地下室混凝土长墙带模养护的抗裂对策.pdf

2 0 1 1 年第 6期 6月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA C0NCRETE AND CEMENT PRODUCTS 2 01 l N0 6 J u n e 地下室混凝土长墙带模养护的抗裂对策 王潇洲 ( 广东交通职业技术学院， 广州 5 1 0 6 5 0 ) 摘要 ： 以某地 下室混凝土 长墙 浇筑温控施工为例 ， 阐述 了混凝 土墙体在施工前应确定温控指标 以及 制定温控 施工的综合技 术措 施。通过 对混凝土墙体 温控指标计算分析 ， 提 出了混凝 土超 长墙 体合 理留置后 浇带 间距 、 带模 保 温养护的“ 放” 、 “ 防” 结合的抗裂对策 ， 是保证混凝 土长墙施工质量的关键。 关键词 ： 混凝 土长墙 ； 带模养护 ； 里表 温差 ； 抗 裂 ； 措施 Ab s t r a c t ：B a s e d o n t h e e x a mp l e o f t h e c o n s t r u c t i o n o f l o n g c o n c r e t e wa l l p o u rin g a n d t e mp e r a t u r e c o n t r o l l i n g o f a b a s e me n t ，t h e wo r k s o n fix i n g t h e i n d e x e s o f t e mp e r a t u r e c o n t r o l l i n g a n d e s t a b l i s h i n g c o mp l e x t e c h n i q u e me a s u r e s o f t e mp e r a t u r e c o n t r o l l i n g c o n s t ru c t i o n b e for e t h e c o n s t ruc t i o n o f c o n c r e t e wa l l a r e d e s c r i b e d T h r o u g h t h e c o mp u t a t i o n a l a n a l y s i s o n t h e i n d e x e s o f t e mp e r a t u r e c o n t r o l l i n g o f c o n c r e t e w a l 1 t h e c o u n t e r me a s u r e s o f c r a c k r e s i s t i n g “ t o r e l e a s e ”a n d t o r e s i s t ” a r e p u t f o r w a r d “ T o r e l e a s e ” me a n s r e a s o n a b l y r e s e r v i n g s p a c e f o r p o s t p o u ri n g b e l t s i n o v e r l o n g c o n c r e t e wa l 1 a n d “ T o r e s i s t ” me a n s t h a t c o n c r e t e wa l l i s c u rin g i n s u l a t i o n wi t h mo l d T h e c o u n t e r me a s u r e s a r e t h e k e y s t o g u a r a n t e e t h e c o n s t ru c t i o n q u a l i t y o f l o n g c o n c r e t e wa l 1 Ke y wo r d s ：L o n g c o n c r e t e wa l l ；C u r i n g wi t h mo l d ；He a t i n g d i f f e r e n c e b e t we e n t h e o u t s i d e a n d t h e i n s i d e ；C r a c k r e s i s t i ng ；Me a s u r e s 中图分类号 ： T U 5 2 8 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 0 - 4 6 3 7 ( 2 0 1 1 ) 0 6 - 5 8 - 0 3 0前 言 混凝土结构工程施工及验收规范 1 对现浇结 构侧模拆除的规定为 ： 在混凝土强度能保证其表面 及棱角不 因拆除模板而受损坏后 ， 方可拆除。