1、高层建筑基础底板裂缝成因及防治摘要:本文介绍了高层建筑混凝土基础底板裂缝的类型，对常见的基础底板裂缝形成原因进行了分析，并探讨了基础裂缝的防治措施。在实际工程中，为有效控制温度收缩应力，避免结构裂缝产生有重要意义。关键词:高层建筑大体积混凝土基础裂缝 中图分类号：TU97 文献标识码： A 文章编号： 近年来，随着我国经济和城市建设的飞速发展，高层建筑变得越来越普遍，由于这些建筑物荷载大，其基础一般都是采用筏型基础和箱型基础，这些基础的底板一般均属于大体积混凝土结构。高层建筑基础工程中的大体积混凝土，由于体积大，混凝土浇筑量多，水泥水化作用所放出的热量不易散发，而导致结构形成较大的内外温差，产
2、生较大的温度应力，若相应的控制措施不力，就极易产生基础底板裂缝。因此，在高层建筑基础施工过程中，分析其结构裂缝的形成原因，提出针对性的防治措施，对保证大体积混凝土的施工质量和提高结构物的耐久性，具有重要意义。 1混凝土裂缝的分类 混凝土是一种非均质脆性材料，其抗拉强度只有抗压强度的1/101/20，拉伸变形能力也很小。由于原材料不均匀、水灰比不稳定及运输和浇筑过程中的离析现象，高层建筑基础底板中存在着抗拉能力很低、易于出现裂缝的薄弱部位。基础底板出现的裂缝，按其深度不同一般可分为三类，即表面裂缝、深层裂缝及贯穿裂缝。 表面裂缝是出现在混凝土表面的裂缝，在干缩变形和混凝土自身温度场变化的内部约束
3、下，或由于气温骤降，表层冷混凝土受内部热混凝土的约束而产生温度应力，当温度应力大于混凝土同龄期的抗拉强度时，就会产生表面裂缝。 深层裂缝是出现在脱离基础约束范围以外的表面裂缝，混凝土在经历一个较长降温的过程以后，如果内部温度较高，在混凝土内部将形成一个温度梯度比较陡的复杂温度场，从而使裂缝向纵深发展，形成深层裂缝。 基础贯穿裂缝是切断混凝土结构的大裂缝。基础贯穿裂缝是混凝土变形受外界约束发生的，它的整个断面均受拉应力，只要产生裂缝，就会形成贯穿裂缝。 2.裂缝产生的原因 高层建筑基础底板的截面尺寸较大，由外荷载引起的裂缝的可能性比较小，由于水泥水化反应中释放出来的水化热所产生的温度变化及外部环
4、境温度的变化，会产生较大的温度应力，成为底板出现裂缝的主要原因。在实际工程中，混凝土的温度应力受材料特性、约束条件、气候条件和施工工艺等多种因素影响。 2.1 温度应力分析 高层建筑基础由于一次性混凝土浇筑量大，其内部因温度不均匀带来的温度应力及开裂现象更加严重。从混凝土开始浇筑到水泥放热基本结束时，由于水泥释放的水化热使内部温度持续升高，混凝土内外的温差就会造成混凝土的表面开裂，同时混凝土的弹性模量的急剧变化，会使混凝土内形成残余应力。混凝土进入降温阶段后，体积缩小，温度应力主要由混凝土的的冷却及外界气温变化引起，这些应力与之前应力叠加，就会形成较大的温度应力。 2.2 组成材料的影响 水泥
5、是混凝土的重要组成部分，混凝土内部的温度上升主要是由水泥水化放热引起的，水泥熟料的四种基本成分与水作用，会不同程度的放出大量的热，且主要集中在浇筑后的 7 天内，一般每克水泥可放出500J 左右的热量，如果以水泥用量 350550kg/m3，每 m3 混凝土将释放1750027500KJ 的热量，从而使混凝土内部升高。对大体积混凝土，这种现象更严重。 2.3 约束条件影响 各种结构物的变形，必然会受到一定的约束或抑制而阻碍其变形，大体积混凝土由于温度变化会产生变形，这种变形又受到约束，便产生了应力，当应力超过某一数值，便引起裂缝。工程实践证明，当混凝土的内部外温差小于 25时，也可能不产生裂缝
6、。这主要因为结构物不可能受到绝对约束，混凝土也发生了徐变和塑性变形。因此。降低混凝土的内外温差和改善约束条件，对于防止混凝土的开裂有着重要意义。 2.4 混凝土收缩变形的影响 由混凝土收缩变形引起的温度应力是不可忽视的。在混凝土收缩变形中，塑性收缩和干燥收缩时发生混凝土体积变形的主要原因。混凝土浇筑后 45 小时左右，出现沁水和水分积聚蒸发，引起失水收缩，因混凝土尚未硬化看，处于塑性状态，成为塑性收缩。大体积混凝土表面若养护不良极易出现表面裂缝。混凝土硬化后，水分逐步蒸发，混凝土体积减小，称为干燥收缩。因混凝土表层水分损失快，内部损失慢，因此表面收缩大致使表面混凝土受拉力作用，当拉力超过其抗拉
7、强度时，便产生收缩裂缝。 3高层建筑基础底板裂缝的预防措施 基础底板裂缝的控制措施可以从混凝土组成材料的选择、混凝土施工方法的确定、加强混凝士的养护等方面着手。 3.1 合理选择原材料 砂、石骨料的选择可根据施工条件，尽量选用结构致密、具有足够强度、粒径较大、级配较好、洁净的砂石，以减少用水量和水泥用量，减少混凝土的收缩和沁水性。在混凝土中掺加一定量的活性掺合料，能够减少水泥的用量，有效降低混凝土的温升。掺加一定量的具有减水、增塑、缓凝、引气作用的外加剂，可以降低用水量和提高强度，可以降低用水量和提高强度，还可以降低水化热，因而减少温度裂缝。 3.2 选择恰当的施工方法 大体积混凝土基础施工过
8、程中，常采用分层浇筑的方法，采用二次投料的搅拌方法和二次振捣的方法，减小混凝士的内部微裂，增加混凝土密实度，提高混凝土的强度。采取预冷粗骨料，采用地下水，冰水拌制混凝土等措施降低原材料的温度，从而降低混凝土的出机温度；浇筑时间安排在低温季节或夜间，降低混凝土入仓温度和水化热温升。 3.3 加强混凝土的养护 混凝土浇筑完成后要加强养护，严格控制温差。大体积混凝士浇筑后，应给予适当的潮湿养护条件，及时洒水养护以保持混凝土袭面经常湿润。混凝土的保温对减小混凝土内外温差、防止表面裂缝发生非常重要，无论在常温还是在受温下施工，混凝土表面都要覆盖保温层。 4.结束语 高层建筑混凝土基础施工中，控制浇筑块体
9、因水泥水化热引起的温升、混凝土浇筑块体的内外温差及降温速度，防止混凝土有害裂缝的出现，是施工技术的关键问题。随着新材料、新技术、新工艺迅速发展与应用，有待于人们从理论研究、组成材料、施工技术及工艺等方面进一步的研究和完善，采取更为简单经济、有效的技术措施，达到控制高层建筑底板裂缝的目的。 参考文献： 1 中华人民共和国行业标准.普通混凝土配合比设计规程(JGJ -2000北京：中国建筑工业出版社，2002.2 2 湖南大学等土木工程材料北京：中国建筑工业出版社，2002：8198 3 王贵明混凝土裂缝成因及其预防措施建材技术与应用，2004：61-62 4 杨红霞,郑光明混凝土温度收缩裂缝的产生机理及对策延安大学学报，2004,6：43-44
