謝承鉞

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1 引言

在水利大壩、高層建筑、橋梁等建筑中，大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工一直是工程建設(shè)中的重難點(diǎn)，尤其是大體積現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)施工階段，因結(jié)構(gòu)體積厚實(shí)、表面系數(shù)較小、內(nèi)外溫差較大等特點(diǎn)，常出現(xiàn)不同程度的溫度裂縫，對(duì)結(jié)構(gòu)整體性、建筑安全性等造成不利影響。為保證結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，需根據(jù)結(jié)構(gòu)類型、現(xiàn)場(chǎng)工況等，制定合理的溫度控制措施，抑制溫度裂縫的發(fā)展，提高結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量?；诖?，文章結(jié)合體積混凝土結(jié)構(gòu)溫控監(jiān)測(cè)流程，探討了結(jié)構(gòu)施工溫度監(jiān)測(cè)和溫控技術(shù)要點(diǎn)，對(duì)實(shí)際工程意義重大。

2 大體積混凝土施工測(cè)溫系統(tǒng)要求

2.1 溫控監(jiān)測(cè)流程見圖1

圖1 溫控監(jiān)測(cè)流程

2.2 溫控監(jiān)測(cè)系統(tǒng)選擇

現(xiàn)階段，在施工現(xiàn)場(chǎng)常用的溫度測(cè)試方法，主要有溫度計(jì)法、熱電偶法、光柵法等。

（1）溫度計(jì)測(cè)溫法，操作簡單，儀器采購成本低廉，但測(cè)量精度較低，數(shù)據(jù)記錄煩瑣。

（2）光柵測(cè)試法，測(cè)量精度高，抗干擾性強(qiáng)，但設(shè)備采購成本高，且傳感器易損壞。

（3）熱電偶法是工程中常用的測(cè)溫方法，操作簡單，測(cè)量精度高，且能夠直接反應(yīng)被測(cè)構(gòu)件溫差；結(jié)合以往工程實(shí)踐，結(jié)合本項(xiàng)目測(cè)量工況，本次擬采用熱電偶法。

3 大體積混凝土溫度和應(yīng)變監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

3.1 溫度測(cè)點(diǎn)布置原則

（1）為保證測(cè)量準(zhǔn)確性，避免冷卻水管干擾，測(cè)點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在相鄰冷卻水管中間位置。

（2）測(cè)點(diǎn)布設(shè)范圍，也叫測(cè)溫區(qū)，主要包括控溫構(gòu)件澆筑平面圖對(duì)稱軸線的半軸線范圍；半條對(duì)稱軸線上，測(cè)點(diǎn)布設(shè)位置不少于三處。

（3）對(duì)于樁基承臺(tái)，可將先澆筑的一幅，作為主要監(jiān)測(cè)對(duì)象，測(cè)點(diǎn)布置、傳感器數(shù)量遵循上述原則；另一幅則埋設(shè)少量溫控傳感器即可。

3.2 樁基承臺(tái)測(cè)溫傳感器的布設(shè)

樁基承臺(tái)的測(cè)溫傳感器布設(shè)位置示意圖如圖2。從圖2可知，該測(cè)量方案的測(cè)量位置選擇了基礎(chǔ)構(gòu)件兩條對(duì)稱軸線，施工現(xiàn)場(chǎng)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況，合理確定某個(gè)1∕4區(qū)域?yàn)闇y(cè)試區(qū)。

圖2 大體積混凝土溫控測(cè)點(diǎn)立面布置示意圖（單位：cm）

3.3 樁基承臺(tái)應(yīng)變傳感器測(cè)點(diǎn)布置

在部分溫度測(cè)點(diǎn)附近，可合理布設(shè)應(yīng)變傳感器，以在監(jiān)測(cè)大體積混凝土構(gòu)件應(yīng)變規(guī)律的同時(shí)，更加準(zhǔn)確地分析出溫度與溫度應(yīng)力的相互關(guān)系。結(jié)合樁基承臺(tái)構(gòu)件尺寸、形狀、現(xiàn)場(chǎng)工況，本次擬在構(gòu)件每層（1.75m或2.00m）布設(shè)應(yīng)變測(cè)點(diǎn)，示意圖如圖3。

圖3 大體積混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置示意圖

3.4 測(cè)溫傳感器的安裝及保護(hù)

