東一時(shí)區(qū)位于朝陽區(qū)建國(guó)路雙會(huì)橋南1號(hào)，占地350000m2，總建筑面積450000m2。該項(xiàng)目由加拿大BDCL建筑設(shè)計(jì)公司擔(dān)綱設(shè)計(jì)，擁有地標(biāo)性塔樓、小高層板樓、多層板樓等多種建筑形式，自西向東自然形成城市區(qū)、過渡區(qū)、自然區(qū)三個(gè)主題區(qū)域。目前，由于混凝土結(jié)構(gòu)在建設(shè)和使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)不同程度、不同形式的裂縫，而大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫更為普遍。針對(duì)結(jié)構(gòu)裂縫在施工中常見且不易控制的問題，本文將結(jié)合東一時(shí)區(qū)1號(hào)~6號(hào)樓的大體積鋼筋混凝土筏基施工情況，分析了溫度對(duì)混凝土裂縫的影響，介紹了大體積鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制的施工措施，以期能夠?yàn)榇蠹姨峁┮恍﹨⒖肌?nbsp;
東一時(shí)區(qū)1號(hào)~6號(hào)樓包含兩棟22層的高層樓、兩棟多層框架樓、部分商業(yè)裙樓及地下兩層?？偨ㄖ娣e150300m2。該工程的基礎(chǔ)為一整體平板式筏基，長(zhǎng)185m，寬95m，基礎(chǔ)埋深12.5m。然而，各個(gè)區(qū)域基礎(chǔ)的厚度各不相同，裙樓處0.8m，A區(qū)、C區(qū)主樓1.5m，B區(qū)主樓2.5m，再通過寬0.8m、1.2m的后澆帶將整體平板式筏基分成6塊（見圖1）?；A(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30、S8自防水混凝土。周圍外墻的施工縫位于筏板上表面200mm處。全部筏基混凝土澆筑量為28000m3，其中B區(qū)的混凝土澆筑量為17000m3。
大體積鋼筋混凝土施工裂縫控制
大體積鋼筋混凝土施工的關(guān)鍵是控制裂縫的產(chǎn)生，而裂縫控制涉及到施工、設(shè)計(jì)、環(huán)境等多方面因素。首先是控制材料的質(zhì)量和混凝土配比，而重點(diǎn)是控制施工各階段的溫度。為了驗(yàn)算由溫差和混凝土收縮所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，是否超過當(dāng)時(shí)的基礎(chǔ)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，我們進(jìn)行了防裂的理論計(jì)算，以便制定有效防裂措施。假設(shè)選取平面尺寸及厚度較大的B2區(qū)進(jìn)行驗(yàn)算，其短邊長(zhǎng)54.78m，厚度2.5m，2.5/54.78=0.048﹤0.2，符合均勻收縮的假定。
1．計(jì)算絕熱溫升值及各齡期的降溫溫差：
Tmax= WQ/CV=335×334720/ (993.7×2400) =47℃
齡期3d時(shí)水化熱最大，其絕熱溫升值：
T3=0.65×Tmax =0.65×47=30.6℃
各齡期混凝土的降溫溫差如下：
T（3—6）=1.41℃；T（6—9）=2.35℃；T（9—12）=4.23℃；
T（12—15）=4.7℃；T（15—18）=4.23℃；T（18—21）=2.8℃；
