大体积混凝土施工规范培训

合理选用 外加剂
3.2 混凝土中掺入一定量的粉煤灰不仅能改 善混凝土特性，而且能代替部分水泥，减少 水化热。但应注意掺加粉煤灰后混凝土早期 强度有所降低。
3.3 采用UEA补偿收缩混凝土：在混凝土内 掺水泥用量10%~12%的U型混凝土膨胀剂， 以实现超长结构的无缝施工。
• 当裂缝宽度超过0.2～0.3mm时，其渗水量与裂缝宽度呈三 次方增加，必须进行化学注浆处理。
设计方面
保温保湿养护
控制大体积 混凝土裂缝 的措施
材料选用
施工质量
（模板、浇筑）
施工工艺 （技术方案）
设 计 方 面
1、对于大体积混凝土底板，应在满足抗弯及抗冲切 计算要求的前提下，避免设计上“强度越高越好” 的错误概念，可以利用混凝土60d或90d的后期强度， 尽量采用C25-C40的混凝土，这样可以减少混凝土 中的水泥用量，以降低混凝土浇筑实体的温度升高。
设计方面
材料方面
施工方面
混凝土裂缝的类型与产生原因
1、裂缝的种类：按裂缝的宽度不同，混凝土 裂缝可分为“微观裂缝”和“宏观裂缝”两 种。 1）微观裂缝（在尚未承受荷载的混凝土结构 中存在着肉眼看不见的微观裂缝其宽度为 0.05mm以下）： 粘着裂缝：骨料与水泥石粘 面上的 水泥石裂缝：骨料间水泥浆中的裂缝 骨料裂缝：存在于骨料本身的裂缝
大体积混凝土的定义
大体积混凝土含义一般是指其体积大到必须采
取措施处理水化热产生的温差，合理解决温差变形
引起的应力，并控制裂缝的产生或限制裂缝开展的
现浇混凝土。
《大体积混凝土施工规范》（GB 50496-2009） 中给予大体积混凝土定义：混凝土结构物实体最小
尺寸不小于lm的大体量混凝土，或预计会因混凝土
中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害
裂缝产生的混凝土。
通过大量的工程实践证明：
砼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在75cm以上，双面散热
的结构断面最小厚度在100cm以上，水化热
行引起的砼内外最大温差预计可能超过25℃， 应按大体积砼施工。
混凝土裂缝的类型与产生原因 控制裂缝的措施
降温的影响和干缩。
设 计 方 面

3、在底板的地梁、坑 内水沟等键槽部位，可 用厚度为30~50mm的 聚苯乙烯泡沫或沥青木 丝板作垂直隔 离，以缓 和地基对基础收缩时的 侧向压力。(见右图)
聚苯 乙烯 泡沫 设置缓冲层 塑料
4、合理设置施工缝，合理设定温控指标等。
3. 设置滑动层 由于边界存在约束才会产生温度应力，如在与外
混凝土裂缝的类型与产生原因
前两种形式的裂缝较多， 且这些裂缝分布不规则、 不贯穿，砼仍可承受拉 力。
混凝土裂缝的类型与产生原因
2）宏观裂缝（宽度0.05mm以上肉眼可见的 裂缝）： 表面裂缝：表面拉应力大于砼极限抗拉强度 时出现的裂缝 贯穿裂缝：砼从高温降温引起砼收缩产生拉 应力，当大于砼的极限抗拉强度时，混凝土 的整个截面出现贯穿裂缝。 深层裂缝：表面裂缝发展而成深层裂缝
2、合理 选用骨料
3、合理 选用 外加剂
掺加块石。在无筋或少筋的大 块混凝土中，可掺入不超过混 凝土体积的25%的大块石，以 减少水泥用量，降低水化热。
细骨料以中、粗砂为宜。
严格控制砂、石的含泥量。石 子控制在小于1%，黄砂控制在 小于2%。
3.1 在混凝土中加入适量的外加剂，可以改 善混凝土的特性，减少水泥用量，减少混凝 土的温升。同时可降低水化热释放的速度， 延缓温度峰值出现的时间。
增设暗梁
2.2 为了避免结构突变 或断面突变产生应力 集中，转角和孔洞处 应增设构造加强筋。
避免应力集中
合理配筋
在构造设计方面进行合理配筋，对混凝土结构 的抗裂有很大作用。工程实践证明，当混凝土墙板 的厚度为400~600mm时，采取增加配置构造钢筋的 方法，可使构造筋起到温度筋的作用，能有效提高 混凝土的抗裂性能。
混凝土裂缝的类型与产生原因
宏观裂缝是 微观裂缝扩 展的结果。
混凝土裂缝的类型与产生原因
(1)表面裂缝
大体积混凝土浇筑初期，水泥水化热大量产 生，使混凝土的温度迅速上升。但由于混凝 土表面散热条件较好，热量可向大气中散发， 其温度上升较少；而混凝土内部由于散热条 件较差，热量不易散发，其温度上升较多。 混凝土内部温度高、表面温度低，则形成温 度梯度，使混凝土内部产生压应力，表面产 生拉应力，当拉应力超过混凝土的极限抗拉 强度时，混凝土表面就产生裂缝。
混凝土裂缝的类型与产生原因
贯穿裂缝切断了结构断面，破坏了结构整 体性、稳定性、耐久性、防水性等，影响正 常使用。应当采取一切措施控制贯穿裂缝的 开展。
混凝土裂缝的类型与产生原因
（3）深层裂缝
