超厚高強(qiáng)大體積混凝土施工工法一、前言：大體積混凝土由由于結(jié)構(gòu)截面面大，水泥總總用量多，水水化所釋放的的水化熱會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生較大的溫溫度變化和收收縮作用，由由此形成的溫溫度收縮應(yīng)力力是導(dǎo)致鋼筋筋混凝土產(chǎn)生生裂縫的主要要原因。我們們?cè)诔薪?2萬噸固定門門式起重機(jī)基基礎(chǔ)混凝土施施工過程中，總總結(jié)出一套超超厚、高強(qiáng)、大大體積混凝土土基礎(chǔ)施工工工法，即內(nèi)部部降溫，外部部保溫法，成成功地控制了了混凝土裂縫縫的產(chǎn)生和發(fā)發(fā)展，取得了了明顯的經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益和社會(huì)會(huì)效益。二、工法特點(diǎn)：：1）大體積混凝凝土由于水化化熱產(chǎn)生的升升溫較高，易易產(chǎn)生較大的的內(nèi)外溫差，使使混凝土產(chǎn)生生較大的溫度度收縮應(yīng)力，從從而導(dǎo)致裂縫縫產(chǎn)生。本工工法對(duì)超厚高高強(qiáng)大體積混混凝土采取內(nèi)內(nèi)部強(qiáng)制降溫溫，外部輔助助保溫措施，從從而減少了內(nèi)內(nèi)外溫差，避避免了溫度收收縮裂縫的產(chǎn)產(chǎn)生。2）工程在特殊殊環(huán)境下，如如位于海邊水水下或地下水水位以下，對(duì)對(duì)抗?jié)B有特殊殊要求時(shí)，分分層澆筑不利利于混凝土的的抗?jié)B效果，且且基礎(chǔ)涉及到到整個(gè)構(gòu)筑物物的結(jié)構(gòu)安全全性能，須采采用一次性整整體澆筑混凝凝土施工技術(shù)術(shù)，有利于提提高結(jié)構(gòu)的整整體性、抗?jié)B滲性，同時(shí)提提高了結(jié)構(gòu)的的抗震能力。3）當(dāng)混凝土強(qiáng)強(qiáng)度等級(jí)較高高時(shí)，由于強(qiáng)強(qiáng)度提升較快快，如后繼混混凝土澆筑不不及時(shí)，極易易出現(xiàn)冷縫，為為防止出現(xiàn)冷冷縫，混凝土土限時(shí)48小時(shí)內(nèi)一次次性整體澆筑筑完畢。4）本大體積混混凝土的施工工工法，由于于取消了對(duì)施施工縫的處理理工作，從而而簡(jiǎn)化了施工工程序，加快快了施工進(jìn)度度，混凝土外外觀質(zhì)量良好好。三、適用范圍：：工業(yè)與民用建筑筑中超厚、高高強(qiáng)、大體積積現(xiàn)澆鋼筋混混凝土結(jié)構(gòu)，如如連續(xù)澆筑的的基礎(chǔ)底板、箱箱型基礎(chǔ)、設(shè)設(shè)備基礎(chǔ)等需需要裂縫控制制的高強(qiáng)鋼筋筋混凝土工程程。四、施工工藝要要點(diǎn)：1.材料要求1）水泥：首先先盡量減少單單位體積混凝凝土的水泥用用量，資料證明，水泥用用量每增減10kg，水化熱使使溫度相應(yīng)升升降約1℃。其次應(yīng)優(yōu)先先采用低熱水水泥，如選擇擇礦渣硅酸鹽鹽水泥。2）細(xì)骨料：采采用中砂，平平均粒徑大于于0.5mm，含泥量不不大于2%。選用平均均粒徑較大的的中、粗砂拌拌制的混凝土土比采用細(xì)砂砂拌制的混凝凝土可減少用用水量10%左右，同時(shí)時(shí)相應(yīng)減少水水泥用量，使使水泥水化熱熱減少，降低低混凝土溫升升，并可減少少混凝土收縮縮。