T（21—24）=1.9℃；T（24—27）=1.41℃；T（27—30）=0.47℃；
2．各齡期混凝土的收縮當(dāng)量溫差
按照：Ty(t) =εy(t) /α
εy(t)= εy（1-e-0.01t）·M1·M2·…·Mn
計(jì)算得：Ty（3—6）=1.35℃；Ty（6—9）=1.31℃；Ty（9—12）=1.37℃；
Ty（12—15）=1.26℃；Ty（15—18）=1.28℃；Ty（18—21）=1.18℃；
Ty（21—24）=1.15℃；Ty（24—27）=2.31℃；Ty（27—30）=1.10℃；
3．各齡期混凝土的綜合溫差
由各齡期的降溫溫差和收縮當(dāng)量溫差相加而得。如：T（3—6）=1.41+1.35=2.76℃
4．各齡期混凝土彈性模量
按公式E（T）= Ec（1- e-0.09t）計(jì)算得：
E（3）= 0.26 ×105 （1 - e -0.09t）= 0.0616×105N/mm2
E（6）= 0.108×105N/mm2；E（9）= 0.1443×105N/mm2；
E（12）= 0.1716×105N/mm2；E（15）= 0.1924×105N/mm2；
E（18）= 0.2080×105N/mm2；E（21）= 0.2210×105N/mm2；
E（24）= 0.2370×105N/mm2；E（27）= 0.2371×105N/mm2；
E（30）= 0.2430×105N/mm2。
5．計(jì)算最大溫度應(yīng)力
按照公式Δσi= Ei·α·ΔTi·{1-1/[chβ(L/2)]}·S
=2.172×10-3
Cx——地基土壤阻力系數(shù)，取10；
H——基礎(chǔ)厚度，為2500 mm；
L——基礎(chǔ)長(zhǎng)度，為54000 mm；
α——混凝土線膨脹系數(shù)，為1×105℃；
S——應(yīng)用松弛系數(shù)，查表用0.545。
σ(3—6)= [（0.0616×105 + 0.108×105）/2]×1×10-5×2.76×{1-1/[ch2.172×10-3×(5400/2)]}×0.545＝0.127 N/mm2
同理得：σ(6—9)=0.17 N/mm2；σ(9—12)=0.126N/mm2；
σ(12—15)=0.275 N/mm2；σ(15—18)=0.276N/mm2；
σ(18—21)=0.18 N/mm2；σ(21—24)=0.14N/mm2；
σ(24—27)=0.126 N/mm2；σ(27—30)=0.073N/mm2；
σ(max) =σ(3—6)+ σ(6—9) +…+σ(27—30) =0.17 + 0.126+…+ 0.073 = 1. 493 N/mm2
綜上所述，混凝土30d齡期抗拉強(qiáng)度為1. 75 N/ mm2，抗拉安全系數(shù)為1. 76/1. 493 = l.172﹥1.15，能夠滿足要求，但富余量不大，雖然設(shè)計(jì)中鋼筋布置較密，且配有抗裂筋，但還是應(yīng)該采取防裂措施。底板混凝土內(nèi)部的最高溫度為：3d后的實(shí)際溫度30.6℃+混凝土入模溫度30℃= 60.6℃；混凝土表面溫度可達(dá)到30℃~40℃。基于北京夏季日平均溫度在25℃~28℃，因此這表明混凝土整體澆筑后不會(huì)產(chǎn)生表面裂縫。
大體積鋼筋混凝土施工措施
1．混凝土的配制
