深基坑支护的超期使用与加固
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摘要：介绍了建筑的大体积砼的特点，及其对大体积砼工程中所取得的成就，介绍大体积砼结构裂缝产生的原因并以材料、施工、设计和维护等几个方面进行了综合解决，并提出预防和和减少砼裂缝的方法和施工中所要注意的几个问题。
关键词：大体积砼;裂缝;控制
1建筑工程大体积混凝土的特性
大体积混凝土，国内尚无一个确切定义。日本建筑学会标准(JASS5)中规定：“结构断面最小厚度在80cm以上的，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25°C混凝土，称为大体积混凝土”。美国混凝土学会(ACI)中规定：“任何就地浇筑的大体积混凝土，其尺寸之大小，必须要求采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题，并以最大限度减少开裂”。
近十几年来，由于高层建筑的发展，其基础多采用了箱基等大体积混凝土，具有以下几个特点：
混凝土设计强度较高，单方水泥用量较多，水化热引起的混凝土内部温度较一般混凝土要大的多;结构断面内配筋较多，整体性要求较高;基础结构大多埋置地下，虽然受外界温度变化的影响较小，但要求抗渗性能较高。
因此，控制混凝土的内外温差和温度变形而造成的裂缝，提高混凝土的抗渗、抗裂和抗侵蚀性能，是建筑工程中大体积混凝土施工中的一个极为关键的问题。
对大体积混凝土的温度控制，目前国内尚无正式规定，过去曾提出内外温差应控制在20°C以内，南方一些地区规定控制在25°C以内。宝钢工程的大体积混凝土施工，温度控制在30°C。从国内的`施工实践来看，混凝土的温升和温差与表面系数有关，单面散热的结构断面最小厚度75cm，双面散热在100cm以上，水化热引起混凝土内外最高温差预计超过25°C的混凝土结构，可按大体积混凝土施工。
20世纪80年代以来，全国一些大城市建造了一批高层建筑和高耸构筑物。这些建筑物的基础，大多采用大体积混凝土，通过这些工程的实践，促进了大体积混凝土施工技术的发展。
对大体积混凝土工程的研究，取得不少成就，主要有：在设计上，改善了大体积混凝土的约束条件以及结构薄弱环节，提出了行之有效的措施;在施工技术上，从选料、配合比设计、施工方法、施工季节的选定和测温养护等，采取了一系列综合性的措施，有效克服了大体积混凝土的裂缝问题。
2大体积混凝土的施工
2.1施工工艺
大体积混凝土施工，一般在低温条件下进行，即最高气温≤30°C为宜。当气温大于30°C时，应周密分析和计算温度应力，并采取相应的降低温差减少温度应力的措施。
混凝土的配制，应严格掌握各种原材料的配合比。混凝土的搅拌时间为，自全部拌合料装入搅拌筒内起到卸料止，一般不少于1.5min～2min。雨季施工期间，应勤测含水量，并随时调整用水量和粗细骨料用量。
搅拌后的混凝土，应及时运至浇筑地点，入模浇筑。在运送过程中，要防止混凝土离析、灰浆流失、坍落度等变化现象，如发生离析现象，必须进行人工二次拌合方可入模。
2.2施工中注意的问题
2.2.1泌水和浮浆的问题
大体积混凝土施工，由于混凝土采取分层浇筑，上下层施工的间隔时间较长(一般为1.5～3h，即控制在凝结前)，因此各浇筑层易产生泌水层，采用泵送混凝土施工时，尤为严重。解决的办法是，可在结构四周侧模的底部开设排水孔，使多余的水分从孔中自然排走，或利用正式设计的集水坑或人为的“水潭”，将多余水分集中后用专门的软轴泵或隔膜泵抽水排出。对于墙体等竖向结构，可用调整配合比和坍落度的办法解决。
2.2.2后浇缝的留置与处理
大体积混凝土施工中，合理的分缝分块，不仅可以减轻约束作用，缩小约束范围;同时也可利用浇筑块的层面进行散热，降低混凝土内部的温度。另外，尚可满足绑扎钢筋、预埋螺栓等工序的操作需要。但接缝的处理必须满足防止渗漏水的要求。