基础约束范围内的混凝土，处在大面积拉应力 状态，在这种区域若产生了表面裂缝，则极有 可能发展为深层裂缝，甚至发展成贯穿性裂缝。 深层裂缝部分切断了结构断面，具有很大的危 害性，施工中是不允许出现的。 如果设法避免基础约束区的表面裂缝，且混凝 土内外温差控制适当，基本上可避免出现深层 裂缝和贯穿裂缝。
如图3-11所示。
5. 缓冲层 在高、低底板交接处和底板地梁等处，用30～50mm厚的聚苯乙 烯泡沫塑料做垂直隔离层，如图3所示，以缓冲基础收缩时的 侧向压力。
(a) 高、低底板交接处 缓冲层示意图
(b) 底板地梁处
材 料 选 用 方 面
1、合理 选择 水泥品种
选用C3S及C3A含量低的中、低 热水泥。（《规范》P9） 尽量选用粒径较大、级配良好的 石子，以减少用水量和水泥用量、 混凝土的收缩和泌水性。
约束的接触面上全部设置滑动层，则可大大减弱外约束。
如在外约束的两端的1／4~1／5的范围内设置滑动层， 则结构的计算长度可折减约一半，为此，遇有约束强的
岩石类地基、较厚的混凝土垫层等时，可在接触面上设
置滑动层，对减少温度应力将起到显著作用。 滑动层的做法有：涂刷两道热沥青加铺一层沥青 油毡；或铺设10~20mm厚的沥青砂；或铺设50mm厚 的砂或石屑层等。
大体积混凝土施工阶段产生裂缝的主要原因
2、施工方面
大体积混凝土裂缝主要产生于两个阶段：一是混凝土浇捣 后的温升阶段,因混凝土内部与表面温差过大,致使表面产生 较大拉应力,使混凝土表面开裂；二是在混凝土降温阶段，因 混凝土内部降温速率过快，使混凝土内部产生较大拉应力， 从而在混凝土内部产生贯穿性裂缝。 施工段的划分及浇筑顺序不合理，组织安排不周密，模板 使用不当，钢筋锈蚀严重或运输过程严重变形，以及混凝土 浇筑过程中配合比、水灰比过大、养护不当等等，都可能引 起大体积混凝土结构的变形裂缝。
混凝土裂缝的类型与产生原因
表面裂缝虽不属于结构性裂缝，但在混 凝土收缩时，由于表面裂缝处的断面已削弱， 易产生应力集中现象，能促使裂缝进一步开 展。 国内外对裂缝宽度都有相应的规定，如 我国的混凝土结构设计规范，对钢筋混凝土 结构的最大允许裂缝宽度就有明确的规定： 室内正常环境下的一般构件为0.3mm；露天 或室内高湿度环境下为0.2mm。
配置的构造筋应尽可能采用小直径、小间距。例如 配置直径6~14mm、间距控制在100~150mm。按全截面 对称配筋比较合理，这样可大大提高抵抗贯穿性开裂的能
力。进行全截面配筋，含筋率应控制在0.3％~0.5％之间
为好。 对于大体积混凝土，构造筋对控制贯穿性裂缝作用
不太明显，但沿混凝土表面配置钢筋，可提高面层抗表面
混凝土裂缝的类型与产生原因
（2）贯穿裂缝
大体积混凝土浇筑初期，混凝土处于升温 阶段及塑性状态，弹性模量很小，变形变化 所引起的应力很小，温度应力一般可忽略不 计。
混凝土裂缝的类型与产生原因
混凝土浇筑一定时间后，水泥水化热基 本已释放，混凝土从最高温逐渐降温，降温 的结果引起混凝土收缩，再加上混凝土多余 水分蒸发等引起的体积收缩变形，受到地基 和结构边界条件的约束，不能自由变形，导 致产生拉应力，当该拉应力超过混凝土极限 抗拉强度时，混凝土整个截面就会产生贯穿 裂缝。
（《规范》P7 )
2、大体积混凝土除满足承载力要求外，还应增配承 受因水泥水化热引起的温度应力及控制裂缝开裂的 构造钢筋。温度收缩钢筋可利用原有钢筋贯通布置， 也可另行设置构造钢筋网，与原有钢筋按受拉钢筋 的要求搭接或在周边构件中锚固。
（《规范》P7 )
构 造 钢 筋
2.1 当板的厚度大于2m时， 除应沿板的上、下表面布 置纵、横方向的钢筋外， 尚应沿板的厚度方向间距 不超过lm设置与板面平行 的构造钢筋网片，其直径 宜为φl2—φl6，间距宜为 100—150mm。为防止大 承台水平裂缝，四周宜加 设暗梁。4Ø16~4 Ø 22
4. 设置应力缓和沟
设置应力缓和沟，即在结构的表面，每隔一定距
离(一般约为结构厚度的1/5)设一条沟，设置应力缓和
沟后，可将结构表面的拉应力减少20％~50％，可有 效地防止表面裂缝。这种方法是日本清水建筑工程公
司研究出的一种防止大体积混凝土开裂的方法。我国
已用于直径 60mm、底板厚3.5~5.0m、容量1.6万m3 的地下罐工程，并取得良好效果。应力缓和沟的形式，
主要由温度变形、 收缩变形导致
内约束引起的表面裂缝 外约束引起的深层裂缝
砼浇筑初期， 其内部与表面温差过大
砼浇筑后期， 砼降温、干缩变形引起的混凝土内 部收缩受到外部约束
采用过高强度等级的混凝土
大 体 积 混 凝 土 产 生 裂 缝 的 原 因
设 计 方 面
（设计强度过高，水泥用量过大）
忽视配置控制温度和收缩变形 的构造钢筋
混凝土基础底板 内部温差引起的 温度应力分布：
结构变形的内外约束：
1、内约束：结构变形时，其内部各质点之间 产生的约束；
2、外约束：结构变形时，不同结构之间产生 的约束。 外约束分为：自由体、全约束、弹性约束 （部分约束）