混凝土選用低熱值的礦渣水泥或普通硅酸鹽425號(hào)水泥，用量在356kg/m3以內(nèi)，摻入10%的粉煤灰，以減少水化熱，增加可泵性。粗骨料要求選用含泥量﹤1%，針片狀顆粒﹤15%的碎石，細(xì)骨料為細(xì)度模數(shù)﹥2.3，含泥量﹤3%的粗中砂，水灰比控制為0.5，坍落度180mm~200mm。
另外，按水泥用量的14%摻入U(xiǎn)EA膨脹劑，能有效防止龜裂，提高防水性能。摻入 0.7%EP-T型緩凝減水劑，對(duì)水泥的水化熱有延時(shí)、延峰的作用（試驗(yàn)復(fù)試可緩凝18h），大大提高了混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能。
2．主要施工措施
?。?）鋼筋：在墊層上量出頂層及底層筋的位置，按照量線排放鋼筋，頂層和底層鋼筋架立采用架立柱，架立柱由6φ25二級(jí)鋼筋作立筋，φ10@200箍筋綁焊構(gòu)成，間距1500mm。
?。?）澆筑：由遠(yuǎn)到近、自下而上逐層沿混凝土的流淌方向連續(xù)澆筑，在前一層混凝土初凝之前將后一層混凝土澆灌完畢，并沿混凝土推移方向逐段拆卸泵管。
?。?）振搗：在出料口布置兩臺(tái)振搗棒，解決上部振搗；在流淌坡角處布置兩臺(tái)振搗棒，確保混凝土密實(shí)。為了防止混凝土集中堆積，應(yīng)該先振搗出料口處，形成自然流淌坡度；然后全面振搗，振搗時(shí)間15s~30s為宜，并以砂漿上浮，石子下沉不出氣泡為止，插捧間距400mm~500mm為宜。
?。?）表面處理：泵送混凝土表面水泥砂漿較厚，振搗后用長(zhǎng)度3m的刮尺刮平、搓壓、整平、檢查標(biāo)高，待至初凝階段將一種礦物骨料耐磨損地面材料均勻地撒于表面，用磨光機(jī)磨光，使耐磨材料與混凝土形成一個(gè)整體，成為高致密性的耐磨地面，滿足地下車庫地面的要求。實(shí)踐證明這種地面處理方法，能減少混凝土水分蒸發(fā)，防止筏基表面出現(xiàn)沉裂現(xiàn)象，增強(qiáng)抗裂能力，并能在8h內(nèi)轉(zhuǎn)入下道工序。
?。?）養(yǎng)護(hù)：耐磨地面處理完后立即灑水，嚴(yán)密覆蓋一層塑料布和一層巖棉被，減少內(nèi)外溫差。
?。?）接縫施工。一方面由于筏板基礎(chǔ)的頂?shù)字杏腥龑铀戒摻?，支設(shè)和拆除側(cè)面模板相當(dāng)困難，因此后澆帶采用小網(wǎng)眼鋼板作為側(cè)面模板，同時(shí)穿過鋼筋固定，澆筑完混凝土后小網(wǎng)眼鋼板也不必取出。小網(wǎng)眼鋼板內(nèi)貼一層鋼絲窗紗，既減少了漏漿，也增強(qiáng)了豎向抗裂性能。另一方面，外墻施工縫設(shè)置兩道止水帶，一道鋼板止水帶置于外墻正中，另一道橡膠止水帶置于外墻外皮處，這樣可有效防止外墻施工縫處滲漏。
?。?）測(cè)溫：因?yàn)榈装灞砻嫦禂?shù)大，只能在不同部位代表性地布孔測(cè)溫，測(cè)溫管采用了φ40鋼管，底部焊上底板，用溫度計(jì)測(cè)溫，測(cè)溫時(shí)間間隔為前三天2h一次，此后4h一次，要求密切注意觀測(cè)混凝土內(nèi)部溫度變化。測(cè)溫時(shí)若發(fā)現(xiàn)內(nèi)外溫差﹥25℃，就需要及時(shí)加蓋巖棉被。
?。?）為了控制入模溫度在30℃以下，可采用的方法是：①用巖棉被覆蓋砂石，減少陽光直曬；②泵管上包裹隔熱材料，并灑水降溫；③氣溫超過35℃時(shí)，攪拌混凝土并加入冰水。
大體積鋼筋混凝土施工體會(huì)
