浅谈铁塔现浇混凝土基础在施工中容易出现的问题及预防措施1、现场概况在*工业园区，有一条同塔架设35kv上网线路，虽说线路不长，但是受地 理条件的限制，全线20基杆塔均采用耐张转角塔，且塔位所处位置大多是高回 填土，基础配置较大。该线路1#塔基础按正常施工工艺浇筑完成，基础拆模后， 检查发现基础在立柱顶面以下l50mm左右处有横向裂纹，立柱四周均有长短不 一，其宽度在1050um的裂纹，部分基础混凝土表面出现了些露筋、蜂窝、空 洞等缺陷，影响了混凝土基础的质量和安全性能，为保证工程质量，决定停止基 础浇筑，查明缺陷产生的原因，提出防范措施。2、缺陷情况及原因(1) 裂纹现浇混凝土基础浇筑完毕后，容易产生裂纹，就其产生裂纹的原因，各方面 的说法不一。有的说可能是误用早强水泥的缘故，有的说是水泥的安定性不够， 有的说是混凝土标号不一收缩不均匀，也有的说是沙子太细，含泥量太高等。建设施工技术一书中曾指出，对于混凝土裂纹的原因：有外荷载引起的，包 括常规结构计算中的主要应力以及其他的结构次应力造成的受力裂纹，通常在施 工和使用阶段引起的变形，主要是由温度应力和混凝土的收缩以及不均匀沉降引 起的。至于本工程混凝土基础的裂纹到底是如何产生的？根据本工程的具体情况分析 如下。 箍筋原因现浇混凝土基础，其裂纹的部位均在顶面下第一箍筋处。这道箍筋上面有 100mm长的主筋，上有50mm厚的保护层，二者相加应是l50mm，这与现场裂纹在 顶面下150mm左右处相吻合。裂纹发生在箍筋处，这也符合一般混凝土裂纹的规 律。箍筋外的保护层最小处经实测仅30mm，一般的骨料进不去。在振捣时只有 细沙浆充填。由于这里混凝土的断面特别小，且无骨料，故混凝土在凝固时产生 的内应力作用下，首先出现裂纹。 温差原因目前，温度裂纹产生主要原因是由温差造成的。温差可分为以下三种：混凝土浇 筑初期，产生大量的水化热，由于混凝土是热的不良导体，水化热积聚在混凝土 内部不易散发，常使混凝土内部温度上升，而混凝土表面温度为室外环境温度， 这就形成了内外温差，这种内外温差在混凝土凝结初期产生的拉应力当超过混凝 土抗压强度时，就会导致混凝土裂纹；另外，在拆模前后，表面温度降低很快， 造成了温度陡降，也会导致裂纹的产生；当混凝土内部达到最高温度后，热量逐 渐散发而达到使用温度或最低温度，它们与最高温度的差值就是内部温差，这三 种温差都会产生温度裂纹。 收缩原因收缩有很多种，包括干燥收缩、塑性收缩、自身收缩、碳化收缩等。当混凝土降温时，混凝土由于逐渐散热而产生体积收缩，再加之混凝土在硬化过 程中，由于混凝土内部的水化和蒸发，以及胶质体的胶凝等作用，促进混凝土的 收缩，这两种收缩在进行时，由于受到基底及结构本身的约束，以全产生较大的 收缩应力(拉应力)。当这种收缩应力超过一定的限度，所产生的温度应力就会在 新浇筑的混凝土基础中产生收缩裂纹。这种裂纹，称为结构性裂纹。这就是混凝 土在降温阶段对结构危害所造成的收缩裂纹。 养护问题在混凝土凝固过程中，由于水化热的作用，立柱顶面的水分大量蒸发。在现 场，曾对刚浇好的混凝土立柱顶面用塑料膜封口，四周用泥巴压住。经测试，在 环境气温为24. 5C时，浇后24h，立柱顶面混凝土温度高达33. 2C。结果， 在塑料薄膜的内部，很快水珠连绵，在塑料薄膜的上部，泥巴很快干燥发白。这 个现像说明，如果不用塑料膜封口，立柱顶面由于水化热的作用，顶面混凝土水 分定会大量蒸发，使之干燥发白。而就在泥凝土初凝后最需要水的时候，即混凝 土浇好后23h内，我们没有及时去养护浇水，致使混凝土出现干裂。经查实，不管气象情况如何，现场施工单位是一律在混凝土浇好，经12h拆模。 然后，再开始浇水养护。这种养护方式，若遇天气炎热、干燥有风时，就难免会 使混凝土产生裂纹。(2) 麻面结构构件表面上呈现无数的小凹点，而无钢筋爆露现象。