某工程筏板大體積混凝土溫控措施

（ 新世紀(jì)建設(shè)集團(tuán)有限公司1，2 321000； 金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院3 321017）

摘要：本文通過對(duì)某工程筏板大體積混凝土的技術(shù)分析，針對(duì)筏板大體積混凝土采取了一些有效的溫控措施，對(duì)減少該工程大體積混凝土的溫度裂縫的產(chǎn)生收到了良好的效果，從而確保了該工程大體積混凝土的施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：筏板；大體積混凝土；溫度控制

1 工程概述

本工程是一幢18層住宅樓，結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)，地上18層，地下2層，建筑高度62.2m。工程建筑等級(jí)為二級(jí)，屋面防水等級(jí)為二級(jí)，地下室防水等級(jí)為一級(jí)，地上耐火等級(jí)為一級(jí)，地下耐火等級(jí)為一級(jí)。砼強(qiáng)度等級(jí)：基礎(chǔ)墊層為C20，地下室采用筏板混凝土基礎(chǔ)，地下室外墻、框架柱均為C40，地下室防水底板、獨(dú)立基礎(chǔ)為C35，樓梯、梁、板均為C30。12層及以上墻、柱、梁、板均為C30。本工程基礎(chǔ)承臺(tái)及地下室底板和頂板為大跨度、大體積混凝土施工，須采取行之有效的施工方法和措施，以防混凝土出現(xiàn)施工冷縫和溫度裂縫。

2 技術(shù)分析

2.1 大體積砼施工特點(diǎn)

本工程底板混凝土施工特點(diǎn)是深基坑作業(yè)，結(jié)構(gòu)尺寸體積較大，屬大體積混凝土，配筋較密，質(zhì)量及防水要求高。筏板基礎(chǔ)板厚700mm。大體積砼強(qiáng)度等級(jí)比較高，單位水泥用量較大，水化熱和收縮容易造成結(jié)構(gòu)的開裂，需通過優(yōu)化配合比進(jìn)行混凝土開裂的預(yù)控。大體積砼由于其水泥水化熱不容易很快散失，蓄熱于內(nèi)部，使溫度升高較大，容易產(chǎn)生由溫度引起的裂縫。因此對(duì)溫度進(jìn)行控制，是大體積砼施工最突出的問題。必須處理或解決由于水泥產(chǎn)生的水化熱所引起的砼體積變化，以便最大限度地減少砼裂縫。針對(duì)以上大體積砼的特點(diǎn)，本工程砼采用商品混凝土，因質(zhì)量及防水要求高，砼需要經(jīng)過嚴(yán)格的配合比申請(qǐng)及外加劑、摻和料的檢驗(yàn)。砼抗?jié)B等級(jí)為P6，強(qiáng)度為C35及C40。

2.2 工藝原理

大體積砼施工是通過對(duì)砼溫度和應(yīng)力的計(jì)算（主要包括拌合溫度、出罐溫度、澆筑溫度、絕熱溫度、內(nèi)部實(shí)際最高溫度、表面溫度及溫度應(yīng)力計(jì)算），確定控制溫度的措施，并對(duì)砼攪拌、運(yùn)輸、入模、澆筑等全過程及配合比、外加劑的優(yōu)選，在確保砼具有良好的和易性和溫度變化的情況下，采用科學(xué)管理方法，嚴(yán)密組織施工，采取相應(yīng)技術(shù)措施妥善處理溫度差值，合理解決溫度應(yīng)力并控制好裂縫的開展，以滿足結(jié)構(gòu)物澆筑的需要。

2.3 混凝土內(nèi)部最高溫升的理論計(jì)算

根據(jù)精確度要求，在混凝土內(nèi)部最高溫升值計(jì)算中只考慮單位膠凝材料用量和混凝土入模溫度兩個(gè)主要因素，而忽略其他次要因素。根據(jù)所掌握的混凝土配合比，計(jì)算的大體積混凝土水化熱所產(chǎn)生內(nèi)部?jī)?nèi)最高溫升值、各齡期的溫升、非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下混凝土任意齡期（d）的收縮變形值、各齡期混凝土的收縮當(dāng)量溫差、各齡期的混凝土的彈性模量，繼而算出各齡期混凝土的溫度應(yīng)力值，將其與相同齡期的混凝土的抗拉強(qiáng)度相比，如果ft/б﹙t﹚≥1.15，則混凝土不會(huì)出現(xiàn)裂縫，如不符合，則應(yīng)采取相應(yīng)的保溫保濕措施，以確保大體積混凝土的質(zhì)量安全。