（1）熱電偶傳感器使用前，應(yīng)嚴(yán)格核查傳感器規(guī)格、性能、質(zhì)量、精度等參數(shù)，確保所有器件質(zhì)量合格、性能穩(wěn)定、精度達(dá)標(biāo)。

（2）根據(jù)傳感器布置圖，按結(jié)構(gòu)縱向位置編號(hào)；不同層的傳感器，其導(dǎo)線可選擇不同顏色，或涂刷、黏貼不同顏色標(biāo)簽，便于后期溫控結(jié)果統(tǒng)計(jì)。

（2）為保證測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性，避免傳感器位置移動(dòng)，布設(shè)安裝應(yīng)采取一定的固定措施；同時(shí)為保障傳感器穩(wěn)定工作，應(yīng)在布設(shè)完畢后及時(shí)檢測(cè)線路通暢性。

（3）為避免傳感器與導(dǎo)線接觸不良，宜采用錫焊連接，并采取一定的絕緣措施，避免絕緣不良影響測(cè)量結(jié)果；可采用環(huán)氧樹脂絕緣密封，再使用絕緣膠布纏裹，進(jìn)一步保證連接處絕緣性。

（4）導(dǎo)線連接完畢后，應(yīng)檢測(cè)導(dǎo)線連接通暢性和線路連接的準(zhǔn)確性，查找故障點(diǎn)，并及時(shí)予以排除，保證線路質(zhì)量。

（5）傳感器和相應(yīng)導(dǎo)線安裝、連接完畢，應(yīng)及時(shí)聯(lián)機(jī)測(cè)試，驗(yàn)證測(cè)溫系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

4 大體積混凝土施工現(xiàn)場(chǎng)主要溫控措施

大體積混凝土構(gòu)件施工階段，應(yīng)根據(jù)溫度與溫度應(yīng)力測(cè)試數(shù)據(jù)，合理調(diào)整施工工序、施工計(jì)劃等，必要時(shí)，應(yīng)根據(jù)相應(yīng)測(cè)試數(shù)據(jù)分析結(jié)果，采取相應(yīng)措施提高溫控效果。

4.1 降低混凝土入模溫度

（1）夏季高溫環(huán)境下，大體積混凝土構(gòu)件澆筑施工過程中，應(yīng)合理控制混凝土入模溫度。

（2）降低拌和水水溫，是降低入?；炷翜囟鹊挠行Х椒?，可根據(jù)實(shí)際條件，采用加細(xì)冰屑、冰塊或采用降溫設(shè)備等方式，控制拌和水溫度。

（3）降低水泥溫度，也能夠控制混凝土入模溫度；可提前與供應(yīng)商溝通，控制其入場(chǎng)溫度不高于60℃。

（4）澆筑時(shí)段，優(yōu)先選擇夜間施工，減少施工現(xiàn)場(chǎng)溫度、陽光等對(duì)混凝土的影響。

4.2 發(fā)揮冷卻水的調(diào)節(jié)作用

（1）為方便調(diào)整冷卻水開關(guān)、流量等，以更加有效地進(jìn)行溫度調(diào)控，每層、每根冷卻水管都應(yīng)設(shè)置獨(dú)立閥門，單獨(dú)編號(hào)。

（2）在混凝土升溫階段，為有效帶走水泥水化產(chǎn)生的熱量，適宜直接通自然溫度的江水，以有效降低混凝土構(gòu)件溫度峰值。

（3）在降溫階段，為保證混凝土構(gòu)件內(nèi)外降溫速率保持協(xié)調(diào)，應(yīng)合理控制冷卻水流量、溫度。

（4）冷卻水與混凝土內(nèi)部的溫差不宜超過25℃；構(gòu)件內(nèi)部溫度最大值與環(huán)境溫度溫差小于20℃時(shí)，即可關(guān)停冷卻系統(tǒng)，關(guān)閉冷卻水閥門。

4.3 表面保溫保濕措施

（1）為保證大體積混凝土構(gòu)件澆筑質(zhì)量，澆筑施工完畢后，應(yīng)根據(jù)施工場(chǎng)地環(huán)境溫度、濕度等合理采取保濕或者保溫措施：①夏季氣溫較高，晝夜溫差較大，應(yīng)根據(jù)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，結(jié)合溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)論，合理調(diào)整降溫措施，提高澆筑混凝土凝固效果，保證構(gòu)件施工質(zhì)量；②頂層混凝土終凝后，可選擇蓄水養(yǎng)護(hù)方案，提高保溫保濕效果；③構(gòu)件澆筑完工后，可使用濕麻袋覆蓋混凝土表面，起到保溫、保濕的效果。