東一時(shí)區(qū)1號(hào)~6號(hào)樓工程基礎(chǔ)施工完成后，經(jīng)過一冬一夏的觀察均未發(fā)現(xiàn)任何裂縫，總結(jié)其原因在于：①適度的配筋率是抗裂的基本保證；②加入高效緩凝劑，推遲水化熱峰值的出現(xiàn)，相應(yīng)地提高該時(shí)刻的混凝土抗拉強(qiáng)度；③鋼筋架林柱將頂層和底層的鋼筋連為整體，后澆帶側(cè)面設(shè)小網(wǎng)眼鋼板和密目鋼板網(wǎng)作為固定模板，對(duì)約束混凝土裂縫能起到一定作用；④施工中精心組織、嚴(yán)格管理，是大體積混凝土筏基抗裂的組織保證。總之，我們相信通過上述措施，可以有效防止混凝土的溫差裂縫和塑性收縮裂紋，保證大體積鋼筋混凝土筏基的工程質(zhì)量。
東一時(shí)區(qū)1號(hào)~6號(hào)樓包含兩棟22層的高層樓、兩棟多層框架樓、部分商業(yè)裙樓及地下兩層?？偨ㄖ娣e150300m2。該工程的基礎(chǔ)為一整體平板式筏基，長(zhǎng)185m，寬95m，基礎(chǔ)埋深12.5m。然而，各個(gè)區(qū)域基礎(chǔ)的厚度各不相同，裙樓處0.8m，A區(qū)、C區(qū)主樓1.5m，B區(qū)主樓2.5m，再通過寬0.8m、1.2m的后澆帶將整體平板式筏基分成6塊（見圖1）?；A(chǔ)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30、S8自防水混凝土。周圍外墻的施工縫位于筏板上表面200mm處。全部筏基混凝土澆筑量為28000m3，其中B區(qū)的混凝土澆筑量為17000m3。
大體積鋼筋混凝土施工裂縫控制
大體積鋼筋混凝土施工的關(guān)鍵是控制裂縫的產(chǎn)生，而裂縫控制涉及到施工、設(shè)計(jì)、環(huán)境等多方面因素。首先是控制材料的質(zhì)量和混凝土配比，而重點(diǎn)是控制施工各階段的溫度。為了驗(yàn)算由溫差和混凝土收縮所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力，是否超過當(dāng)時(shí)的基礎(chǔ)混凝土的極限抗拉強(qiáng)度，我們進(jìn)行了防裂的理論計(jì)算，以便制定有效防裂措施。假設(shè)選取平面尺寸及厚度較大的B2區(qū)進(jìn)行驗(yàn)算，其短邊長(zhǎng)54.78m，厚度2.5m，2.5/54.78=0.048﹤0.2，符合均勻收縮的假定。
1．計(jì)算絕熱溫升值及各齡期的降溫溫差：
Tmax= WQ/CV=335×334720/ (993.7×2400) =47℃
齡期3d時(shí)水化熱最大，其絕熱溫升值：
T3=0.65×Tmax =0.65×47=30.6℃
各齡期混凝土的降溫溫差如下：
T（3—6）=1.41℃；T（6—9）=2.35℃；T（9—12）=4.23℃；
T（12—15）=4.7℃；T（15—18）=4.23℃；T（18—21）=2.8℃；
T（21—24）=1.9℃；T（24—27）=1.41℃；T（27—30）=0.47℃；
2．各齡期混凝土的收縮當(dāng)量溫差
按照：Ty(t) =εy(t) /α
εy(t)= εy（1-e-0.01t）·M1·M2·…·Mn
計(jì)算得：Ty（3—6）=1.35℃；Ty（6—9）=1.31℃；Ty（9—12）=1.37℃；
Ty（12—15）=1.26℃；Ty（15—18）=1.28℃；Ty（18—21）=1.18℃；
Ty（21—24）=1.15℃；Ty（24—27）=2.31℃；Ty（27—30）=1.10℃；
3．各齡期混凝土的綜合溫差
