基础大体积混凝土施工技术的研究_工程管理

1、基础大体积混凝土施工技术的研究概要： 本文结合大体积砼温度应力、温度掌握等相关原理，提出了施工期间温度掌握的技术措施，为今后高层建筑基础工程大体积砼施工供应了有效依据。1 工程概况黄岩区财政地税办公综合楼工程基础底板外形大致为正方形，长约为40m，宽约为39m;基础底板的结构采纳反梁形式，反梁高为1.6m，底板部分厚为1.3m，桩基承台处为2.1m;电梯井位置局部混凝土厚度达3.6m。混凝土数量共计2870m3，一次浇筑完毕，不留施工缝，不设后浇带，属于大体积混凝土工程。基础上下部各配置25150钢筋网，中间配置12400钢筋网，混凝土强度等级为C35，抗渗等级为S8。底板混凝土浇筑期间正是台

2、州地区天气较热的八、九月份，特殊是基坑处于地面下67m左右，坑内空气流通较慢，加剧了混凝土表面温度。市气象局所供应的资料和实测数据显示，大气日温呈正弦变化(寒潮期间除外)，其中夏季日温变曲线为，式中： 某一时刻温度，; ， 为时间。因此该基础应按大体积混凝土从材料选用、协作比设计、混凝土的浇筑、养护及测温等方面采纳综合措施进行温度掌握。建筑工程中，尤其是高层建筑工程中的基础大体积砼有下述特点:(1) 砼强度级别高，水泥用量较大，因而收缩变形大。(2) 由于几何尺寸不是非常巨大，水化热温升快，降温散热亦较快。因此降温与收缩的共同作用是引起砼开裂的主要因素。(3) 掌握裂缝的方法不像块体砼那样，要

3、采纳特殊的低热水泥和简单的冷却系统，而主要依靠合理配筋，改进设计，采纳合理的砼配比，浇筑方案和浇筑后加强养护等措施，以提高结构的抗裂性和避开引起过大的内外温差而消失裂缝。因而，为了有效掌握基础大体积砼温度，避开消失温度裂缝，该工程在基础施工阶段采纳了多种措施综合掌握温度裂缝。2 大体积砼温度裂缝砼随着温度的变化而发生热胀冷缩，称为温度变形。对于大体积砼施工阶段来说，由于温度变形而引起的裂缝，可称为“初始裂缝”或“早期裂缝”。大体积砼施工阶段所产生的温度裂缝，是由其内部冲突进展的结果。一方面由于内外温差和收缩而产生应力和应变，另一方面是结构物的外部砼各质点间的约束，阻挡这种应变，一旦温度拉应力超

4、过砼能承受的抗拉强度时，即消失裂缝。大体积砼由于截面大，水泥用量大，水泥水化释放的水化热会产生较大的温度变化，由此形成的温度应力是导致产生裂缝的主要缘由.这种裂缝分两种:表面裂缝砼浇筑初期，水泥水化产生大量水化热，使砼的温度很快上升，但由于砼表面散热条件好，热量可向大气中散发，因而温度上升较少。而砼内部由于散热条件较差，热量散发少，因而温度上升较多，内形状成温度梯度，形成内约束。结果砼内部产生压应力，面层产生拉应力，当该拉应力超过砼的抗拉强度时，砼表面就产生裂缝。收缩裂缝砼浇筑后数日，水泥水化热己基本释放。砼从最高温度渐渐降温，降温的结果引起砼收缩，再加上砼中多余水份蒸发等引起的体积收缩变形，

5、二者都受到地基和结构边界条件的约束，不能自由变形，导致温度拉应力。当该温度应力超过砼抗拉强度时，则从约束面开头向上形成裂缝，假如该温度应力足够大，可能产生贯穿裂缝，破坏了结构的整体性、耐久性和防水性，影响正常使用。大体积混凝土结构中，温度变化不但可能引起裂缝，对结构的应力状态也具有重要影响，有时温度应力在数值上可能超过其他外荷载引起的应力。地下室的大体积混凝土处于基础约束范围以内，其表面裂缝在内部混凝土降温过程中，可能进展为深层甚至贯穿裂缝，引起地下室渗水，影响平安使用。基于上述特点，在大体积混凝土结构设计中，通常要求不消失拉应力或者只消失很小的拉应力，但在施工过程中，大体积混凝土结构由于温度