混凝土澆筑后，根據(jù)實(shí)測(cè)溫度值和繪制的溫度升降曲線，分別計(jì)算各降溫階段產(chǎn)生的混凝土溫度收縮拉應(yīng)力，其累計(jì)總拉應(yīng)力值應(yīng)不超過同齡期混凝土的抗拉強(qiáng)度，則表示所采取的各技術(shù)措施能有效地控制預(yù)防裂縫的出現(xiàn)，不致于引起基礎(chǔ)出現(xiàn)貫穿裂縫，如超過該階段的混凝土抗拉強(qiáng)度，則應(yīng)采取加強(qiáng)保溫保濕，使混凝土緩慢降溫和收縮，提高該齡期混凝土的抗拉強(qiáng)度、彈性模量和發(fā)揮徐變特性等，以控制裂縫的出現(xiàn)。

2.4 養(yǎng)護(hù)保溫計(jì)算

大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)，其主要作用是為了保溫和保濕，盡可能控制混凝土的內(nèi)外溫差，防止大體積混凝土出現(xiàn)貫穿性裂縫。為便于施工和提高養(yǎng)護(hù)效率，采用1層塑料薄膜加2～3層麻袋的復(fù)合養(yǎng)護(hù)方法。塑料薄膜的密封性能改變了麻袋易于通風(fēng)透氣的問題。

麻袋養(yǎng)護(hù)材料的厚度由下式計(jì)算可得：

δ=0.5Hλ（Tn-Th）K/λ1（Tmax-Tn）

式中：δ為麻袋厚度；H為大體積混凝土厚度，本工程為1.0～1.6m，λ為草袋的導(dǎo)熱系數(shù)，0.14W/（m.k）；λ1為混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)，2.3W/（m.k）；Tn為混凝土與養(yǎng)護(hù)材料接觸面溫度，當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差控制在25℃時(shí)，Tn=Tmax-25=46℃；Th施工時(shí)大氣平均氣溫；K傳熱系數(shù)修正值，K=1.3。由此得δ=0.5λH （Tn-Th）K/λ1（Tmax-Tn）≈0.022～0.035m=2.2cm～3.5cm

即通過理論計(jì)算采用2層麻袋進(jìn)行大體積混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)，其內(nèi)、外部溫差可控制在25℃以內(nèi)。但在施工時(shí)實(shí)際溫度與理論計(jì)算時(shí)是不一致的，可重新計(jì)算予以調(diào)整，以滿足規(guī)范規(guī)定的要求。

3 筏板大體積混凝土溫差控制

3.1 測(cè)溫點(diǎn)布置

砼澆筑后，采用保溫麻袋覆蓋蓄熱養(yǎng)護(hù)，在終凝前收平拉毛后2小時(shí)左右覆蓋一層塑料薄膜，薄膜搭接15cm，上蓋一層麻布。在養(yǎng)護(hù)時(shí)，觀察薄膜表面水珠，若水珠過少，或砼表面出現(xiàn)白板時(shí)，應(yīng)澆熱水進(jìn)行補(bǔ)水養(yǎng)護(hù)，水溫為60℃左右為宜。

在大體積混凝土施工和養(yǎng)護(hù)過程中，由于混凝土體內(nèi)外溫差產(chǎn)生的拉壓應(yīng)力、溫度應(yīng)力會(huì)造成混凝土的表面裂縫和貫穿裂縫，形成隱患，所以在底板混凝土施工和澆筑完2周內(nèi)必須對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和內(nèi)外溫差的監(jiān)測(cè)。本工程筏板施工正處于春夏交換之際，夜間溫度偏低，混凝土表面散熱很快，如監(jiān)測(cè)、養(yǎng)護(hù)不及時(shí)就會(huì)造成嚴(yán)重后果。

測(cè)溫方案根據(jù)溫度場(chǎng)的變化原理、建筑特點(diǎn)和混凝土的澆筑順序等因素制定。擬沿東、西軸呈“一”字形南北側(cè)布設(shè)4條測(cè)線，每間距5m設(shè)置一個(gè)測(cè)溫點(diǎn)，每個(gè)測(cè)溫點(diǎn)位置埋設(shè)的Φ48薄皮鋼管，梅花型布設(shè)，具體長(zhǎng)度如圖1，一端用鐵板密封焊牢，以防混凝土進(jìn)入。