后浇缝的设置和处理如设计无规定时，其间距一般为20～30m，缝宽1m，可在后浇缝形成40d后封闭，冬期可适当延长。封闭前，应仔细凿毛，并将钢筋按设计要求连接好，再用比原设计砼强度提高一级补偿收缩混凝土(亦可在普通混凝土中掺入膨胀剂)将缝灌密实。
2.2.3模板工程
大体积混凝土施工时，模板承受着混凝土的侧压力及振捣混凝土的振动力，必须保证模板及其支撑体系的可靠性，防止模板产生过大变形。
对于大体积混凝土模板，不能完全套用常规方法进行配置，而应根据实际受力情况，对模板、立柱、拉杆及支撑系统的所有构件，进行设计计算，争取足够的安全储备量。
大体积混凝土对模板的刚度要求较高，在有条件的时候，宜优先使用钢模板。采用木模板时，浇筑混凝土前应充分湿润，防止木模吸收混凝土表面水分后膨胀变形。
3防止大体积混凝土裂缝的措施
合理选择混凝土的配合比，选用水化热低和安定性好的水泥，在满足设计强度要求的前提下，尽可能减少水泥的用量，以减少水泥的水化热。从实践经验看来，水泥用量控制在450kg/m3可以防止裂缝出现。
控制石子、砂子的含泥量不超过1%和3%。
应根据施工季节的不同，分别采用降温法和保温法施工。夏季用降温法施工，即在搅拌混凝土时掺入冰水，一般温度控制在5~10℃，在浇筑混凝土后采用冰水养护降温，注意水温和混凝土温度之差不超过20℃，采用覆盖材料养护。冬季采用保温法施工，利用保温模板和保温材料防止冷空气侵袭，达到减小混凝土内外温差的目的。
采用分层分段法浇筑混凝土。分层振捣密实以使混凝土的水化热能尽快散失。采用二次振捣的方法，增加混凝土密实度，提高抗裂能力，使上下两层混凝土在初凝前结良好。也可采用下层混凝土面上预留沟槽，加强上下层混凝土的连接。
作好测温工作，控制混凝土的内部温度与表面温度，以及表面温度与环境温度之差不超过25℃。
在混凝土中掺加少量磨细的粉煤灰和减水剂，减少水泥用量。可掺加缓凝剂，推迟水化热的峰值期。
掺入适量微膨胀剂或膨胀水泥，使混凝土得到补偿收缩，减少混凝土温度应力。
改善约束条件。根据工程特点，采取某些措施，降低外约束力。例如：在大体积混凝土下设置滑动的垫层，作法是在垫层混凝土上，铺一层低强度水泥砂浆，降低新旧混凝土之间的约束力。防止护坡桩对混凝土约束力，在大体积混凝土四周与护坡桩之间砌筑隔离墙，既作为模板，又减小了大体积混凝土外约束力。
设置后浇缝。当大体积混凝土平面尺寸过大时，可以适当设置后浇缝，以减小外约束力和温度应力，同时也有利于散热，降低混凝土的内部温度。
分层浇筑时，为了保证每个浇筑层上下均有温度筋，设计者应将温度筋作适当调整。温度筋宜细密，一般用?准8钢筋，间距为15cm，双向布筋，这样可以增强抵抗温度应力的能力。上层钢筋的绑扎，应力争在浇筑下层混凝土后进行，这样便于混凝土的保温覆盖和保持钢筋的整洁。对于一次绑扎成形的钢筋网架，混凝土下料高度过大时，应采用溜槽或串筒下料，防止混凝土的离析。
混凝土中掺加一定数量毛石。可以减少水泥用量，毛石还可吸收混凝土中一定的水化热，这是防止大体积混凝土产生裂缝的一种良好措施。
小结
大体积砼结构结构裂缝预防和控制是一门边缘科学，也是一项系统工程，必须以材料、设计、施工和维护四个方面加以综合解决。设计方面，要积极采用先进技术,配合成熟的技术措施，抗放兼施，以抗为主，在理论上提出可行的控制措施，在实践操作中采用切实可行的技术，在经济上合理节约。材料配置,施工组织方面，要科学组织，合理安排，确保大体积砼的质量，严格按照施工规范，施工操作规程操作，不断改进操作工艺，加强养护，以预防和减少大体积砼裂缝的产生，将工程裂缝损害控制到最小程度。
参考文献
[1]工程结构裂缝控制.土木工程[M].
[2]高层建筑建筑施工手册. 中国建筑出版社.
[3]大体积混凝土施工手册[M].中国建筑工业出版社.
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