6、的变化而产生很大的拉应力，要把这种温度变化所引起的拉应力限制在允许范围以内是特别困难的。总之，如何掌握温度、防止裂缝进展，是大体积混凝土结构施工中最重要的课题。3 基本措施针对该工程的实际状况，施工中采纳了以下多种措施掌握温度裂缝的进展。3.1 材料选择及质量要求(1) 水泥由于基础底板厚1.3m，水泥在水化过 程产生大量的热量，聚集在结构内部不易散失，使混凝土内部的温度上升。为此，在施工中应选用水化热较低的水泥以及尽量降低单位水泥用量(每削减10kg水泥，降低温度1)。本工程由于货源限制选用525号一般砼酸盐水泥。(2) 粗细骨料粗骨料选用540mm单粒级卵石。它比525mm石子，每立方米混

7、凝土可削减用水量15kg左右，在相同水灰比(015)状况下，水泥可削减30kg左右。细骨料采纳中粗砂，其细度模数为218。它比采纳细砂，每立方米混凝土削减用水量20kg左右，水泥相应削减2835kg，从而降低混凝土的干缩。(3) 混合料及外加剂混凝土中掺入水泥重量0.25%左右的缓凝型减水剂木质素磺酸钙，一方面可明显延缓水化热释放的速度，推迟水化热峰值的消失;同时又削减10%拌和用水，节省10%左右的水泥，从而降低水化热。混凝土中掺入适量粉煤灰，不仅改善混凝土的工作度，削减混凝土的用水量，削减泌水和离析现象;同时代替部分水泥，削减水化热。掺入适量UEA膨胀剂，有效地补偿混凝土干缩，并在肯定程度

8、上补偿冷缩，转变混凝土分子结构组织，增加密实性，提高抗渗力量。3.2 混凝土协作比的制定依据选用的材料，通过试验室试配确定了混凝土协作比，采纳塔吊运输，混凝土坍落度掌握在35cm;C35PS8混凝土协作比(kg/m3)为水泥:黄砂:石子:水=330:771:1087:173;掺合料(kg/m3):UEA膨胀剂33kg，粉煤灰44kg，木钙0.66kg;水灰比0.48，砂率40%。3.3混凝土的浇筑及养护混凝土浇筑采纳斜面一次浇筑，分层厚度为43cm左右，在斜面下层混凝土未初凝时(初凝时间为3h左右)进行上层混凝土浇筑，在不同部位用3台振动棒分上、中、下3个层次，采纳循环推动,一次到顶的方法，以

9、消退冷凝，增加混凝土的密实性，保证防水质量。依据计算混凝土内部最高温度47，内外温差超过25，因而混凝土浇筑后，实行有效的外部保温法。目的是削减混凝土表面的热集中，削减混凝土表面的温度梯度，防止产生表面裂缝;同时延长散热时间。详细方法：在表面抹压后即掩盖一层塑料薄膜，来封闭混凝土中多余拌合水，以实现混凝土的自养护，终凝后掩盖二层草袋，混凝土养护时间不少于14d。3.4 混凝土测温为了把握大体积混凝土的温度变化规律，准时了解温差对大体积混凝土质量的影响，实行常规测温技术，对底板混凝土的上、中、下进行布点观测，以便实行相应的技术措施，防止混凝土开裂。本工程测点共设4点，每点设上、中、下三个测温孔。在混凝土浇筑前，用钢管预先放置在底板内并高出板顶100mm，并固定于底板筋上，钢管下口事先封死，温度计顶端与预埋管之间用保温材料塞严，防止水分浸泡，并做好测温点的编号。采纳玻璃温度计，温度计在管内停留不少于5min， 当温度计在管内抽出时，马上读出温度值。混凝土浇筑后15天，每2h测一次，第610天，每4h测一次，每次同时测出大气温度及草袋与混凝土表面之间的温度。实测数据表明：混凝土内部的最高温度(36)消失在混凝土浇筑后的第3天，基础中心与草袋内之间温差最大值为16，草袋内与大气之间温差最大值为17，均掌握在25之内，有效