3.2 砼施工

采用2臺(tái)砼泵車泵送，應(yīng)預(yù)先規(guī)定各自的輸送能力、澆筑區(qū)域和澆筑順序。根據(jù)整體性要求、結(jié)構(gòu)大小、鋼筋疏密、砼供應(yīng)等具體情況，本工程底板基礎(chǔ)采用斜面分層，連續(xù)澆筑，即按照“一個(gè)坡度，分層澆搗，循序漸進(jìn)”的方法實(shí)施，此方法既可方便振搗，又可利用混凝土層面散熱，對(duì)降低大體積混凝土的溫升有利。在澆筑過程中為防止混凝土的自然流淌太大及混凝土供應(yīng)遲緩而形成冷縫，混凝土摻加緩凝劑，使混凝土的初凝時(shí)間達(dá)到5～8小時(shí)；混凝土的坍落度控制在12㎝±2㎝，使混凝土的自然流淌不超過7：1，斜面分層厚度控制在250～300㎜，不宜過厚，保證混凝土在初凝之前被上層混凝土覆蓋，振搗手順混凝土流淌方向趕振。澆筑混凝土?xí)r按5米一檔分為8～10檔，依次進(jìn)行澆筑，每檔均從南向北方向澆筑。因基礎(chǔ)埋深較深，防止產(chǎn)生砼離析，應(yīng)使出料口盡量靠近操作面（離操作面不大于2m）。整板基礎(chǔ)與地下室砼外墻板的水平施工縫設(shè)在距底板平面上口300mm 處，并做好鋼板止水帶的預(yù)埋。

澆筑時(shí)備用一臺(tái)水泵，利用電梯井坑及集水坑及時(shí)抽掉因振搗產(chǎn)生的泌水，防止砼離析。少量來不及排出的泌水隨著澆筑的向前推進(jìn)，趕至側(cè)模邊上，用掃帚清掃出去。

砼澆筑后，初凝前應(yīng)按標(biāo)高用長(zhǎng)刮桿刮平，砼終凝前應(yīng)用人工多次抹壓，以便減少砼表面收縮龜裂。

地下室底板澆筑完后，采用蓄熱法養(yǎng)護(hù)。砼振搗完畢并刮平后應(yīng)在終凝前收平拉毛后二小時(shí)左右采用塑料膜密封覆蓋，防止砼脫水龜裂，然后加蓋保溫材料從而有效地控制砼內(nèi)部和表面的溫差，以及砼表面和大氣的溫差，將內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)，且保持不少于一周濕潤(rùn)養(yǎng)護(hù)，防止砼因溫差應(yīng)力而產(chǎn)生的裂縫。保溫材料的拆除時(shí)間應(yīng)以砼內(nèi)部和表面溫差以及表面和大氣的溫差遠(yuǎn)小于25℃為準(zhǔn)。一般砼澆筑完畢，第三、四天為升溫的高峰，其后逐漸降溫，保溫材料的拆除一般為15d以后，但仍應(yīng)以測(cè)溫結(jié)果和同條件養(yǎng)護(hù)試塊試壓結(jié)果為準(zhǔn)。降溫速度不宜過快，以防降溫差應(yīng)力產(chǎn)生裂縫。

3.3 溫度監(jiān)測(cè)頻率和報(bào)表

為了全面反應(yīng)砼在溫度場(chǎng)的變化情況，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的具體情況埋設(shè)薄皮鋼管。測(cè)溫度的位置必須具有代表性，按澆筑高度斷面，應(yīng)包括底面、中心和表面三種情況，本工程在底板厚度為500m的底板中薄皮鋼管處設(shè)一測(cè)點(diǎn)，在離地上表面300mm處（中心）設(shè)一測(cè)點(diǎn)，在離頂表面100㎜處（底部）設(shè)一測(cè)點(diǎn)。測(cè)溫時(shí)設(shè)置專用測(cè)溫記錄本，采用水銀溫度計(jì)進(jìn)行測(cè)量。第1 天～第2 天 每2h 測(cè)溫一次；第3 天～第6天 每4h 測(cè)溫一次。

記錄砼溫度的同時(shí)記錄好內(nèi)外溫度。砼表面與內(nèi)部溫度差不能超過25℃。及時(shí)將測(cè)溫結(jié)果反饋到工程部，實(shí)行信息化施工，以便調(diào)整砼養(yǎng)護(hù)時(shí)間及次數(shù)。

4 小結(jié)

本工程通過對(duì)筏板大體積混凝土溫控措施，經(jīng)過14d的溫度監(jiān)測(cè)，筏板大體積混凝土的內(nèi)部最高溫度從59.8 ℃降至40℃左右，表面溫度相應(yīng)降至30℃左右；已達(dá)到安全溫度，可不對(duì)筏板混凝土進(jìn)行溫度監(jiān)控。

通過對(duì)筏板混凝土澆筑采用分段分層間隔等措施，有效地控制了混凝土的溫差，確保了筏板、混凝土均勻散熱降溫，使混凝土中心溫度降至40℃左右，有效地控制了混凝土裂縫的出現(xiàn)，確保了筏板基礎(chǔ)的工程質(zhì)量。經(jīng)質(zhì)檢部門、設(shè)計(jì)、監(jiān)理等單位檢查，底板未出現(xiàn)有害裂縫。同時(shí)混凝土試塊抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B等級(jí)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，所做實(shí)體檢測(cè)也滿足設(shè)計(jì)要求。

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