这类缺陷一般是 由于模板湿润不够、不严密，捣固时发生漏浆或捣固不足，气泡未排出，以及捣 固后没有很好养护而产生。(3) 露筋钢筋暴露在混凝土外面。产生原因主要是浇筑时垫块位移，钢筋紧贴模板， 以致混凝土保护层厚度不够所造成。有时也因保护层的混凝土振捣不密实或模板 湿润不够，吸收过多造成掉角而露筋。(4) 蜂窝结构构件中形成有蜂窝状的窟窿，骨料间有空隙存在。这种现象主要是由 于材料配合比不准确(浆少石多)，或搅拌不匀，造成砂浆与石子分离，或浇筑方 法不当，或捣固不足以及模板严重漏浆等原因产生。(5) 空洞混凝土结构内存在着空隙，局部或全部地没有混凝土。这种现象主要是由 于混凝土捣固时，砂浆严重分离，石子成堆，砂石和水泥分离而产生。另外，混 凝土受冻或泥块杂物掺入等，都会形成空洞缺陷。3、防止缺陷产生的预防措施根据上述分析，综合起来铁塔现浇基础产生缺陷原因主要是施工不当、养护 不善以及由温差和收缩引起的。作为施工方法我们可以在实践中总结提高和严格 执行工艺标准，由于温差和收缩引起的裂纹问题我们应尽量采取有效措施，现就 怎样预防现浇混凝土基础裂纹，以及裂纹等缺陷产生后的处理方法，浅谈一下自 己看法：预防现浇混凝土基础裂纹方法：(1) 优选原材料 水泥由于温差主要是由水化热产生的，所以为了减小温差就要尽量降低水化热， 为了降低水化热，要尽量采取早期水化热低的水泥，由于水泥的水化热是矿物成 分与细度的函数，要降低水泥的水化热，主要是选择适宜的矿物组成和调整水泥 的细度模数，硅酸盐水泥的矿物组成主要有：C3S、C2S、C3A和C4AF，试验表明： 水泥中铝酸三钙(C3A)和硅酸三钙(C3S)含量高的，水化热较高，所以，为了 减少水泥的水化热，必须降低熟料中C3A和C3S的含量。在施工中一般采用中 热硅酸盐水泥和低热矿渣水泥。另外，在不影响水泥和性的情况下，要尽量使水 泥的细度适当减小，因为水泥的细度会影响水化热的放热速率，试验表明比表面 积每增加100cm2/g, 1d的水化热增加17J/g21 J/g, 7d和20d均增加4 J/g 12 J/g。 掺加粉煤灰为了减少水泥用量，降低水化热并提高和易性，我们可以把部分水泥用粉煤 灰代替，掺入粉煤灰主要有以下作用：a、由于粉煤灰中含有大量的硅、铝氧化 物，其中二氧化硅含量40%60%，三氧化二铝含量17%35%，这些硅铝氧化物 能够与水泥的水化产物进行二次反应，是其活性的来源，可以取代部分水泥，从 而减少水泥用量，降低混凝土的热胀；b、由于粉煤灰颗粒较细，能够参加二次 反应的界面相应增加，在混凝土中分散更加均匀；c、同时，粉煤灰的火山灰反 应进一步改善了混凝土内部的孔结构，使混凝土中总的孔隙率降低，孔结构进一 步的细化，分布更加合理，使硬化后的混凝土更加致密，相应收缩值也减少。 值得一提的是：由于粉煤灰的比重较水泥小，混凝土振捣时比重小的粉煤灰容易 浮在混凝土的表面，使上部混凝土中的掺合料较多，强度较低，表面容易产生塑 性收缩裂纹。因此，粉煤灰的掺量不宜过多，在工程中我们应根据具体情况确定 粉煤灰的掺量。 骨料a、粗骨料尽量扩大粗骨料的粒径，因为粗骨料粒径越大，级配越好，孔隙率越小，总 表面积越小，每立方米的用水泥砂浆量和水泥用量就越小，水化热就随之降低， 对防止裂纹的产生有利。b、细骨料宜采用级配良好的中砂和中粗砂，最好用中粗砂，因为其孔隙率小，总表面 积小，这样混凝土的用水量和水泥用量就可以减少，水化热就低，裂纹就减少， 另一方面，要控制砂子的含泥量，含泥量越大，收缩变形就越大，裂纹就越严重， 因此细骨料尽量用干净的中粗沙。 加入外加剂加入外加剂后能减小混凝土收缩开裂的机会，外加剂对混凝土收缩开裂性能 有以下影响：a、减水剂对混凝土开裂的影响减水剂的主要作用改善混凝土的和易性，降低水灰比，提高混凝土强度或在 保持混凝土一定强度时减少水泥用量，而水灰比的降低，水泥用量的减少对防止 开裂是十分有利的。