（2）大體積混凝土構(gòu)件澆筑完工后，保濕養(yǎng)護(hù)要求和方案如下：①養(yǎng)護(hù)期內(nèi)，混凝土構(gòu)件表面必須始終處于濕潤狀態(tài)；②在正常環(huán)境下，混凝土構(gòu)件養(yǎng)護(hù)期不少于14天；③制定嚴(yán)格的保濕養(yǎng)護(hù)檢查措施，形成定期、不定期的檢查制度，保證養(yǎng)護(hù)時(shí)長和養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。

（3）大體積混凝土構(gòu)件模板拆除措施：①拆模施工宜安排在上午進(jìn)行；②拆模后，構(gòu)件地下部分應(yīng)及時(shí)回填；③應(yīng)適當(dāng)延長帶模養(yǎng)護(hù)構(gòu)件的養(yǎng)護(hù)時(shí)長。

4.4 異常情況及其預(yù)案

大體積現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件澆筑和養(yǎng)護(hù)期間的溫度控制，應(yīng)以事前預(yù)防為主。結(jié)合以往施工經(jīng)驗(yàn)或相關(guān)文獻(xiàn)資料，構(gòu)件澆筑或養(yǎng)護(hù)期間，若出現(xiàn)異常，可根據(jù)異常情況和現(xiàn)場(chǎng)工況，采取下述幾點(diǎn)措施。

（1）大雨或氣溫驟降天氣：應(yīng)及時(shí)在構(gòu)件頂面和側(cè)面覆蓋防雨布。

（2）冷卻水循環(huán)系統(tǒng)故障：①在混凝土澆筑施工期間，若澆筑或振搗施工造成水管破損，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)；②應(yīng)保證系統(tǒng)工作穩(wěn)定，出現(xiàn)水管破裂、堵塞等情況時(shí)，及時(shí)排除故障，避免長時(shí)間停水；③應(yīng)根據(jù)混凝土內(nèi)部傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，合理調(diào)整水溫、水量，避免冷卻水水溫過低，對(duì)混凝土造成冷擊，同時(shí)避免混凝土內(nèi)部溫度降幅過快；④應(yīng)根據(jù)各指標(biāo)限值，合理調(diào)整水流量、水溫等參數(shù)，確保各指標(biāo)值不超過限值。

（3）養(yǎng)護(hù)期開裂：①混凝土升溫階段，若構(gòu)件表面發(fā)生淺表開裂現(xiàn)象，應(yīng)立即檢查混凝土構(gòu)件表面濕度、溫度等指標(biāo)，并根據(jù)檢查情況，采取針對(duì)性措施，保證保溫保濕養(yǎng)護(hù)效果；②混凝土內(nèi)部降溫階段，若出現(xiàn)表面規(guī)則開裂現(xiàn)象，應(yīng)適當(dāng)減少冷卻水水流，或適當(dāng)增加水溫，控制降溫速率，并檢查構(gòu)件表面保溫保濕情況。

5 結(jié)論

本文結(jié)合大體積混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和施工測(cè)溫系統(tǒng)要求，探討了大體積混凝土溫度和應(yīng)變監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置技術(shù)要點(diǎn)，并分析了施工現(xiàn)場(chǎng)常用的集中溫控措施，結(jié)論如下。

（1）溫控測(cè)點(diǎn)布設(shè)位置、數(shù)量等，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，布設(shè)于控溫構(gòu)件澆筑平面圖，對(duì)稱軸線的半軸線位置，且不少于三處。

（2）傳感器應(yīng)根據(jù)布置圖布置，并按結(jié)構(gòu)縱向位置編號(hào)；布設(shè)完畢后，應(yīng)及時(shí)聯(lián)機(jī)測(cè)試，檢測(cè)并及時(shí)排除故障點(diǎn)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定。

（3）可根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)、施工場(chǎng)地氣候環(huán)境等因素，合理選擇溫控措施，比如降低混凝土入模溫度，增加冷卻水水流、采取表面保溫保濕措施等。