某工程筏板大體積混凝土溫控措施

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：本文通過對某工程筏板大體積混凝土的技術(shù)分析，針對筏板大體積混凝土采取了一些有效的溫控措施，對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。工程建筑等級為二級，屋面防水等級為二級，地下室防水等級為一級，地上耐火等級為一級，地下耐火等級為一級。砼強(qiáng)度等級：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

本工程底板混凝土施工特點是深基坑作業(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。針對以上大體積砼的特點，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)格的配合比申請及外加劑、摻和料的檢驗。砼抗?jié)B等級為P6，強(qiáng)度為C35及C40。

2.2 工藝原理

大體積砼施工是通過對砼溫度和應(yīng)力的計算（主要包括拌合溫度、出罐溫度、澆筑溫度、絕熱溫度、內(nèi)部實際最高溫度、表面溫度及溫度應(yīng)力計算），確定控制溫度的措施，并對砼攪拌、運輸、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算

根據(jù)精確度要求，在混凝土內(nèi)部最高溫升值計算中只考慮單位膠凝材料用量和混凝土入模溫度兩個主要因素，而忽略其他次要因素。根據(jù)所掌握的混凝土配合比，計算的大體積混凝土水化熱所產(chǎn)生內(nèi)部內(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)實測溫度值和繪制的溫度升降曲線，分別計算各降溫階段產(chǎn)生的混凝土溫度收縮拉應(yīng)力，其累計總拉應(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，Tn=Tmax-25=46℃；Th施工時大氣平均氣溫；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

即通過理論計算采用2層麻袋進(jìn)行大體積混凝土養(yǎng)護(hù)時，其內(nèi)、外部溫差可控制在25℃以內(nèi)。但在施工時實際溫度與理論計算時是不一致的，可重新計算予以調(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 測溫點布置

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，觀察薄膜表面水珠，若水珠過少，或砼表面出現(xiàn)白板時，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)必須對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和內(nèi)外溫差的監(jiān)測。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、養(yǎng)護(hù)不及時就會造成嚴(yán)重后果。

測溫方案根據(jù)溫度場的變化原理、建筑特點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條測線，每間距5m設(shè)置一個測溫點，每個測溫點位置埋設(shè)的Φ48薄皮鋼管，梅花型布設(shè)，具體長度如圖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“一個坡度，分層澆搗，循序漸進(jìn)”的方法實施，此方法既可方便振搗，又可利用混凝土層面散熱，對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，使混凝土的初凝時間達(dá)到5～8小時；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。

澆筑時備用一臺水泵，利用電梯井坑及集水坑及時抽掉因振搗產(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)測頻率和報表

為了全面反應(yīng)砼在溫度場的變化情況，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)一測點，在離地上表面300mm處（中心）設(shè)一測點，在離頂表面100㎜處（底部）設(shè)一測點。測溫時設(shè)置專用測溫記錄本，采用水銀溫度計進(jìn)行測量。第1 天～第2 天 每2h 測溫一次；第3 天～第6天 每4h 測溫一次。

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

4 小結(jié)

本工程通過對筏板大體積混凝土溫控措施，經(jīng)過14d的溫度監(jiān)測，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，可不對筏板混凝土進(jìn)行溫度監(jiān)控。

通過對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、監(jiān)理等單位檢查，底板未出現(xiàn)有害裂縫。同時混凝土試塊抗壓強(qiáng)度、抗?jié)B等級達(dá)到設(shè)計要求，所做實體檢測也滿足設(shè)計要求。

參考文獻(xiàn)

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