水循環(huán)降溫在筏板基礎大體積砼的應用

文/焦金輝 中國電建市政建設集團有限公司 天津 300348

大體積混凝土的施工經(jīng)過多年發(fā)展及探索已經(jīng)形成了完整的體系，從其裂縫成因，施工質量控制，原料控制，溫度控制等諸多手段對其施工全過程管理。本文結合平頂山天河盛世東苑工程，討論水循環(huán)降溫大體積混凝土在施工中的應用，達到了大體積混凝土施工質量要求。

1、工程概況

本工程由一棟31層住宅樓框架剪力墻結構，一棟21層商務樓剪力墻結構和地下二層車庫組成，地上建筑43735.26㎡，地下建筑14940.48㎡，其中商務樓筏板厚2000mm、住宅樓厚1600mm。對基礎筏板施工提出以下要求：

(1）工程為商業(yè)加住宅，基礎施工日期基本確定在9月份底，屬高溫、雨季施工，滿足高溫季度施工技術要求。

(2）底板面積近2000平方米,砼強度等級為C35,抗?jié)B等級為P8，底板大部分厚度為1600-2000mm，底板砼采用預拌商品混凝土，混凝土輸送泵澆筑，配以塔吊進行局部冷縫處理。

（3）高度重視水化熱升溫問題，控制混凝土結構的內(nèi)部與外部溫差以及砼表面與大氣溫差在設計規(guī)定的允許范圍25°C以內(nèi)。安排并掌握好底板混凝土澆灌的工藝流程和澆灌速度，確保混凝土的澆灌質量。

（4）在筏板基礎內(nèi)布置冷卻水管。

2、施工工藝方案

預埋安裝Φ40冷卻水管（砼中間均勻設置）→混凝土澆筑前冷卻水管水壓試驗→混凝土澆筑過程中管內(nèi)通水循環(huán)降溫→混凝土澆筑過程后管內(nèi)通水循環(huán)降溫→采用高一等級膨脹細石混凝土對冷卻水管進行高壓注漿堵實。混凝土澆筑到冷卻管高程后即開始通水，通水時間根據(jù)測溫結果確定。

2.1 水管冷卻的排列方式

水管冷卻法的排列方式一般采用矩形和梅花型兩種，本項目采用其中矩形排列方式。冷凝管的間距層間距為0.8—1m，水平間距為0.5m。冷卻水管管路采用雙回旋形布置，水平管間距為500mm。在冷凝管的進出水口各設置一道閥門，以控制進水的方向和流量。

2.2 水管冷卻的通水方式

混凝土灌注完畢表面初凝后即開始通冷卻水，保證從進水口進入的水是冷水(常溫水)，進出水口每8小時交換一次，使得大體積混凝土內(nèi)部溫度比較均一，降低溫度裂縫出現(xiàn)的可能性。

2.3 熱工計算

混凝土澆筑溫度取外界氣溫30℃。混凝土絕熱升溫在第6天、第9天第12天達到50.8℃、54.2℃、55.2℃后下降；混凝土內(nèi)部中心溫度在第6天、第9天達到60.1℃、60.6℃后下降；混凝土最大綜合溫差在第6天28.6℃、第9天28.℃9、第12天27.8℃后下降。

3、混凝土溫度測量和控制

3.1 混凝土的測溫技術

（1）設于該基礎工程的兩個冷卻循環(huán)水系統(tǒng)在整個基礎底板的最深處、底板的四個角及結構尺寸變化較大的地方。

（2）在筏板混凝土中埋設測溫導管，測溫導管采用內(nèi)徑16mm的薄壁鋼管制作而成，上口膠帶封口，下口壓扁并用膠帶封口，導管內(nèi)不要進水，長度筏板基礎高度的1/2。

（3）測溫導管布置：測溫導管距離鋼筋端部10厘米，不得與鋼筋接觸，為避免澆筑時測溫導管受到損傷，在砼澆筑時將測溫導管按照預先的定位插入砼中。

（4）據(jù)實際情況選擇半導體液晶顯示溫度計。

（5）測溫頻率：在混凝土澆筑完畢后的升溫和峰值持續(xù)階段，每晝夜測溫不少于4次；入模溫度的測量，每臺班不少于2次。在測量混凝土內(nèi)部溫度的同時，測量外界的環(huán)境溫度。根據(jù)測點編號順序，記錄所測溫度數(shù)據(jù)，當測位的混凝土內(nèi)外溫差不大于25℃并趨于穩(wěn)定時為止。

3.2 混凝土溫度控制措施

3.2.1 通水控制溫度

根據(jù)混凝土澆筑過程中的測溫情況，適時向管內(nèi)通水，帶走混凝土內(nèi)部的部分熱量，使混凝土內(nèi)部的溫度降低到要求的限度，控制冷卻水進、出水的溫差不大于45℃。根據(jù)測溫數(shù)據(jù)相應調整水循環(huán)的速度，以充分利用混凝土的自身溫度，即中部溫度高、四周溫度低的特點，在循環(huán)過程中自動調節(jié)溫差。冷卻水管安裝時，要用鋼筋骨架和支撐桁架固定牢靠。設置循環(huán)水蓄水池，把循環(huán)出的熱水澆筑到砼表面來減少砼內(nèi)外的溫差。混凝土澆筑體降溫速率控制在2.0℃/d以內(nèi)。

3.2.2 混凝土的保溫養(yǎng)護

混凝土澆搗后4～5h內(nèi)，及時鋪覆蓋1層塑料膜和麻袋并備好一層塑料膜和一層麻袋。在養(yǎng)護期間，隨時檢查混凝土表面的干濕情況及溫差，及時澆水保持混凝土溫潤。其間溫差大于20℃時，采取加速鋼管內(nèi)循環(huán)換水流。

4、施工方法及質量保障

除了因水循環(huán)降溫大體積砼參數(shù)選擇不合理直接影響降溫效果以外，還有一些在降溫參數(shù)選擇合理情況下也能影響其效果的因素。

(1)配合比：符合設計強度等級、耐久性、抗?jié)B性、體積穩(wěn)定性等要求外，并應符合降低混凝土絕熱溫升值的原則。

(2)澆筑順序：大體積混凝土工程的施工分層依據(jù)設計尺寸進行均勻分段、分層澆筑。

(3)混凝土澆筑完畢后，按溫控技術措施要求進行養(yǎng)護。

(4)保濕養(yǎng)護作用：砼養(yǎng)護可遵循降溫速率"前期大后期小"原則。養(yǎng)護前期砼降溫速率可稍大，養(yǎng)護后期控制降溫速率。

結語：

經(jīng)過對大體積進水口、出水口溫度檢查與統(tǒng)計分析調整水流速度達到降溫目的，以及基礎筏板施工后進行裂縫排查，基面及側面無溫度張力裂縫，強度平整度及輪廓邊線均滿足設計要求。由于控溫準確度是大體積砼不因水化熱而產(chǎn)生裂縫的關鍵因素，而采用目前的設備檢測及記錄，準確度及檢測頻次受人為因素的影響比較大。因此，需要對施工人員加強管理，以便控制施工質量。