含了混凝土施工的全过程
24、, 包括选择混凝土组成材料、施工安排、浇筑前后降低混凝土温度的措施和养护保温等。1. 设计措施大体积混凝土浇筑前后的裂缝控制大体积混凝土在施工之前，必须根据结构尺寸、配合比情况、环境情况进行裂缝控制计算，以确定是否需采取特殊的裂缝控制措施以及覆盖保温层的厚度。1. 1 大体积混凝土强度等级宜在C20 C35 范围内选用 随着高层和超高层建筑物不断出现, 大体积混凝土的强度等级日趋增高. 设计强度过高,水泥用量过大, 必然造成混凝土水化热过高. 混凝土内外温差超过30 以上, 温度应力容易超过混凝土的抗拉强度, 产生开裂. 对于竖向受力结构可以用高强混凝土减小截面, 但是对于大体积混凝土底板则应
25、在满足抗弯及抗冲切计算要求下, 采用C20 C35 的混凝土, 避免设计上强度越高越好的错误概念.1. 2 精心设计混凝土配合比 在保证混凝土具有良好工作性的情况下, 尽可能降低混凝土的单位用水量, 采用三低( 低沙率、低塌落度、低水胶比) 、两掺( 掺高效减水剂和高性能引水剂) 、一高( 高粉煤灰掺量) 的设计原则, 生产出高强、高韧性、中弹、低热和高抗拉值的抗裂混凝土 2 .混凝土标号和抗渗等级应按设计图纸要求进行，应提供有合格证书的复合高效防水剂、水泥、砂、石委托建设工程质量检测中心试配，做出合理的混凝土配合比，在施工中根据天气实际情况控制好砂石的含泥量和含水量，以保证混泥土施工质量和设
26、计要求。1. 3 增配构造钢筋抑制裂缝 大体积混凝土基础除应满足承载力和构造要求外, 还应增配承受水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开展的钢筋,以构造钢筋来抑制裂缝. 尽量采用小直径、小间距的配筋方式( 采用直径8 10 mm 的钢筋和100150 mm 的间距比较合理) . 混凝土截面的配筋率应在0. 3% 0. 5% 之间. 在易裂的边缘部位设置暗梁, 提高该部位的配筋率, 增加混凝土的极限抗拉强度. 在易产生应力集中的薄弱环节采取加强措施, 避免结构突变产生应力集中.1. 4 改善约束条件 在大体积混凝土基础与岩石、厚大的混凝土垫层之间设置滑动层( 如采用浇沥青或铺沥青油毡) , 在垂直
27、面、键槽部位设置缓冲层( 如铺设30 50 mm 厚沥青木丝板或聚苯乙烯泡沫塑料) , 以消除嵌固作用, 释放约束应力.1. 5 合理设置后浇缝 在结构设计中可以采用后浇缝来抑制施工期间的较大温差及收缩应力. 在正常施工条件下, 后浇缝间距为20 30 m, 保留时间不小于60 d. 对于大型筏式、箱式基础不应设置永久变形缝( 沉降缝、温度伸缩缝) .2 材料措施2. 1 水泥选择 由于混凝土的热量主要来自水泥水化热, 因而应优先选用低水化热的矿渣硅酸盐水泥, 水泥用量不超过380 kg / m3 . 影响混凝土内部最高温升的主要因素是每立方米混凝土中的水泥用量及单位水化热，施工过程中可在保证
28、混凝土强度的前提下减少水泥用量，宣优先选用低水化热的矿渣硅酸盐水泥，因为矿渣水泥比普硅水泥可降低水化热约30%。同时施工时掺加早强减水剂可减少同等强度下的单位混凝土的水泥用量及拌合用水量，混凝土内掺加一定数量的粉煤灰不仅可代替部分水泥，而且由于粉煤灰颗粒呈球形，具有一定的活性可改善混凝土的粘塑性，增加混凝土的和易性，有效降低混凝土的水化热反应。2. 2 骨料选择 应选择线膨胀系数小的石灰岩骨料, 形状以碎石为佳, 粒径尽量大一些, 在5 40 mm左右, 级配良好. 细骨料采用中、粗沙, 细度模数为2. 5 3. 2. 严格控制砂石的含泥量, 使之在1% 以内, 并不得混有有机质等杂物 3 在
