超长地下箱型混凝土设备基础裂缝控制

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇超长地下箱型混凝土设备基础裂缝控制范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要： 本文以涟钢2250mm热轧工程主轧线箱形基础为实例重点介绍了超长混凝土箱形结构工程在设置后浇带及控制施工期间的温度收缩应力方面的具体措施和方法，以及所取得的实际效果。

关键词：超长地下箱形混凝土结构； 裂缝控制； 纤维混凝土； 施工技术

1 前言

建筑工程中， 混凝土结构的裂缝类型有很多。其中施工期间最常见的裂缝有混凝土收缩和温度变化引起的收缩裂缝和温度裂缝以及由这两种变形共同引起的温度收缩裂缝，尤其是超长混凝土箱形基础结构更容易出现温度收缩裂缝。我公司承建的涟钢2250热轧主轧线箱形设备基础长440m，采取了合理设置后浇带和聚丙烯纤维等一系列有效的技术措施，整个基础没有出现有害裂缝，实体质量得到了业主好评。

2 超长混凝土箱形基础裂缝控制技术：

（1）合理设置后浇带：

为防止现浇钢筋混凝土结构由于温度、收缩不均可能产生的有害裂缝，按照设计或施工规范要求，在板（包括基础底板）、墙、梁相应位置留设后浇带，将结构暂时划分为若干部分，既可解决沉降差又可减少收缩应力，经过构件内部收缩，在若干时间后将结构连成整体，故在工程中应用较多。

超长混凝土箱形基础后浇带设置应避免设在应力集中区域，可设在无大型设备基础底座和厂房柱基础区域，同时应尽量避免设置在标高变化较大的区域。后浇带每隔30～40m设置一道，宽度为700～1000mm，后浇带内钢筋采用搭接或直通加弯做法。留出后浇带后，施工过程中混凝土可以自由收缩，从而大大减少了收缩应力。混凝土的抗拉强度可以大部分用来抵抗温度应力，提高结构抵抗温度变化的能力。后浇带保留时间一般不少于一个月，在此期间，收缩变形可完成30%～40%。

后浇带混凝土的浇筑强度等级比构件强度高一级，并在混凝土中掺微膨胀剂，防止新老混凝土之间出现裂缝，造成薄弱部位。

（2）混凝土应力释放技术（主要针对岩层地质的箱形基础）：

基础与岩层应力释放也是控制超长混凝土基础结构温度裂缝的重要手段之一；原理是减小或完全解除混凝土结构因温度收缩与岩层之间产生的应力约束。

（3）混凝土配合比调整：

合理调整混凝土配合比，在保证混凝土强度、提高混凝土和易性的前提下尽可能降低混凝土的水灰比。其方法是在混凝土配制过程中降低水泥及用水量，从而降低混凝土自身硬化过程中而产生的收缩应变。

（4）超长混凝土施工现场处理措施：

主要在混凝土搅拌、运输、浇捣及养护过程中避免各种不利因素，提高混凝土自身的密实度度及强度。

3 工程实例

3.1 工程概况

涟钢2250mm热轧主轧线工程是由原涟钢棒材拆除而新建的，主轧线地下设备基础总长440m，基础最宽处42m，其厂房柱基础与设备基础相连，为箱形钢筋混凝土结构，设计没有留置永久的变形缝。其相对标高±0.000=118.6m，大面积基础埋深-9.9m，冲渣铁皮沟部分深度-9，9～-14.78m。基础所处地质为中上石炭系壶天群白云质灰岩为主，地表土层很薄。基础底板厚度1400mm，墙板厚度800mm或1200mm，顶板厚度变化较大，最厚的顶板达到4000mm，顶板及底板设计有大量的螺栓和螺栓预留孔洞，在粗轧机区、精轧机区及卷取机区顶板布置有设备的底座基础、电缆沟槽、楼梯等，标高变换大，结构造型复杂，施工难度现对较大。基础底板及墙板设计为C30S6混凝土，顶板设计为普通的C30混凝土。

3.2 超长箱形混凝土结构裂缝控制措施

混凝土结构裂缝主要控制措施有：设置后浇带，调整结构混凝土的配合比，现场施工混凝土质量控制，基础结构及岩层应力释放措施等。

3.2.1 后浇带设置及后浇带混凝土施工

（1）后浇带设置：

主轧线后浇带布设见图1：

图1 主轧线后浇带布设图

主轧跨共设置后浇带11个，将主轧线分为十二个区。后浇带按规范一般30～40m设置一道，后浇带的宽度为1000mm。但2250mm主轧线箱形设备基础中有粗轧机基础、精轧机基础、卷取机基础等大型设备基础底座和厂房柱基础区域严禁设置后浇带，根据上述因素，主轧线箱形设备基础后浇带设置距离最大的在二区（47.95m），其次五区（45m），二区为粗轧机区，五区为精轧机区。

