谈筏板基础大体积混凝土温度裂缝成因及施工防治措施
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【摘 要】温度裂缝是大体积混凝土结构的一种常见质量问题。在一定条件下，微小的裂缝可发展成贯穿和深层裂缝，给结构造成危害。因此有必要采取措施，避免大体积混凝土温度裂缝的发生。本文指出了大体积混凝土温度裂缝的危害性，分析了温度裂缝形成原因及种类，并从改进施工措施入手提出了相应的防治方法。
1 引言
近年来，随着我国经济的飞速发展，高层建筑数量的不断增加，筏板基础得到广泛的应用。由于基础深、底板厚、混凝土一次浇筑量大，筏板基础大体积混凝土的温度裂缝问题日益突出。
由温度引起的筏板基础大体积混凝土的裂缝可分为表面裂缝和贯穿裂缝。当裂缝产生后，容易造成侵蚀性介质容易进入混凝土内部，从而引起钢筋锈蚀，混凝土碳化，奕会使混凝土的强度降低，进而影响结构的可靠性。为此，在大体积混凝土在施工过程中必须考虑采取温度裂缝的控制措施。
2 温度裂缝的成因及危害
在筏板基础大体积混凝土施工中，水泥水化产生大量水化热。混凝土浇筑完成初期，其内部温度急剧上升，引起混凝土热胀变形。由于此时的混凝土弹性模量很小，热胀变形受约束产生的应力也很小。在混凝土降温阶段，受混凝土温度降低及多余水分蒸发等因素的影响下，混凝土产生收缩变形。但是，由于此时混凝土受到地基和结构边界条件的约束，混凝土不能自由变形，从而产生温度应力。当两种应力叠加超过混凝土的抗拉强度或拉应变超过混凝土的极限拉应变时，混凝土结构就会出现裂缝。由于其本身物理性质，混凝土结构中不可避免的存在裂缝，温度裂缝问题成为了相当普遍的工程质量问题。
裂缝的产生是结构物破坏初始阶段的标志，许多大体积混凝土结构由于未能采取有效的温度裂缝防治措施而或多或少地出现了表面和贯穿性裂缝，严重地影响了结构的承载力。此外，裂缝还会引起钢筋锈蚀、耐久性降低等问题。在混凝土结构裂缝中有80%是由变形引起，而在变形引起的裂缝中，温度及混凝土收缩导致裂缝的占大多数。因此，大体积混凝土的温度裂缝控制关系到结构能否满足可靠性的要求，已经成为了筏板基础大体积混凝土在施工过程中遇到的一个重要技术难题。
3 温度裂缝的施工防治措施
3.1 控制混凝土的出机温度和入模温度
可以通过后冷却法和预冷却法实现。后冷却法是通过水管冷却的方式来实现，水管冷却的降温方法可以降低混凝土内部温度，但同时存在着容易形成冷击、混凝土降温与徐变发展不协调等缺陷。预冷却法是从混凝土整体寻求解决温度问题的方法，在施工中能取得更好的效果。预冷却法首先要求控制混凝土的入模温度。为降低混凝土的入模温度，应从着手控制混凝土的原材料温度着手，采取遮阳措施避免骨料被太阳直射、使用地下水拌合以及向拌和水中加兑冰块。此外，应尽量缩短混凝土运输过程的时间，从而减少运输工程中混凝土吸收的热量。此外，混凝土浇筑施工也应尽量安排在气温相对较低的夜间进行。
3.2 合理安排混凝土的浇筑顺序
大量的实践证明，采用分块施工的措施可以有效地降低大体积混凝土内外温差。大体积混凝土的浇筑一般采取分块浇筑的方法，通常包括分层浇筑法和分段跳仓浇筑法。分层浇筑法是目前常采用的施工方法，又可分为全面分层法、分段分层法和斜面分层法等三种方法。
3.3 加强混凝土的温度监测和温控措施
在大体积混凝土浇筑完毕后，应加强对混凝土核心温度、內表温差以及降温速率的监测工作，并根据监测结果及时有效地调整温控方案，将温度监测与温控措施紧密的联系在一起，真正做到监测结果指导温控方案。
由于混凝土表面与环境接触，混凝土浇筑后表层热量快速向空气中扩散，从而引起表层混凝土温度降低速率过快，而混凝土内部在较长一段时间仍持续高温，进而造成较高的内表温差。因此，混凝土浇筑后必须加强表面覆盖保温措施。在混凝土的表面铺设各种保温材料，可以有效地防止混凝土表面的热量散失，降低新浇筑混凝土表面与内部之间的温差，延缓混凝土的降温速率。在当前的大体积混凝土施工中，混凝土表面保温大多采用草帘被。但草帘被易腐烂和不易固定，使用它作为混凝土表面覆盖材料的保温效果并不好，工程应用中仍会出现较多的裂缝。近年来我国塑料工业得到迅速发展，采用泡沫塑料板进行表面保温，保温效果好，施工方便，价钱便宜。
在大体积混凝土保温养护过程中，为防止混凝土的徐变与温度发展不协调现象的发生，切忌采用强制、不均匀的降温措施，例如水管冷却降温。当混凝土模板采用木质模板时，应考虑到木质模板的保温效果，确定具体拆模时间。混凝土浇筑施工过程中，还应密切关注当地气象情况，当有寒潮、降温等天气来临时应及时做好保温准备，避免混凝土在环境气温的影响下发生温度的突变，有效地控制混凝土的温度裂缝。混凝土终凝后，可在混凝土表面采取蓄水保护的措施。实践证明，蓄水养护可以在大体积混凝土工程施工中取得良好的效果，可以有效地防止混凝土的裂缝开展。为增强土体保温效果，降低气温骤降对混凝土质量造成的影响，应在混凝土筏板基础混凝土拆模后，尽快回填夯实浮土，保证混凝土质量。
3.4 提高混凝土的抗裂性能
混凝土极限拉伸值的提高，可有缓解温度裂缝。施工工艺和施工质量对混凝土的收缩值和极限拉伸值有着重要的影响。进行混凝土二次振捣，可以排除混凝土中的游离水分和空隙，增强钢筋与混凝土的粘结，防止因混凝土沉落而出现的裂缝，增加混凝土的密实度，进而提高混凝土抗裂性能。混凝土二次振捣的恰当时间是指混凝土经振捣后尚能恢复到塑性状态的时间，一般称为振动界限。
粗略确定二次振捣恰当时间的方法是在逐渐拔出振捣棒后，混凝土可以自行闭合，并不会在其中留下孔洞，则可认为此时的二次振捣的时间是恰当的。更加准确地判定二次振捣的适宜时间可采用测定贯入阻力值的方法。为了不对已经成型的混凝土造成损伤，应在标准贯入阻力值达到350N/cm2以前进行二次振捣。
此外，采用二次投料的砂浆裹石或净浆裹石搅拌新工艺，可以进一步提高混凝土的质量。这样可以使硬化后的界面过渡层的结构致密，粘结加强，有效地防止水分向石子与水泥砂浆界面的集中，从而将混凝土的强度提高10%～20%左右，同时混凝土的抗拉强度和极限拉伸值也得到了提高。
4 结语
温度裂缝是大体积混凝土结构施工中普遍存在的一种现象，它的出现不仅会降低建筑物的抗渗能力，影响建筑物的使用功能，而且会引起钢筋的锈蚀，混凝土的碳化，降低材料的耐久性，影响建筑物的承载能力。因此要对混凝土温度裂缝进行认真研究、区别对待，采用合理的方法进行处理，并在施工中采取各种有效的预防措施来预防裂缝的出现和发展，保证建筑物和构件安全、稳定地工作。