b、缓凝剂对混凝土开裂的影响缓凝剂的作用一是延缓混凝土放热峰值出现的时间，由于混凝土的强度会随 龄期的增长而增大，所以等放热峰值出现时，混凝土强度也增大了，从而减小裂 纹出现的机率，二是改善和易性，减少运输过程中的塌落度损失。c、引气剂对混凝土开裂的影响引气剂在混凝土的应用对改善混凝土的和易性、可泵性、提高混凝土耐久性 能十分有利，在一定程度上增大混凝土的抗裂性能。在这里值得注意的是：外加 剂不能掺量过大，否则会产生负面影响，在GB80761977中规定，掺有外加剂 的混凝土，28d的收缩比不得大于135%，即掺有外加剂的混凝土收缩比基准混凝 土的收缩不得大于35%。(2) 采用合理的施工方法 混凝土的拌制a、在混凝土拌制过程中，要严格控制原材料，计量准确，同时严格控制混凝 土出机塌落度。b、要尽量降低混凝土拌合物出机口温度，拌合物可采取以下两种降温措施： 一是送冷风对拌和物进行冷却，二是加冰拌合，一般使新拌混凝土的温度控制在 6C左右。 混凝土浇筑、拆模a、混凝土浇筑过程质量控制浇筑过程中要进行振捣方可密实，振捣时间应均匀一致以表面泛浆为宜，间距要 均匀，以振捣力波及范围重叠二分之一为宜，浇筑完毕后，表面要压实、抹平， 以防止表面裂纹。另外，浇筑混凝土要求分层浇筑，分层流水振捣，同时要保证 上层混凝土在下层初凝前结合紧密。避免纵向施工缝、提高结构整体性和抗剪性 能。b、浇筑时间控制尽量避开在太阳辐射较高的时间浇筑，若由于工程需要在夏季施工，则尽量避开 正午高温时段，浇筑尽量安排在夜间进行。c、混凝土拆模时间控制混凝土在实际温度养护的条件下，强度达到设计强度的75%以上，混凝土中心与 表面最低温度控制在25C以内，预计拆模后混凝土表面温降不超过9C以上允许 拆模。 做好表面隔热保护大体积混凝土的温度裂纹，主要是由内外温差过大引起的。混凝土浇筑后， 由于内部较表面散热快，会形成内外温差，表面收缩受内部约束产生拉应力，但 是这种拉应力通常很小，不至于超过混凝土的抗拉强度而产生裂纹。但是如果此 时受到冷空气的袭击，或者过分通风散热，使表面温度降温过大就很容易导致裂 纹的产生，所以在混凝土在拆模后，特别是低温季节，在拆模后立即采取表面保 护。防止表面降温过大，引起裂纹。另外，当日平均气温在23d内连续下降 不小于68C时，28d龄期内混凝土表面必须进行表面保护。 养护混凝土浇筑完毕后，应及时洒水养护以保持混凝土表面经常湿润，这样既减 少外界高温倒灌，又防止十缩裂纹的发生，促进混凝土强度的稳定增长。一般在 浇筑完毕后23h内立即开始养护，连续养护时间不少于28d或设计龄期。 通水冷却若是在高温季节施工，则要在初期采用通制冷水来降低混凝土最高温度峰 值，但注意，通水时间不能过长，因为时间过长会造成降温幅度过大而引起较大 的温度应力。为了削减内外温差，还应在夏末秋初进行中期通水冷却，中期通水 一般采用河水，通水历时两个月左右。后期通水是使混凝土柱状块达到接缝灌浆 的必要措施，一般采用通河水和通制冷水相结合的方案。以上方法都可以减少混凝土基础浇筑后的裂纹，但最关键的在于在浇筑后的养 护。可以通过用湿的麻袋或稻草垫盖在混凝土基础立柱顶面，以及混凝土初凝后 在立柱顶面蓄水方式，保证立柱顶面湿润之意，用塑料薄膜封住混凝土立柱顶面， 可保持混凝土表面温度及一定的湿度。这样就保证了水泥的水化作用在一良好潮 湿的环境下进行，使混凝土早期抗拉能力较快上升，以提高混凝土的抗拉强度。 有塑料薄膜封住混凝土立柱顶面后，可减少混凝土表面的热扩散，提高混凝土立 柱顶面的表面温度，降低混凝土块体内外的温差，从而避免混凝土表层裂纹的出 现。另一方面，通过遮盖和密封，延长了混凝土块体降温的时间，就可以充发发 挥结构自