某大體積混凝土筏板溫度監測及裂縫控制

張元濤 ，張繞林

（1.云南建投第十七建設有限公司，昆明 650500；2.云南省建筑科學研究院 云南省建筑結構與新材料企業重點實驗室，昆明 650223）

1 工程概況

本工程建筑高度為 95.100m，地下2層，地上21層，突出屋面2層。結構為框架-核心筒結構，基礎形式采用長螺旋鉆孔壓灌樁。多層建筑高度為 14.100m，地下2層，地上3層，結構形式為框架結構，基礎形式采用長螺旋鉆孔壓灌樁。本工程地下室主樓基礎底筏板厚度為 1.5m，商業樓基礎底筏板厚度為 0.4m，局部電梯井坑及消防集水坑深達 2.5～4.5m，屬典型大體積混凝土；地下室底板（含承臺）混凝土標號均為 C35，抗滲等級均為P6，水灰（膠）比為 0.41, 砂率為 42.5%，外加劑為 PCA-I 聚羧酸液劑，摻量 1.65%。本工程商品混凝土配合比如表1所示。

表1 配合比kg/m3

拌和物性能：（1）坍落度：設計坍落度為 180mm±30mm，出廠坍落度為 180mm；（2） 凝結時間：實測初凝 140min，終凝575min；（3） 原材料質量控制：水泥采用 P·O42.5，砂的含泥量≤2%，石的含泥量≤1%。

2 混凝土澆筑及養護方案

2.1 混凝土澆筑工藝流程

混凝土澆筑工藝流程:布置混凝土泵→混凝土供貨→坍落度測試→驗收合格→開機、泵送砂漿、潤管→澆筑混凝土→振搗作業面階梯推進→混凝土表面第一次趕平、壓實→混凝土表面二次趕平、壓實、拉毛→混凝土及時覆蓋保溫保濕→養護混凝土測溫監控。

2.2 混凝土澆筑時間及方法

2.2.1 混凝土澆筑時間

2019年7月2日20:02 開始 澆筑，到 2019年7月5日01：30 澆筑結束，澆筑總方量為 2190m3。

2.2.2 混凝土澆筑方法

混凝土采用泵送，坍落度大，流動性好，澆筑采用斜面分層布料方法施工。

3 混凝土溫度監測

對混凝土進行溫度監測需要掌握并做好以下幾方面的工作。

1）對混凝土進行溫度監測的目的是實時監測筏板混凝土在施工和養護期間, 沿筏板深度方向的混凝土溫度變化狀態,實行信息化控制，及時調整保溫及養護措施，以防止有害裂縫的出現。

2）監測范圍包括：現場布置2個測位，共6個測點對基礎筏板混凝土溫度進行監測。

3）監測依據：（1）本工程設計圖紙；（2）GB/T 51028—2015《大體積混凝土溫度測控技術規范》[1]；（3）GB 50496—2018《大體積混凝土施工標準》[2]。

4）監測儀器設備包括：JTM-V10A 智能振弦溫度讀數儀1 臺（編號 010657）；傳感器6個。所用檢測檢測儀器均經標校，并在有效使用期內。

5）溫控指標及報警線。根據 GB 50496—2018《大體積混凝土施工標準》的要求，本工程溫控指標為：（1）混凝土澆筑體在入模溫度基礎上的溫升值不宜大于 50℃；（2）混凝土澆筑體里表溫差（不含混凝土收縮當量溫度）不宜大于 25℃；（3）混凝土澆筑體降溫速率不宜大于 2.0℃/d；（4）拆除保溫覆蓋時混凝土澆筑體表面與大氣溫差不應大于 20℃。

6）測溫點布置。在鋼筋安裝完成后混凝土澆筑前，將調試好的溫度傳感器進行預埋，溫度傳感器應附著于鋼筋上但應與鋼筋隔離，盡量選擇不會因澆筑混凝土而導致探頭的位置，安裝好之后應保護好外露的接頭不受損壞和污染。

大體積混凝土測溫時，為保證每個測點能夠準確反映出混凝土主要點的溫度數變化情況，傳感器可放入導管內，也可以直接埋入混凝土內，每個測點位應在上、中、下分別安裝溫度傳感器，實時掌握大體積混凝土表面溫度、中部溫度和底部溫度。嚴格來說，埋入傳感器之前，應提前建立大體積混凝土有限元分析模型，并根據實際情況進行模擬現場施工情況，并對模型進行分析，避免傳感器遺漏或者重疊，影響監測數據。

本次溫度監測在基礎筏板平面共布置2個測溫點位，每個平面測溫點位沿厚度方向分別布置3個測溫點。

4 數據采集和溫度曲線分析

4.1 數據采集

混凝土溫度采用測溫儀器人工采集數據，并將溫度監測數據以表格方式記錄并繪制溫度時間曲線。

1#測溫點位測溫時間為 2019年7月4日 19:30～2019年7月13日 23:30，共計 220h，1#測溫點位共測溫74次，前 3d每2小時測溫1次，后 6d 每4小時測溫1次；2#測溫點位測溫時間為 2019年7月5日 01:30～2019年7月13日 23:30，共計 9d，2#測溫點位共測溫72次，前 3d 每2小時測溫1次，后6d 每4小時測溫1次。

4.2 溫度時間曲線分析

根據實測溫度時間曲線分析，可以得到以下結論：

1）在混凝土升溫和降溫過程中，里表溫差始終沒有超過控制值，說明施工現場采取的養護措施滿足要求，達到了控制里表溫差和裂縫的目的。

2）混凝土澆筑后，內部溫度基本 2～3d 內達到峰值，之后溫度開始緩慢回落[3]。

3）沿厚度方向，上、中、下部溫度當中，中部溫度高，在降溫過程中也基本保持最高，上部溫度最低，且受環境影響較大，整個過程中波動比較大，下部溫度介于兩者之間[4]。到散溫后期，會出現中部溫度比下部溫度稍低，初步分析原因為澆筑時候氣溫較高，混凝土內部溫度緩慢降低，對于厚度方向而言，自上至下熱量散失呈遞減趨勢，再加上筏板底部土壤對底部混凝土起到一定的保溫作用，因此會出現這種情況。

4）上部混凝土溫度受環境影響較大，曲線多呈波動，也有比較平緩的時間段，說明在這段時間里，保溫措施已起到一定的作用，因此，在大體積混凝土施工過程中，對表面進行保溫養護工作具有很大的工程意義。

5 結語

大體積混凝土本身幾何尺寸較大，能夠保證具有足夠的強度和剛度，但在施工過程中，由于溫差過大引起的裂縫很難避免，現實工程中，只能盡可能做到將裂縫的開展控制到無害范圍內，避免出現貫穿裂縫。施工過程中可以采取現場實時溫度監測和根據已有數據進行混凝土內部溫度計算預測，從2 方面來入手控制溫差，實現有效控制裂縫的產生。