董文峰，李璐，趙占兵

（國核工程有限公司，山東 榮成264312）

1 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，大體積混凝土在大型設(shè)備基礎(chǔ)及高層建筑基礎(chǔ)筏基底板施工中也越來越常見，但因?yàn)榛炷翜囟葢?yīng)力及收縮應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫卻極難避免，對(duì)工程結(jié)構(gòu)的耐久性及使用性能產(chǎn)生較為不利的影響。

2 工程概述

某核電項(xiàng)目筏基底板平面由多邊形與半圓形組合而成，長度約90m，最大寬度約60m，最小寬度約35m，大部分區(qū)域厚度為3.7m，平面面積為4 150m2，一次性整體澆筑混凝土量超過14 000m3。

3 混凝土配合比

根據(jù)設(shè)計(jì)文件要求，粉煤灰用量不大于膠凝材料總量的30%，水泥用量不小于268kg，如果粉煤灰替代超過25%的膠凝材料，則允許對(duì)最小水泥用量進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。本次澆筑配合比在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)最大限度地使用粉煤灰替代水泥，從根本上有效降低了混凝土水化熱，防止產(chǎn)生溫度裂縫。

4 設(shè)計(jì)優(yōu)化

4.1 設(shè)置抗裂鋼筋及構(gòu)造鋼筋

為抵抗溫度變化導(dǎo)致混凝土開裂，筏基底板表面設(shè)置抗裂鋼筋網(wǎng)片，采用φ12mm@150mm 雙向布置。在底板厚度不超過2m 的區(qū)域范圍內(nèi)設(shè)置平行板面的構(gòu)造鋼筋網(wǎng)片，按底板厚度均分布置，對(duì)整體筏基區(qū)域混凝土起一定的拉結(jié)維護(hù)作用。

4.2 平面設(shè)計(jì)優(yōu)化

某核電機(jī)組筏基中心為半徑R=12m 的圓形，相對(duì)于同類型機(jī)組中心多邊形設(shè)計(jì)，有效減少了棱角數(shù)量，防止產(chǎn)生應(yīng)力集中的現(xiàn)象。同時(shí)，對(duì)圓弧段區(qū)與直墻段相交部位進(jìn)行倒角處理，避免應(yīng)力集中。

5 混凝土施工

5.1 混凝土澆筑

為了降低大體積混凝土總溫升和減少結(jié)構(gòu)的內(nèi)外溫差值，控制出機(jī)溫度和澆筑溫度同樣重要。根據(jù)混凝土各組成成分拌和前后熱量相等原理，結(jié)合相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，按照對(duì)出機(jī)溫度的影響程度排序?yàn)椋菏?、水、砂、水泥。按照?guī)范要求計(jì)算混凝土原材料拌和前溫度達(dá)到控制出機(jī)溫度的目的?；炷琉B(yǎng)護(hù)期間最高溫度為混凝土入模溫度與溫升值之和。因此，盡量降低入模溫度有利于控制混凝土最高溫度。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求入模溫度5～26℃，而實(shí)際澆筑入模溫度為9～13℃，通過降低入模溫度從而降低養(yǎng)護(hù)期間混凝土內(nèi)部最高溫度，降低裂縫出現(xiàn)的可能性[1,2]。

5.2 混凝土振搗

本次筏基混凝土澆筑方式為斜向分層（每層厚度為40cm），對(duì)于2 層混凝土澆筑時(shí)間間隔不超過2h 的部位，通過對(duì)上層混凝土振搗時(shí)，振搗棒插入下層混凝土5cm 進(jìn)行振搗，達(dá)到二次振搗的效果，增加上下2 層混凝土結(jié)合的密實(shí)程度，減少內(nèi)部裂紋，從而提高混凝土整體強(qiáng)度和抗裂性[3]。

5.3 混凝土收面

對(duì)于平整表面壓面處理區(qū)域，表面處理不得少于3 遍抹壓，即混凝土澆筑振搗后先按設(shè)計(jì)標(biāo)高用2m 刮尺刮平，混凝土收水并開始初凝時(shí)，對(duì)表面進(jìn)行抹壓，然后在混凝土終凝前進(jìn)行再次抹面。由于混凝土澆筑較厚，面層易產(chǎn)生浮漿，對(duì)于面層浮漿，需要時(shí)刻觀察其變化情況，發(fā)現(xiàn)干縮裂縫時(shí)及時(shí)再次抹壓[4]。