由于 规范未对拆模 时间作出明确规定 ， 施工单位为了赶 工期或加快模板周转 ， 往往在地下室长墙混凝土终 凝后不久就拆除模板 ， 从而引起混凝土长墙开裂 的 事故时有发生。因此 ， 混凝土保温保湿养护是地下 室长墙施工 的关键环节 ， 选择一种有效 的保温保湿 养护方式 以及采取综合 的施工技术措施 ， 是控制混 凝土内表温差和混凝土内部温度应力 ， 确保混凝土 墙体施工质量的关键。 1 工程概况及技术措施 1 1 工程 概况 广东某综合大厦采用 2 2 m厚 的筏板基础 ， 其最 大尺寸为 5 8 5 mx 4 5 5 m； 地下室混凝土外墙高 3 0 m、 厚 0 3 m， 总周 长 1 9 2 m、 最 大墙 长 5 6 m， 墙 内有 间距 为 8 m的壁柱 ；混凝土为 C 3 5 、 S 8泵送商品混凝土 ， 采用 S P 一 7 0钢框胶木组合模板 。 预计超长墙 体会因混凝土 中胶凝材料水化放 热而导致温度裂缝产生 ， 必须对混凝土长墙在浇筑 前进行 温控验算分析 ， 以确定温控指标及制定温控 施工 的综合技术措施 ，保证混凝土墙体 的施工质 一 5 8一 量 。 1 2 长墙施工的主要技术措施 ( 1 ) 混凝土配合 比 水 ： 水 泥 ： 砂 ： 石 子 ： 粉煤 灰 ： U E A 型膨胀 剂= 1 7 9： 2 9 8： 7 5 7： 1 0 4 6： 6 0： 4 0( k g m ) = 0 6 0 1 ： 1 0 0： 2 5 4： 3 5 1 ： 0 2 0 1 ： 0 1 3 4 。掺合料采用 I 级磨细粉煤灰。掺 加适量 U E A膨胀剂 ， 从材料角度提高了混凝土抗裂 能力 。 ( 2 ) 混凝土浇筑 在外墙混凝土浇筑前 ， 先将独立柱和 内墙板混 凝土浇筑完毕 ， 以便集中力量进行外墙混凝土的连 续浇捣 。外墙混凝土浇筑采用 2台混凝土泵车 ， 混 凝土坍落度在现场泵送时严格控制为 1 2 0 1 5 0 mm。 混凝土浇筑从后浇带开始 ， 分层浇筑 ， 振捣密实。每 层间隔时间不超过混凝土初凝时间 ， 以避免 出现施 工 冷缝 。 ( 3 ) 长墙后浇带留置 地下室筏基对混凝土外墙具有很大的约束 ， 这 是墙体产生裂缝的主因， 宜采用后浇带及膨胀加强 带相结合的方法以减小温度收缩应力。后浇带留置 间距约为 3 0 5 0 m， 其位置应与施工缝 、 预 留洞 口综 合考虑 ， 以减少后浇带的数量及 消除预留洞 口处应 力集 中。本地下室混凝 土长墙预设 4条竖 向后浇 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 王潇洲 地下室混凝土长墙带模养护的抗裂对策 带 。后浇带采用垂直止水钢板和铁丝网隔断 ， 留置 时问不宜少于 4 2 d ，后浇带填充采用掺膨胀剂的同 等级混凝土。 2长墙带模养护措施及温控计算 2 1 长墙带模养护措施 混凝土长墙为竖向构件 ， 由于具有线长 、 面大、 不存水 、 受风影响大等特点 ， 措施不到位或养护不 及时 ， 墙体极 易出现表面裂缝甚至贯穿性裂缝 。墙 体带模养护的保温保湿时间足够长 ， 是防止长墙开 裂 的切 实有 效措 施 。 ( 1 ) 及时监测天气变化 ， 正常环境温差 下保证 至少 7 d的带模养护时间。拆模后可根据空气 的湿 度 、 温度和水泥品种及掺用的外加剂 的情况 ， 适 当 延长浇水养护时间。混凝土外墙应尽快做壁面维护 ( 抹面 、 防水 、 护砖) 和外线安装 ， 竣工后及时覆土 ， 以避免风吹干缩或遇寒流袭击 。 ( 2 ) S P 一 7 0体系钢框胶木组模板能够有效地控 制混凝土表面与大气环境 的温差 ， 起到非常好的保 温防护作用。所 以， 遇到气温骤降又连续低温的情 况 ， 一定要推迟拆模时间 ， 同时采取其它防寒措施 。 ( 3 ) 带模养护也是 为了保湿的需要 。可以在浇 筑混凝 土 2 4 h后 ， 松开或抽掉模板对拉螺栓 ， 使得 模板与墙体脱离 2 m m左右 ， 适时从上 口注水 ， 模板 与混凝土界面通过蓄水来保证墙体湿润 。模板起到 既保温又保湿的双重作用。 