29、规范允许的条件下，尽量采用较大粒径级配连续的骨料配制混凝土，因为增大骨料粒径，可减少用水量而使混凝土的收缩和泌水随之减少；同时亦可减少水泥用量从而使水泥的水化热减少，最终降低了混凝土的温升。实践表明，采用较大粒径的骨料配置同样强度的混凝土，在水灰比相同的条件下水泥用量可减少4050kg，用水量也会相应减少。.2. 3 添加料及外加剂选择为了降低水化热,在保证混凝土强度的前提下, 国内当前主要选用优质粉煤灰为添加料,因为用粉煤灰取代一部分水泥可以削减水化热产生的高温峰值, 抑制大体积混凝土的开裂。由工程中实践可以得出粉煤灰的掺量应不少于20%. 根据测算, 每增减10 kg 水泥, 其水化热将使
30、混凝土的温度相应升降1 4 . 混凝土中掺加粉煤灰后, 有效的提高混凝土的和易性, 增强抗渗性、耐久性, 减少收缩, 提高混凝土的抗拉强度等.外加剂主要选用高效减水剂、缓凝剂和膨胀剂, 用以改善混凝土工作性, 减少单位用水量和胶凝材料用量, 进而达到提高混凝土的抗裂性、防水性和整体强度的目的.掺加高效减水剂可以减少用水量和水泥用量,减少水泥用量也就是降低混凝土温度, 高效减水剂可以配制高强混凝土( 降低水灰比, 减少用水量或者配制流动混凝土( 保持配比不变) , 或者减少水泥用量) , 减少水泥用量经济效益未必显著, 因为高效减水剂不便宜, 但高效减水剂减少水泥用量, 减少用水量, 降低混凝土
31、温度减少干缩则有重大意义。3 施工措施施工前编制合理的技术方案以改善约束条件为主要解决着手点并且在施工中严格按方案执行，方案的编制应注意以下几点：a.合理地分缝分块；b. 避免基础过大起伏；c. 合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露。3. 1 确定混凝土的浇筑方案结构水平尺寸越大约束越大, 大体积混凝土结构往往根据搅拌能力和浇筑能力划分为若干块, 分块要注意避免断面的突然变化, 两个不同断面的温度变化和干缩不同, 断面变化处会产生约束。同时采用薄层浇筑, 利用层面散热以降低混凝土温度。分段施工和分层浇筑有利于削减混凝土最高温度和内外温差, 也可以减少约束。混凝土的浇筑按混凝土自然流
32、淌坡度、斜面分层、连续逐层推移、一次到顶的方法进行。混凝土浇筑过程中，每层混凝土初泥前都确保被上层混凝土覆盖，保证上下层浇筑间隔不超过混凝土初凝时间，避免施工裂缝出现。依据设计图纸中的后浇带将整个大底板划分成厚薄、大小不同的区段，每个区段将独立一次浇筑完成。 混凝土的浇筑方案可根据结构平面布置、商品混凝土供应等具体情况, 选择以下3 种方式: ( 1) 全面分层. 在整个结构平面内全面分层浇筑混凝土, 并保证第一层浇完后继续浇筑第二层时, 第一层浇筑的混凝土还未初凝. 如此逐层进行, 直至浇筑结束. 该方案适用于结构平面尺寸不太大的情况. 施工时沿短边开始, 沿长边进行, 必要时也可分两段,
33、从中间向两端或从两端向中间同时进行. ( 2) 分段分层. 适用于厚度不太大而面积和长度较大的结构. 混凝土从底层开始浇筑, 进行一段距离后回来浇筑第二层, 如此依次向前浇筑以上各层. ( 3) 斜面分层. 适用于长度超过厚度3 倍的结构. 振捣工作应从浇筑层的下端开始, 逐渐上移, 以保证混凝土的施工质量. 分层的厚度取决于振捣器的棒长和振捣力大小以及混凝土_供应量的大小, 一般厚度为30 50 cm.3. 2 降低混凝土的入模温度 浇筑大体积混凝土时应选择适宜的气温, 尽量避开特别炎热的天气, 必要时采取降温措施. 例如用低温水或冰水搅拌混凝土, 喷冷水雾或冷水进行强冷, 对骨料进行覆盖或
