董文峰，李璐，赵占兵

（国核工程有限公司，山东 荣成264312）

1 引言

随着社会经济的迅速发展，大体积混凝土在大型设备基础及高层建筑基础筏基底板施工中也越来越常见，但因为混凝土温度应力及收缩应力产生的裂缝却极难避免，对工程结构的耐久性及使用性能产生较为不利的影响。

2 工程概述

某核电项目筏基底板平面由多边形与半圆形组合而成，长度约90m，最大宽度约60m，最小宽度约35m，大部分区域厚度为3.7m，平面面积为4 150m2，一次性整体浇筑混凝土量超过14 000m3。

3 混凝土配合比

根据设计文件要求，粉煤灰用量不大于胶凝材料总量的30%，水泥用量不小于268kg，如果粉煤灰替代超过25%的胶凝材料，则允许对最小水泥用量进行相应调整。本次浇筑配合比在设计允许范围内最大限度地使用粉煤灰替代水泥，从根本上有效降低了混凝土水化热，防止产生温度裂缝。

4 设计优化

4.1 设置抗裂钢筋及构造钢筋

为抵抗温度变化导致混凝土开裂，筏基底板表面设置抗裂钢筋网片，采用φ12mm@150mm 双向布置。在底板厚度不超过2m 的区域范围内设置平行板面的构造钢筋网片，按底板厚度均分布置，对整体筏基区域混凝土起一定的拉结维护作用。

4.2 平面设计优化

某核电机组筏基中心为半径R=12m 的圆形，相对于同类型机组中心多边形设计，有效减少了棱角数量，防止产生应力集中的现象。同时，对圆弧段区与直墙段相交部位进行倒角处理，避免应力集中。

5 混凝土施工

5.1 混凝土浇筑

为了降低大体积混凝土总温升和减少结构的内外温差值，控制出机温度和浇筑温度同样重要。根据混凝土各组成成分拌和前后热量相等原理，结合相关工程经验，按照对出机温度的影响程度排序为：石子、水、砂、水泥。按照规范要求计算混凝土原材料拌和前温度达到控制出机温度的目的。混凝土养护期间最高温度为混凝土入模温度与温升值之和。因此，尽量降低入模温度有利于控制混凝土最高温度。本项目设计要求入模温度5～26℃，而实际浇筑入模温度为9～13℃，通过降低入模温度从而降低养护期间混凝土内部最高温度，降低裂缝出现的可能性[1,2]。

5.2 混凝土振捣

本次筏基混凝土浇筑方式为斜向分层（每层厚度为40cm），对于2 层混凝土浇筑时间间隔不超过2h 的部位，通过对上层混凝土振捣时，振捣棒插入下层混凝土5cm 进行振捣，达到二次振捣的效果，增加上下2 层混凝土结合的密实程度，减少内部裂纹，从而提高混凝土整体强度和抗裂性[3]。

5.3 混凝土收面

对于平整表面压面处理区域，表面处理不得少于3 遍抹压，即混凝土浇筑振捣后先按设计标高用2m 刮尺刮平，混凝土收水并开始初凝时，对表面进行抹压，然后在混凝土终凝前进行再次抹面。由于混凝土浇筑较厚，面层易产生浮浆，对于面层浮浆，需要时刻观察其变化情况，发现干缩裂缝时及时再次抹压[4]。

5.4 混凝土养护

混凝土养护包括以下几方面：（1）搭设混凝土养护棚。采用保温保湿的养护方法，搭设养护棚以降低外部天气变化对混凝土养护的影响。（2）控制养护水温度。整个养护过程保证混凝土面一直处于湿润状态，发现干燥表面及时补水，参考标准求控制养护用水温度不低于混凝土表面温度11℃，避免干缩裂缝。（3）及时进行养护覆盖。筏基底板所有侧面均采用带模养护，并在面板外填塞一层保温岩棉。底板插筋区域采用铺设多层土工布，对于墙体插筋区、截面较大位置顶面可增铺保温岩棉[3]。

5.5 混凝土监测

大体积混凝土由于其内部温度场和应力场在养护过程中的不均匀性，同时受到外部约束的影响，如不精心施工极易产生裂缝。为了保证筏基混凝土的整体性，避免产生有害裂缝，养护过程中按照GB 50496—2018《大体积混凝土施工标准》[6]要求进行温度、应力应变监测，实时掌握混凝土典型部位的实际状态，监控整个底板混凝土的内部温度场的应力分布规律，从而及时有效地指导养护工作，避免混凝土温度裂缝。通过监测发现筏基混凝土中各测点应变基本处于受压状态，只有少量测点在养护后期处于受拉状态，拉应力值并未超过混凝土的极限抗拉强度。

5.6 混凝土质量

混凝土养护完成后对表面质量进行验收，相较于相似类型机组筏基底板裂缝数量明显减少。经过对本次混凝土养护期间测温数据及补水情况分析，出现裂缝位置温度及应力监测无异常，养护期间无失水，该部分裂缝为现场测温结束并拆除养护材料后出现的干缩裂缝，并经采用超声波法及凿除法测得的裂缝深度显示均为非贯穿性的浅表裂缝。

6 结语

通过对本次某核电项目筏基大体积混凝土浇筑全过程的裂缝控制措施进行分析总结后，得出结论如下：（1）通过采用低热水泥并尽量用粉煤灰替代水泥等措施，从根本上降低混凝土硬化过程中自身的水化热量，从而减小基础底板的温度应力；（2）混凝土配合比设计中添加适量的缓凝减水剂，可延长水泥水化时间及混凝土塑性时间，降低大体积混凝土内外温差，使混凝土内部应力缓慢释放，降低温度裂缝出现的可能性；（3）混凝土拌和过程中控制好出机温度，运输过程中做好保温，降低混凝土入模温度；施工过程中加强质量控制，进行二次振捣及抹面，保证上下2 层混凝土紧密结合，减少内部微裂缝；养护期间及时补水并尽量保证养护水温与混凝土表面温度相近；（4）养护时根据现场实时温度数据，动态调整混凝土表面覆盖和保温保湿条件，从而控制养护过程中和养护拆除时的内部拉应力低于混凝土极限抗拉强度，达到控制裂缝开展的目的。