2 2 长墙带模养护的温控计算 ( 1 ) 混凝土 中心最高温度 = + 式 中， T i 为人模温度 ， 3月下旬取 2 6 C；为混凝 土内部最高绝热升温值 ， 其 中， 水泥用量 W= 2 9 8 k g m3 ， 5 2 5级水泥水化热 Q = 4 6 1 k J k g ，混凝土 比热 C = 0 9 7 k J k g ， 混凝土密度 y = 2 4 0 0 k g m 。 ； 散热系数 毛 = 0 6 3 。得 到 ： Z = 6 3 1 8 ( 2 ) 混凝土表面温度 ( ) T b ( t ) = T o + h ( H h ) A T ( t ) 。H 式 中， 为大气 环境温度 ， 取 2 2 ， 则 AT ( t ) = 一 = 4 1 1 8 o C； H为计算厚度 ( I n ) ， 混凝土长墙双 面散热 ， 计算厚度 H= h + 2 h ； 而 h 为混凝土虚拟厚度 ( i n ) ， 按下式计算 ： = K A 。 ( 砉 + l- ) 式中， 混凝土的导热系数 k o = 2 3 3 W ( m K ) ， 折减 系数 K = 0 6 7 ； 为第 i 层保温材料厚度 ( i n ) ， S P 一 7 0 钢框胶木组合模板厚度 8 。 = 0 0 1 2 m； A 为第 层保温 材 料 的导 热 系 数 W ( m K ) ，胶 木 模 板 的 入 - 取 0 1 7 W ( m K ) ； 13 q为 空气层 的传热 系数 ，取 2 3 0 W ( I l l K ) 。 ( 3 ) 混凝土筏基温控计算及结论 混凝土里表最大温差 ( ) = 一 ( ) ， 计算见 表 1 。 ( 4 ) 结果分析 表 1 混凝土长墙里表温差及 温控计算 带模保 温养护的混凝土墙体 内部 的温度梯度 非常平缓 ( 温差仅 4 7 4 o C ) ， 而无模板保温 ， 墙 内则产 生温度突变( 温差大 1 9 1 7 o C) 。因此 ， 在控制混凝土 早期裂缝的问题上 ， 应充分考虑边界处的温度梯度 问题 ，并 由此采用各种方法 降低边界处 的温度 突 变。所 以， 墙体带模养护 、 保证足够 的保温时间 ， 是 防止出现开裂事故 的主要措施 。 2 3 长墙带模养护措施的评价 采用长墙带模养护 与合理 留置后浇带 的主要 技术措施 ， 本工程地下室混凝土长墙未发生开裂现 象 。盲 目提前拆模以及水平浇筑距离过长是造成地 下室混凝土长墙开裂事故 的主要原 因。因此 ， 根据 工期安排和模板周转需要 ， 混凝土墙体带模保温养 护 、 合理 留置后浇带 间距 ， 是确保 钢筋混凝 土长墙 施工质量的关键 。 3长墙的抗裂对策 预防类似混凝土超长墙体的温度收缩裂缝 ， 可 采用“ 抗 ” 、 “ 放” 和“ 防” 的对策。 3 1 “ 抗 ” 的对 策 用提高混凝 土结构极 限拉伸值 的方法来抵抗 温度应力和变形 。为此 ， 在混凝土墙体 中合理配置 水平分布筋是“ 抗” 的重要对策。墙体水平配筋率宜 一 5 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 1 年第 6期 混凝土与水泥制品 总第 1 8 2期 达到 0 6 左右 、 水平筋间距宜小于 1 5 0 mm。本墙体 中配置的水平方向双排筋 1 4 l 5 0 ， 明显提高了混 凝土墙的抗变形能力 。墙体与柱连接部位应设置加 强构造筋 ， 以避免应力集 中而产生裂缝。 3 2“ 放” 的对策 尽量减少约束之间的相互制约， 允许结构 自由 变位 。后浇带是 只在施工期 间保 留的临时性变形 缝 。留置后浇带的 目的是取消永久性变形缝 ， 体现 了施工措施 “ 放” 的对策。对混凝土超长墙体采用合 理留置后浇带 间距 的办法来适应变形 的要求 ， 以释 放或减少结构的温度收缩应力 。 3 3 “ 防” 的对策 采取 防护措施来大幅减少温差 ， 并使温差及收 缩尽量缓慢 ， 以发挥混凝土应力松弛效应 。本工程 中， 混凝土墙体带模保温养护时间不少于 7 d ， 遇到 气温骤降还要推迟拆模时间 ， 就是“ 防” 的对策 。 当然 ， 综合 因素如材料优选 、 结构配筋 、 施工工 艺以及环境条件 等都影 响着结 构约束力及裂缝 的 产生。因此 ， 在施工实践中， 裂缝控制还要采取综合 技术措施。 