34、设置遮阳装置, 同时要在混凝土输送管道上覆盖罩布或湿麻袋, 以避免阳光照射, 并注意每隔一定的时间洒水湿润, 使混凝土的入模温度控制在25 以下.3. 3 精心振捣及抹面混凝土浇筑时应采用振动棒振捣。在振动界限以前对混凝土进行二次振捣，排除混凝土因泌水在粗集料、水平钢筋下部生成的水分和空隙，提高混凝土与钢筋的把握力，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，减少内部微裂，增加混凝土密实度，使混凝土的抗压强度提高，从而提高抗裂性。大体积混凝土浇筑过程中要加强振捣. 振捣插入间距一般为400 mm 左右,振捣时间一般为15 30 s, 并且在20 30 mim 后进行二次复振. 特别是对于预留洞、预埋件和钢筋
35、密集部位应预先制定好相应的技术措施, 确保顺利布料和振捣密实. 不同浇筑区域之间、上下层间的混凝土浇筑间隙时间不得超过初凝时间.当大体积混凝土按基准标高浇筑一定数量后,在混凝土初凝前, 用铝合金长括尺表面括平, 木蟹打平, 这是第一遍. 第二遍待收水后, 表面沿钢筋位置出现收水裂缝, 用滚筒滚压数遍, 用木蟹揉搓, 闭合收水裂缝. 由于泵送混凝土表面水泥浆较厚，也可以在浇筑后28h，初步按标高用长刮尺刮平，然后用木板反复压数遍，使其表面密实，再用贴面板收面后立即用塑料薄膜覆盖。泌水处理也十分重要，在混凝土在浇筑、振捣过程中，上涌的泌水和浮浆顺混凝土坡面下流到坑底，通过侧模底部开孔将泌水排出基坑
36、。当混凝土大坡面得坡角接近顶端模板时，改变混凝土浇筑方向，形成集水坑，及时用水泵将泌水排除，以提高混凝土质量，减少表面裂缝。3. 4加强施工管理。在混凝土结构中，强度不是均匀的，裂缝总是从强度最低的薄弱处开始，当混凝土质量控制不严，混凝土离差系数大时裂缝就多。为防止裂缝，必须加强施工管理，提高混凝土的施工质量。4 温控措施4. 1 及时保温 混凝土抹面完成后, 应立即采取保温措施. 保温的好坏, 对大体积混凝土温度裂缝控制至关重要. 通常做法是大体积混凝土在浇筑完毕待其收水后，在混凝土表面模板的外侧面覆盖塑料薄，膜薄膜上面盖草袋, 以防散热过快。草袋的厚度可以按照常规设定, 再经仿真分析计算确
37、定. 必要时再于草袋上面覆盖一层塑料彩条布 5 . 另外在夏季施工时还可采用蓄水养护法进行保温养护, 效果也不错. 根据检测结果，如果混凝土上内部温度升温过快，表面保温效果不好，混凝土内部与表面温度之差有可能变化比较大，应及时增加保温厚度。4. 2 加强温度测控 为了及时掌握混凝土内部与表面温度的变化值, 可在大体积混凝土基础内埋设若干个测温点. 测点布置应本着经济、合理的原则, 以尽可能少的测点反映结构各部位的温度信息. 通常沿混凝土基础纵、横轴向或对角线方向在1/ 2 1/ 4 处, 将测点分别布置在距顶面5 cm, 距底面5 cm 和中间偏下一点, 个数不少于3 个, 测温管道均露出混凝
38、土表面10 cm, 用10的红色水银温度计测量, 以随时掌握与控制混凝土内的温度变化 6 . 具体也可以在垂直方向在距混凝土表面10cm 以及混凝土中间分别布置个测温点，水平方向分别在距边缘1m 和中间部位布置。混凝土内外温差控制在25 以内, 基面温差和基底温差应控制在20 以内, 混凝土浇筑温度不得超过28，混凝土内部与表面的温度差不得超过25，混凝土的温度骤降不得超过10，并及时调整保温和养护措施, 使混凝土的温度梯度和温差不致过大, 从而有效控制有害裂缝的出现.在混凝土升温阶段，需每隔23d 进行一次温度测量，在温度下降阶段则48h 测量温度一次。4. 3规定合理的拆模时间当混凝土温度