5.4 混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土養(yǎng)護(hù)包括以下幾方面：（1）搭設(shè)混凝土養(yǎng)護(hù)棚。采用保溫保濕的養(yǎng)護(hù)方法，搭設(shè)養(yǎng)護(hù)棚以降低外部天氣變化對(duì)混凝土養(yǎng)護(hù)的影響。（2）控制養(yǎng)護(hù)水溫度。整個(gè)養(yǎng)護(hù)過程保證混凝土面一直處于濕潤狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)干燥表面及時(shí)補(bǔ)水，參考標(biāo)準(zhǔn)求控制養(yǎng)護(hù)用水溫度不低于混凝土表面溫度11℃，避免干縮裂縫。（3）及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)覆蓋。筏基底板所有側(cè)面均采用帶模養(yǎng)護(hù)，并在面板外填塞一層保溫巖棉。底板插筋區(qū)域采用鋪設(shè)多層土工布，對(duì)于墻體插筋區(qū)、截面較大位置頂面可增鋪保溫巖棉[3]。

5.5 混凝土監(jiān)測(cè)

大體積混凝土由于其內(nèi)部溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)在養(yǎng)護(hù)過程中的不均勻性，同時(shí)受到外部約束的影響，如不精心施工極易產(chǎn)生裂縫。為了保證筏基混凝土的整體性，避免產(chǎn)生有害裂縫，養(yǎng)護(hù)過程中按照GB 50496—2018《大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)》[6]要求進(jìn)行溫度、應(yīng)力應(yīng)變監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)掌握混凝土典型部位的實(shí)際狀態(tài)，監(jiān)控整個(gè)底板混凝土的內(nèi)部溫度場(chǎng)的應(yīng)力分布規(guī)律，從而及時(shí)有效地指導(dǎo)養(yǎng)護(hù)工作，避免混凝土溫度裂縫。通過監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)筏基混凝土中各測(cè)點(diǎn)應(yīng)變基本處于受壓狀態(tài)，只有少量測(cè)點(diǎn)在養(yǎng)護(hù)后期處于受拉狀態(tài)，拉應(yīng)力值并未超過混凝土的極限抗拉強(qiáng)度。

5.6 混凝土質(zhì)量

混凝土養(yǎng)護(hù)完成后對(duì)表面質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收，相較于相似類型機(jī)組筏基底板裂縫數(shù)量明顯減少。經(jīng)過對(duì)本次混凝土養(yǎng)護(hù)期間測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)及補(bǔ)水情況分析，出現(xiàn)裂縫位置溫度及應(yīng)力監(jiān)測(cè)無異常，養(yǎng)護(hù)期間無失水，該部分裂縫為現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫結(jié)束并拆除養(yǎng)護(hù)材料后出現(xiàn)的干縮裂縫，并經(jīng)采用超聲波法及鑿除法測(cè)得的裂縫深度顯示均為非貫穿性的淺表裂縫。

6 結(jié)語

通過對(duì)本次某核電項(xiàng)目筏基大體積混凝土澆筑全過程的裂縫控制措施進(jìn)行分析總結(jié)后，得出結(jié)論如下：（1）通過采用低熱水泥并盡量用粉煤灰替代水泥等措施，從根本上降低混凝土硬化過程中自身的水化熱量，從而減小基礎(chǔ)底板的溫度應(yīng)力；（2）混凝土配合比設(shè)計(jì)中添加適量的緩凝減水劑，可延長水泥水化時(shí)間及混凝土塑性時(shí)間，降低大體積混凝土內(nèi)外溫差，使混凝土內(nèi)部應(yīng)力緩慢釋放，降低溫度裂縫出現(xiàn)的可能性；（3）混凝土拌和過程中控制好出機(jī)溫度，運(yùn)輸過程中做好保溫，降低混凝土入模溫度；施工過程中加強(qiáng)質(zhì)量控制，進(jìn)行二次振搗及抹面，保證上下2 層混凝土緊密結(jié)合，減少內(nèi)部微裂縫；養(yǎng)護(hù)期間及時(shí)補(bǔ)水并盡量保證養(yǎng)護(hù)水溫與混凝土表面溫度相近；（4）養(yǎng)護(hù)時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整混凝土表面覆蓋和保溫保濕條件，從而控制養(yǎng)護(hù)過程中和養(yǎng)護(hù)拆除時(shí)的內(nèi)部拉應(yīng)力低于混凝土極限抗拉強(qiáng)度，達(dá)到控制裂縫開展的目的。