4结束 语 保温养护的两个主要 目的， 一是通过减少混凝 土表面的热扩散 ， 从而降低混凝土浇筑体 的内外温 差值 ， 降低混凝土浇筑体 的 自约束应力 ； 二是 降低 混凝土浇筑体 的降温速率 ， 延长散热时间 ， 充 分发 挥混凝土强度 的潜力和材料 的松弛特性 ， 利用混凝 土 的抗拉强度 ， 以提高混凝土承受外约束应力时的 抗裂能力 ， 达到防止或控制温度裂缝的 目的。 本文从工程实用角度 出发 ， 探讨 了地下室混凝 土长墙温控抗裂施工技术。通过对混凝土墙体温控 指标计算分析 ， 提出的混凝土超长墙体合理 留置后 浇带 间距 、 带模保温养护 的“ 放 ” 、 “ 防” 结合抗 裂对 策 ， 是确保混凝土长墙施工质量的关键。 参考文献 ： 1 】 G B 5 0 2 0 4 - 2 0 0 2 ( 混凝土结构工程施工及 验收规范 S 】 北 京 ： 中国建筑工业出版社 ， 2 0 0 2 2 G B 5 0 4 9 6 2 0 0 9 ( 大体积 混凝 土施工规 范 S 北 京 ： 中国 计划 出版社 ， 2 0 0 9 【 3 王铁梦 工 程结构裂缝控 制 M 北京 ： 中国建筑工业 出版 社 ， 1 9 9 7 4 赵志缙 高层建筑施工手 册 ( 第 一版 ) M 上海 ： 同济大学 出版社 ， 1 9 9 1 5 谭 克锋 ， 等 筏板基础 施工 中大体积 昆凝土温度裂缝 的控 制措施【 J J 混凝 土与水 泥制 品， 2 0 0 1 ( 5 ) ： 1 7 1 8 6 】 王庆伟 钢 筋混凝土地下 室裂缝控制 J 建筑 技术 ， 2 0 t 0 ， ( 5 ) ： 4 4 3 4 4 5 收稿 日期 ： 2 0 1 1 0 4 2 8 作者简介 ： 王潇洲 ( 1 9 6 5 一 ) ， 男 ， 副教授 、 注册级建造师 ( 房屋建筑) ， 注册监 理工程师 。 通讯地址 ： 广州 市天源路 7 8 9号 联 系电话 ： 1 3 7 2 9 8 8 5 1 6 3 E -ma i l ： wx z - q z1 6 3 c o m 专 毫妊r 毫 r 窜 夸 船窖 r 童 毫 船夸 夸 妊 船毫 毫 窜 轻r 夸 r 专 ， 夸 妇夸轻r 船 夸 - 夸 窜； 晕 - 童 夸妊r 妊， 窜； 圣 r 窜 轻r 宣妊r 专 r 窖 一 专 - ， 自 k r 专k- r 宣 r ( 上接第 5 7页) 本上不存在梁端钢筋超配现象 ， 但对于二级 、 三级 抗 震等级的框架结构 ， 通过计算发现 ， 在梁柱节 点 处存在严重的梁端钢筋超配现象 ， 形成事实上的强 梁弱柱 ， 因此对结构抗震不利。 为 了使框架结构形成真正 的强柱弱梁屈 服机 制 ， 在框架柱设计 时 ， 可 以将中梁刚度放大系数取 为 2 0 ， 边梁刚度放大系数取为 1 5 ， 并将公式( 1 ) 中 的适当放大 ； 而在设计框架梁时 ， 梁的放 大刚度 系 数都取为 1 0 ，其梁端弯矩设计值也会减小 1 0 - 2 0 左右，这样一增一减 ，便可实现真正的强柱弱 梁 ， 有利于结构的抗震。 参考文献 ： 1 】叶列平 ， 曲哲 ， 等 从汶川 地震 框架 结构 震害谈 “ 强 柱弱 梁” 屈 服机制 的实现 J 建筑结构 ， 2 0 0 8 ( 1 1 ) 2 叶列 平 ， 曲哲 ， 等 提高 建筑结构抗 地震倒 塌能力 的设计 一 6 0一 思想与方法【 J 1 建筑结构学报 ， 2 0 0 8 ( 4 ) 3 】 G B 5 0 0 1 1 - 2 0 1 0 ( 建筑抗 震设计 规范 S 北 京 ： 中 国建筑 工 业 出版 社 ， 2 0 0 9 4 J G B 5 0 0 1 1 - 2 0 0 2 混凝土结 构设 计规范 S 】 北 京 ： 中国建 筑工业 出版社 ， 2 0 0 2 5 】 】 韦锋， 傅剑平， 等 我国混凝土框架结构强柱弱梁措施的 实 际控制效果 J 建 筑结 构， 2 0 0 7 ( 8 ) 6 秦朝江 ， 余征 浅析钢筋混凝 土框架 结构“ 强柱 弱梁” 设计 J 四J I I 建材 ， 2 0 0 9 ( 2 ) 收稿 日期 ： 2 1 1 1 0 4 2 1 作者简介 ： 周军文 ( 1 9 7 4 一 ) ， 男 ， 讲师 。 通讯地址 ： 常州市通江南路 2 9 9号 联 系电话 ： 1 3 9 2 1 0 3 5 9 6 1 E - ma i l ： z h o u j wc z u c a 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m