39、高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。5其他措施采用有效的养护措施大体积混凝土模板拆除按相关技术规范要求外，应适当推迟拆模时间，以充分利用模板的保温、保湿作用，防
40、止早期裂缝的发生。为保证混凝土内外温差不超过25，要根据气候条件采取温控措施对大体积混凝土进行养护。大体积混凝土养护应由专人负责，并做好养护记录。养护工作应在浇筑完毕后1218h 内开始，夏季采用覆盖草袋洒水以降低混凝土温度峰值等养护措施，冬季采取封闭保温畜热措施，使混凝土表面经常保持湿润状态和适宜的温度。养护期间保证在混凝土内冷却循环水的正常循环，采用这种内散外畜综合养护措施，可有效降低混凝土的温升值，同时可缩短养护周期，对于超厚大体积混凝土施工尤其适用。对柱、墙的养护，要尽量做到封闭，防止局部混凝土造成较大温差或受冻而产生裂缝。大体积混凝土施工严格执行现行规范和强制性条件要求，最终检验根据
41、监测结果，以工程是否出现有害裂缝判断其施工的质量控制成果（注意区别混凝土表面出现的缝宽极小且在规范允许范围内的发丝状龟裂）。在养护措施中宜采用保温保湿法（内散外蓄综合养护法）进行混凝土的养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。从理论上分析，新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失，从而推迟或防碍水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天
42、是养护的关键时期，在施工中应切实重视。混凝土终凝后及时在其表面覆盖一层塑料薄膜，并覆盖一层麻袋。养护期间应视测温情况确定是否增加或减少覆盖层数，混凝土养护14 天后才能进行下一道工序施工。如果是超大体积的比较重要的混凝土还应结合在混凝土中埋设水管，通入冰水降温的方法进行；生过大的拉应力，具有显著的效果。四、工程实例：本文工程实例为在CNKI期刊中摘录的三个工程设计，分别为包头体育场拱脚大体积混凝土施，宁夏大学综合楼大体积混凝土施工和中关村科技大厦大体积混凝土施工。由于施工复杂，此处不赘述三个工程的全部内容，只提出其在大体积混凝土工程中的某部分的应用进行分析。旨在描述和分析上述大体积混凝土在工程
43、施工中的应用。1.包头体育场拱脚大体积混凝土施：工程裂缝控制技术：由于承台混凝土量大, 因此采用2台混凝土泵车同时浇筑, 不间断, 不留施工缝, 一次浇筑完毕。具体浇筑方式是: 2台混凝土泵布置在东、西两侧, 从两边向中间逐渐推进, 每层浇筑50cm, 分6层浇筑完毕。每层接茬时间不宜超过2h。在人力准备上, 组织4组人员, 每班2组。混凝土浇筑期间, 木工、钢筋工、电工均布置值班人员, 随时处理出现的问题。混凝土会产生水化热, 使其内部温度高于外界环境温度。随着混凝土的凝结与龄期增长, 其内部温度不断下降, 在外部约束下内部产生收缩应力, 当其值大于当时龄期混凝土抗拉强度时, 浇筑好的混凝土