（2）后浇带混凝土施工：

1）微膨胀混凝土的试配：超长无缝结构后浇带混凝土是利用UEA补偿收缩性混凝土作为结构材料，在硬化过程中产生的膨胀作用，由于钢筋和邻位约束，在结构中建立少量予压应力。考虑结构强度的安全，膨胀不能太大，且在硬化14天基本结束，经混凝土试配当膨胀剂（现场选用YL-UEA）掺量达到水泥量的10%时，28天试配强度达到43.2Mpa（混凝土设计强度C35），膨胀率2.9，符合规范要求。

2）后浇带混凝土浇灌前，将钢筋调直，钢筋上的水泥浆污染物用钢丝刷刷净，并将原结构混凝土剔毛，在钢筋网片处设置一操作孔，利于作业人员下到钢筋网片内将杂物清理，当模板的杂物清理干净后，将操作孔的钢筋焊接好（操作孔四周必须在结构施工时预留好加强钢筋），并将后浇带的钢筋全部绑轧好，用清水将模板，混凝土墙壁清洗干净。

3）后浇带混凝土浇灌时，浇筑采用斜向推进、分层连续浇筑的方法。超长无缝筏板板面上的粗钢筋周围，是容易在振捣后、初凝前出现早期塑性裂缝和沉降裂缝的部位，必须通过控制下料和二次振捣予以消除，以免影响温度收缩裂缝的防治效果。底板及顶板浇筑至标高后，在终凝前用抹光机反复抹压多次，防止混凝土表面的收缩裂缝出现。

4）后浇带膨胀混凝土养护十分重要，只有充分湿润养护才有利于混凝土的膨胀效能发挥，必须提高养护意识。混凝土浇筑完毕后即应保湿养护14d。混凝土收平后，采取洒水润湿，再用塑料薄膜严密覆盖，加草革垫子两层，在养护期喷洒雾状水保持环境相对湿度在80% 以上，减小混凝土干缩。

3.2.2 结构混凝土配合比的调整

（1）结构混凝土配合比调整机理：

降低混凝土中胶凝材料可降低混凝土结构在硬化过程中的干缩量，是超长混凝土结构防止裂缝的必要手段。

1）水灰比过大易造成混凝土硬化过程中的收缩应变，且降低了混凝土自身抗拉强度、极限拉伸值，故在满足施工条件下，减少水灰比不但可以提升混凝土自身的强度，还可以提高混凝土的抗渗性能；在水泥用量不变的情况下，减少用水量，能提高混凝土强度；在水灰比不变的情况下，能减少水泥用量，降低温升，延缓水化热放热速率，对抗裂有利。

2）在混凝土中掺加外加剂，能改善混凝土和易性。

3）骨料尽可能采用粒径较大，级配良好的骨料对抗裂有利。

4）混凝土中掺加粉煤灰能起到改善混凝土和易性，减少水泥用量，提高混凝土密实度，减少混凝土干缩的作用；掺加粉煤灰能降低水泥用量，降低混凝土绝热温升值，延缓水化热放热速率。

（2）配合比调整后的混凝土材料选用：

1）水泥：底板及墙板有防渗要求，水泥采用42.5级PO的韶峰水泥；

2）骨料：砂选用结晶的中粗砂，含泥量不得大于3%；粗骨料选用5～31.5碎石，所含泥土不得呈块状或包裹石子表面，且不得大于1%，吸水率不得大于1.5%。

3）外加剂：选用YL-H缓凝高效减水剂，掺量是水泥量的2.8%，可降低水泥用量的15～20%；

4）掺合料选用：湘潭电厂的Ⅱ级粉煤灰，掺量为20%的水泥用量。

配合比中添加了减水剂及粉煤灰等外加剂和掺合料，混凝土的水灰比大大减小，混凝土的水泥用量也相应较少了，在未影响混凝土强度的前提下控制了混凝土自身的硬化干缩，加强了混凝土的可泵性，同时也降低了成本。

3.2.3 现场施工混凝土质量控制

（1）混凝土的搅拌：

主轧跨设备基础选用的是涟钢建设公司商品混凝土；该公司配有2m3、1m3电脑配料的全自动化的搅拌机各一台，混凝土供应能力90～110m3/h，37m的汽车泵3台，8m3混凝土运输车10台，采用集中机械搅拌的商品混凝土不仅在物料供应方面提供足够保证，还可以避免在混凝土搅拌过程中因计量误差及搅拌时间误差而造成混凝土的离散性，可以保证混凝土结构的整体质量。

（2）混凝土运输：

混凝土出料时必须检查混凝土的坍落度，运输到现场的混凝土随时抽查，并做好坍落度的统计记录，根据后浇带分块，每次底板、墙板及顶板浇筑混凝土量在2000～3000m3，每小时混凝土浇灌强度需85 m3/h。

（3）混凝土的浇筑：

1）混凝土浇灌全部采用汽车泵送，底板及顶板采用的斜面分块分层浇筑，墙板采取的是平面分层，分层厚度300～500mm，斜面分块分层浇筑自然流淌5m左右，单层单块斜面混凝土量85m3。

2）混凝土自高处倾落自由高度不应大于2m，以避免发生层析离析；超过2m的采用串筒溜管下料。下料口处钢筋网临时解扣，下料完后立即恢复。

3）混凝土采用插入式振动棒捣实，做到“快插慢拔”，做好自由流淌分层结合处的振捣。振捣时间以表面混凝土不再显著下沉和出气泡、表面泛浆为宜。振动棒插点要均匀排列，采取“行列式”次序，每次移动位置控制在500mm左右。