由各齡期的降溫溫差和收縮當(dāng)量溫差相加而得。如：T（3—6）=1.41+1.35=2.76℃
4．各齡期混凝土彈性模量
按公式E（T）= Ec（1- e-0.09t）計(jì)算得：
E（3）= 0.26 ×105 （1 - e -0.09t）= 0.0616×105N/mm2
E（6）= 0.108×105N/mm2；E（9）= 0.1443×105N/mm2；
E（12）= 0.1716×105N/mm2；E（15）= 0.1924×105N/mm2；
E（18）= 0.2080×105N/mm2；E（21）= 0.2210×105N/mm2；
E（24）= 0.2370×105N/mm2；E（27）= 0.2371×105N/mm2；
E（30）= 0.2430×105N/mm2。
5．計(jì)算最大溫度應(yīng)力
按照公式Δσi= Ei·α·ΔTi·{1-1/[chβ(L/2)]}·S
=2.172×10-3
Cx——地基土壤阻力系數(shù)，取10；
H——基礎(chǔ)厚度，為2500 mm；
L——基礎(chǔ)長(zhǎng)度，為54000 mm；
α——混凝土線膨脹系數(shù)，為1×105℃；
S——應(yīng)用松弛系數(shù)，查表用0.545。
σ(3—6)= [（0.0616×105 + 0.108×105）/2]×1×10-5×2.76×{1-1/[ch2.172×10-3×(5400/2)]}×0.545＝0.127 N/mm2
同理得：σ(6—9)=0.17 N/mm2；σ(9—12)=0.126N/mm2；
σ(12—15)=0.275 N/mm2；σ(15—18)=0.276N/mm2；
σ(18—21)=0.18 N/mm2；σ(21—24)=0.14N/mm2；
σ(24—27)=0.126 N/mm2；σ(27—30)=0.073N/mm2；
σ(max) =σ(3—6)+ σ(6—9) +…+σ(27—30) =0.17 + 0.126+…+ 0.073 = 1. 493 N/mm2
綜上所述，混凝土30d齡期抗拉強(qiáng)度為1. 75 N/ mm2，抗拉安全系數(shù)為1. 76/1. 493 = l.172﹥1.15，能夠滿足要求，但富余量不大，雖然設(shè)計(jì)中鋼筋布置較密，且配有抗裂筋，但還是應(yīng)該采取防裂措施。底板混凝土內(nèi)部的最高溫度為：3d后的實(shí)際溫度30.6℃+混凝土入模溫度30℃= 60.6℃；混凝土表面溫度可達(dá)到30℃~40℃。基于北京夏季日平均溫度在25℃~28℃，因此這表明混凝土整體澆筑后不會(huì)產(chǎn)生表面裂縫。
大體積鋼筋混凝土施工措施
1．混凝土的配制
混凝土選用低熱值的礦渣水泥或普通硅酸鹽425號(hào)水泥，用量在356kg/m3以內(nèi)，摻入10%的粉煤灰，以減少水化熱，增加可泵性。粗骨料要求選用含泥量﹤1%，針片狀顆粒﹤15%的碎石，細(xì)骨料為細(xì)度模數(shù)﹥2.3，含泥量﹤3%的粗中砂，水灰比控制為0.5，坍落度180mm~200mm。
另外，按水泥用量的14%摻入U(xiǎn)EA膨脹劑，能有效防止龜裂，提高防水性能。摻入 0.7%EP-T型緩凝減水劑，對(duì)水泥的水化熱有延時(shí)、延峰的作用（試驗(yàn)復(fù)試可緩凝18h），大大提高了混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能。
2．主要施工措施