44、构筑物就会拉裂而产生缝隙造成渗漏。这种情况在大体积混凝土中非常普遍, 因此应主动采取措施防止裂缝产生。大体积混凝土和普通混凝土有不同的技术要求,即大体积混凝土主要控制混凝土中心温度相对表面温度温差不能大于25 , 混凝土表面温度和环境温度也不能大于25 , 施工时所采取的一系列措施都是围绕这一中心考虑的; 如果温差大于25 , 必将产生温度应力裂缝, 这和混凝土表面裂缝有质的区别, 是不允许产生的。如何控制温差小于25 是控制裂缝关键。根据本工程特点, 以及以往工程经验和参考技术资料, 本工程采取以下裂缝控制措施:降低混凝土水化热混凝土选择掺和料矿渣粉及粉煤灰, 减少水泥用量。本工程采用60d
45、龄期C30混凝土, 水泥用量为195kg /m3。保温、保湿养护, 严格控制混凝土内部与表面温差和表面与环境温度温差。拱脚承台暴露于空气中, 表面降温速度快, 受气温影响明显。覆盖保温是裂缝控制的关键。2.宁夏大学综合楼大体积混凝土施工：混凝土养护技术1.养护方法混凝土养护由专门班组负责，养护层厚度经计算确定，材料采用塑料薄膜和草袋) 具体方法：在混凝土表面覆盖塑料薄膜与麻袋，即塑料薄膜/草袋/塑料薄膜/草袋，四周侧模覆盖一层塑料薄膜、一层草袋) 在养护期间，养护层厚度的增减根据实测温差及降温速率而定，特别是早期要加强保湿、保温的养护，应控制降温速度远小于升温速度，从而避免裂缝的出现)2.测温
46、结果测温曲线如图( 所示) 根据测温结果分析，底板断面上的温差基本呈抛物线分布，混凝土表面与中心温差最大为D P) 说明该工程的保温措施良好，满足温控要求)。3.中关村科技大厦大体积混凝土施工：混凝土浇筑工艺1混凝土浇筑方向及浇筑顺序本底板混凝土施工历时76 h。混凝土浇筑方向, 由南向北, 采用“分层、分段、定点, 一个破读, 层层浇筑, 齐头并进, 循序推进, 逐层到顶”的方法, 使上下层混凝土停歇时间不超过初凝时间, 交界面分界处不漏振, 这种自然流淌形成的斜坡( 约10m) 的浇筑方法, 能较好地适应泵送工艺, 避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗、接长, 从而提高泵送效率, 简化混凝土的
47、泌水处理, 保证上下层混凝土浇筑不超过初凝时间。3. 5 m 厚底板混凝土的浇筑共分3 层进行, 第1层1 m, 第2 层1 m, 第3 层1. 3 m1. 5 m。第1 层由7 台泵共同浇筑至H 轴; 当泵管退至H 轴时, 将泵管重接至F 轴, 浇筑第2 层混凝土; 当泵管再退至H 轴时, 将其中1、3、5、7 泵管再次接至F 轴, 浇筑第3 层混凝土。同时, 余下2、4、6 三台泵开始从H轴向南继续浇筑第1 层混凝土, 依此类推, 确保接浇的混凝土之间不出现冷缝( 见图2) 。2混凝土振捣器布置根据混凝土泵送自然流淌及振捣时形成的坡度, 分前、中、后3 段布置混凝土振捣器, 前面为泵管出料
48、口处布置1 台, 中间布置1 台, 后面即坡脚处布置2 台, 其中1 台需下到上下钢筋间, 专门振捣底板的底层钢筋网片的混凝土。图2三区3. 5 m 厚底板混凝土浇筑顺序3泌水处理在浇筑过程中应及时将水泥浆和泌水排到一端或两端, 用软轴泵抽出, 消除泌水对混凝土层间粘接力的影响, 提高混凝土的密实度即抗裂性能。4混凝土表面处理混凝土初凝前用刮杠按设计标高找平后, 用木抹子抹压1 遍, 使混凝土表面更密实, 闭合收水裂缝, 避免收缩裂缝产生。结语：大体积混凝土施工是一个系统工程. 对大体积混凝土裂缝进行有效预防, 已成为工程界普遍关注的课题. 由于大体积混凝土应用条件的多样性和混凝土体系自身的复杂性, 大体积混凝土的开裂问题还大量存在, 但只要严格按照规范规定, 选取适宜的施工工艺, 采取相应的预防措施, 就能有效地控制大体积混凝土结构的裂缝.参考文献：