4）混凝土表面泌水处理：由于采用泵送混凝土，在浇筑过程中会出现泌水情况，在浇筑时斜面的泌水用软管导出或用海绵吸走。混凝土表面做好二次抹压，避免表面水泥浆过厚而造成的收缩开裂。浇筑完至混凝土初凝前按初步标高拍打振实后用长木尺抹平，赶走表面泌水，初凝后至终凝前用木搓板抹压实，紧跟着用铁抹子磨光收缩裂缝，即二次抹压。

5）混凝土的养护：混凝土浇筑完毕后进行保温保湿养护，施工养护的时间在混凝土浇筑完后8～12小时内开始，养护先覆盖一层塑料薄膜，上面加盖两层草革垫子，保证混凝土表面的湿度和温度，混凝土浇水养护日期不得小于14天。每日浇水次数应能保证混凝土处于足够的湿润状态。

3.2.4 超长混凝土基础结构与岩层应力释放措施：

基础与岩层应力释放也是控制超长混凝土基础结构温度裂缝的重要手段之一，其应力释放措施主要是将基础与岩层接触面用油毡或聚氯乙烯板作为隔离层将基础与岩层（垫层）彻底隔离，具体构造见图2：

图2 基础结构与岩层应力释放措施简图

（1）油毡隔离施工：

1）油毡隔离层施工前，要有一定的垫层强度，并将垫层上的水清扫干净，并认真检查垫层上是否漏砂石的情况，如有用1：3水泥砂浆修补，修补完且垫层干燥后可施工油毡隔离层。

2）采用平铺点贴方式将油毡固定好，以避免油毡出现起鼓、翘边等现象，点贴间距宜控制在1500～2500mm范围之内。

3）上层油毡铺贴时应注意将上层油毡拼缝与下层错开，以避免油毡出现上下层通缝的现象。

（2）侧边聚乙烯板隔离层施工：

1）待高位垫层施工完且模板撤除完后，将墙壁的对拉杆件头全部割除，开始铺设聚乙烯板。

2）聚乙烯板与混凝土墙板固定采取胶粘的办法或射钉固定，粘贴形式采取点粘，每块板粘点不得小于五个。

3）聚乙烯板铺设完后应用胶带将每个板缝封闭好，避免聚乙烯板出现翘边、鼓肚的情况。

（3）隔离层施工的成品保护及施工应注意事项：

1）在底板钢筋施工时，严禁随意拖放钢筋。在钢筋焊接时，应铺设木板，以防焊接火花损害油毡，如油毡被破坏应及时用小块油毡修补。

2）墙板侧的聚乙烯板铺贴完后，严禁钢筋、模板及钢管等硬物碰撞，如有损坏应及时修补，将损坏的聚乙烯板垂直割除，然后重新粘贴新的聚乙烯板，并用胶带将板缝封好。

3）严禁在高位垫层处预留与墙板模板对拉的对拉杆件头。

3.2.5 纤维混凝土应用

由于超长地下箱形混凝土墙板设计较薄，且配筋较小，为确保墙板混凝土的自身抗裂性能，墙体混凝土中采用纤维混凝土。纤维含量0.9Kg/m3，纤维要求为：改良聚丙烯纤维，直径30um，长度19mm。

纤维作为混凝土的掺和料加入混凝土中有阻裂效应，能延缓裂缝的产生和扩展，减少及细化裂缝，这与混凝土的抗渗性及抗裂性密切相关。由于聚丙烯纤维密度低，加入到混凝土后，填埋了部分混凝土内部孔隙，减少了孔隙大小和数量，极大地增加了混凝土基体的密实性。故纤维主要功能是作为混凝土材料的抗裂、防渗、增韧的手段。

纤维混凝土施工过程除了前述混凝土的技术控制外还应注意以下几点：

（1）为确保改良性聚丙烯纤维计量准确，事先将聚丙烯纤维按搅拌用量分别过秤小袋包装，搅拌时按袋投放。

（2）混凝土浇捣前，应根据混凝土工程实际情况，明确分工、明确岗位、明确职责，使混凝土浇捣时有条不紊，紧张有序进行施工，严禁将非纤维混凝土用于墙体实体中。

（3）混凝土浇捣时，对坍落度应严加控制并测定，不得加水，坍落度过大的混凝土不得使用。

4 结束语

混凝土裂缝控制是建筑结构施工的一大难点，尤其超长混凝土结构。涟钢2250mm热轧主轧线设备基础采取设置后浇带等各种措施后，在整个箱形设备基础中没有产生明显有害裂缝，得到了业主及相关部门的好评，且在混凝土配合比调整时降低了混凝土的水泥用量，也取得了较大的经济效益。

参考文献：

[ 1 ] 王铁梦工程结构裂缝控制[ M ] . 北京：中国建筑工业出版社， 1997.

作者简介：姓名：谌勇性别：男出生年：1975籍贯：湖南怀化 学历：本科职务：工程师研究方向：质量控制管理。