?。?）鋼筋：在墊層上量出頂層及底層筋的位置，按照量線排放鋼筋，頂層和底層鋼筋架立采用架立柱，架立柱由6φ25二級(jí)鋼筋作立筋，φ10@200箍筋綁焊構(gòu)成，間距1500mm。
?。?）澆筑：由遠(yuǎn)到近、自下而上逐層沿混凝土的流淌方向連續(xù)澆筑，在前一層混凝土初凝之前將后一層混凝土澆灌完畢，并沿混凝土推移方向逐段拆卸泵管。
?。?）振搗：在出料口布置兩臺(tái)振搗棒，解決上部振搗；在流淌坡角處布置兩臺(tái)振搗棒，確保混凝土密實(shí)。為了防止混凝土集中堆積，應(yīng)該先振搗出料口處，形成自然流淌坡度；然后全面振搗，振搗時(shí)間15s~30s為宜，并以砂漿上浮，石子下沉不出氣泡為止，插捧間距400mm~500mm為宜。
?。?）表面處理：泵送混凝土表面水泥砂漿較厚，振搗后用長(zhǎng)度3m的刮尺刮平、搓壓、整平、檢查標(biāo)高，待至初凝階段將一種礦物骨料耐磨損地面材料均勻地撒于表面，用磨光機(jī)磨光，使耐磨材料與混凝土形成一個(gè)整體，成為高致密性的耐磨地面，滿足地下車庫地面的要求。實(shí)踐證明這種地面處理方法，能減少混凝土水分蒸發(fā)，防止筏基表面出現(xiàn)沉裂現(xiàn)象，增強(qiáng)抗裂能力，并能在8h內(nèi)轉(zhuǎn)入下道工序。
?。?）養(yǎng)護(hù)：耐磨地面處理完后立即灑水，嚴(yán)密覆蓋一層塑料布和一層巖棉被，減少內(nèi)外溫差。
?。?）接縫施工。一方面由于筏板基礎(chǔ)的頂?shù)字杏腥龑铀戒摻?，支設(shè)和拆除側(cè)面模板相當(dāng)困難，因此后澆帶采用小網(wǎng)眼鋼板作為側(cè)面模板，同時(shí)穿過鋼筋固定，澆筑完混凝土后小網(wǎng)眼鋼板也不必取出。小網(wǎng)眼鋼板內(nèi)貼一層鋼絲窗紗，既減少了漏漿，也增強(qiáng)了豎向抗裂性能。另一方面，外墻施工縫設(shè)置兩道止水帶，一道鋼板止水帶置于外墻正中，另一道橡膠止水帶置于外墻外皮處，這樣可有效防止外墻施工縫處滲漏。
?。?）測(cè)溫：因?yàn)榈装灞砻嫦禂?shù)大，只能在不同部位代表性地布孔測(cè)溫，測(cè)溫管采用了φ40鋼管，底部焊上底板，用溫度計(jì)測(cè)溫，測(cè)溫時(shí)間間隔為前三天2h一次，此后4h一次，要求密切注意觀測(cè)混凝土內(nèi)部溫度變化。測(cè)溫時(shí)若發(fā)現(xiàn)內(nèi)外溫差﹥25℃，就需要及時(shí)加蓋巖棉被。
?。?）為了控制入模溫度在30℃以下，可采用的方法是：①用巖棉被覆蓋砂石，減少陽光直曬；②泵管上包裹隔熱材料，并灑水降溫；③氣溫超過35℃時(shí)，攪拌混凝土并加入冰水。
大體積鋼筋混凝土施工體會(huì)
東一時(shí)區(qū)1號(hào)~6號(hào)樓工程基礎(chǔ)施工完成后，經(jīng)過一冬一夏的觀察均未發(fā)現(xiàn)任何裂縫，總結(jié)其原因在于：①適度的配筋率是抗裂的基本保證；②加入高效緩凝劑，推遲水化熱峰值的出現(xiàn)，相應(yīng)地提高該時(shí)刻的混凝土抗拉強(qiáng)度；③鋼筋架林柱將頂層和底層的鋼筋連為整體，后澆帶側(cè)面設(shè)小網(wǎng)眼鋼板和密目鋼板網(wǎng)作為固定模板，對(duì)約束混凝土裂縫能起到一定作用；④施工中精心組織、嚴(yán)格管理，是大體積混凝土筏基抗裂的組織保證。總之，我們相信通過上述措施，可以有效防止混凝土的溫差裂縫和塑性收縮裂紋，保證大體積鋼筋混凝土筏基的工程質(zhì)量。
