提高边界约束和构造设计：高层建筑施工策略

防止大体积混凝土产生温度裂缝，除可采取以上施工技术措施外，在改善边界约束和构造设计方面也可采取一些技术措施，如合理分段浇筑、设置滑动层、避免应力集中、设置缓冲层、合理配筋、设应力缓和沟等。

1）合理分段浇筑

当大体积混凝土结构的尺寸过大，通过计算证明整体一次浇筑会产生较大温度应力，有可能产生温度裂缝时，则可与设计单位协商，采用合理的分段浇筑，即增设后浇带进行浇筑。

用后浇带分段施工时，将结构分成若干段，能有效地降低温度和收缩应力；在施工后期再将这若干段浇筑成整体，继续承受第二部分降温温差和收缩的影响。后浇带的间距在正常情况下为20～30 m，保留时间一般不宜少于40 d。后浇带宽度可取70～100 cm，混凝土强度等级比原结构提高5～10 N／mm2，湿养护不少于15 d。后浇带的构造如图8.5所示。

图8.5　后浇带构造

2）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400～600 mm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。

配置的构造筋应尽可能采用小直径、小间距。例如配置构造筋的直径6～14 mm、间距控制在100～150 mm。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。进行全截面配筋时，含筋率应控制在0.3%～0.5%为宜。

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降温的影响和干缩的能力。

3）设置滑动层

由于边界存在约束，才会产生温度应力，在与外约束的接触面上设置滑动层，则可大大减弱外约束。如在外约束两端的1／5～1／4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，将对减少温度应力起到显著作用。(www.xing528.com)

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，这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。设置应力缓和沟，可使结构表面的拉应力减少20%～50%，可有效地防止表面裂缝。我国已将该法用于直径60 m、底板厚3.5～5.0 m、容量1.6万m3的地下罐工程，并取得良好效果。应力缓和沟的形式如图8.6所示。

图8.6　结构表面的应力缓和沟形式

5）设置缓冲层

设置缓冲层，即在高、低板交接处以及底板地梁处等用30～50 mm厚的聚苯乙烯泡沫塑料板做垂直隔离，以缓冲基础收缩时的侧向压力，如图8.7所示。

图8.7　缓冲层示意图

6）避免应力集中

在孔洞周围、变断面转角部位、转角处等，由于温度变化和混凝土收缩，会产生应力集中而导致混凝土出现裂缝。为此，可在孔洞四周增配斜向钢筋、钢筋网片，在变断面处避免断面突变，并做局部处理使断面逐渐过渡，同时增配一定量的抗裂钢筋，能对防止裂缝产生起到很大作用。