3）粗骨料：55~25MMM或5~40MMM石子，選用粒粒徑較大、級(jí)級(jí)配良好的石石子配制的混混凝土，和易易性較好，抗抗壓強(qiáng)度較高高。優(yōu)先選用5~40MMM石子，減少少混凝土收縮縮。含泥量<1%，符合篩分分連續(xù)級(jí)配要要求。骨料中中針狀和片狀狀<15%（重量比）。4）拌和水：宜宜采用深層地地下水，必要要時(shí)加冰塊降降溫，使水溫溫降至10℃以下。5）粉煤灰：由由于混凝土的的澆筑方式為為泵送，為了了改善混凝土土的和易性便便于泵送，考考慮摻加適量量的粉煤灰。粉粉煤灰對(duì)降低低水化熱、改改善混凝土和和易性有利，粉粉煤灰的摻量量不少于10%，采用內(nèi)摻法，選用Ⅱ級(jí)粉煤灰。6）外摻劑：：通過分析比比較及過去在在其它工程上上的使用經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)，混凝土中中摻加緩凝型型高效復(fù)合泵泵送減水劑可可降低水化熱熱峰值，減少少因水份蒸發(fā)發(fā)而引起的混混凝土收縮，并可提高混凝土的抗裂性，和易性與可泵性；摻入膨脹劑，在最初14d潮濕養(yǎng)護(hù)中，使混凝土體積微膨脹，補(bǔ)償混凝土早期失水收縮產(chǎn)生的收縮裂縫，提高混凝土的抗?jié)B能力。具體外加劑的性能及用量應(yīng)當(dāng)根據(jù)要求由試驗(yàn)室提供配合比報(bào)告，在混凝土澆筑前將配合比報(bào)告送達(dá)施工單位。由于采用粉煤灰及外摻劑，宜利用混凝土后期強(qiáng)度，用R60或R90替代R28作為設(shè)計(jì)強(qiáng)度。2.混凝土配合合比采用泵送混凝土土砂率控制在在35%~440%之間，在滿滿足可泵性的的前提下，盡量降降低砂率。坍坍落度在滿足足泵送的條件件下盡量選擇擇小值，以減減少收縮變形形。針對(duì)工程程實(shí)際和泵送送施工工藝要要求，根據(jù)理理論計(jì)算和試試驗(yàn)室試配試試驗(yàn)結(jié)果，由由試驗(yàn)室提供供混凝土配合合比報(bào)告，混混凝土坍落度度宜為150mm～170mm，緩凝時(shí)間根根據(jù)澆筑量和和澆筑速度確確定。3.控制混凝土土原材料入機(jī)機(jī)溫度混凝土中的各種種原材料，尤尤其是石子與與水的溫度，拌拌和后對(duì)混凝凝土的入模溫溫度影響最大大，因而必須須控制其入機(jī)機(jī)溫度。夏季季在氣溫較高高時(shí)，監(jiān)督攪攪拌站對(duì)砂、石石骨料和水采采取降溫措施施，宜在砂石石堆場(chǎng)對(duì)砂石石遮陽，必要要時(shí)可采用向向骨料噴水等等降溫措施。特特別是對(duì)水宜宜采用深層地地下水和加冰冰塊降溫，使使水溫降至10℃以下，4.控制混凝土土澆筑時(shí)入模模溫度夏季施工時(shí)，在在輸送泵送時(shí)時(shí)采取降溫措措施，以防入入模混凝土溫溫度升高。如如在施工現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)搭設(shè)遮陽棚棚蓋、用水泵泵對(duì)進(jìn)入施工工現(xiàn)場(chǎng)的混凝凝土運(yùn)輸罐車車噴水降溫，在在水平輸送管管道上鋪草包包噴水，優(yōu)先先選用近距離離混凝土攪拌拌站等，以保保證混凝土入入模溫度不大大于28℃。5.減少大體積積混凝土四周周約束對(duì)于地基為基巖巖或老混凝土土墊層，應(yīng)在在表面鋪設(shè)20mm砂墊層后上上鋪一層塑料料或油氈，以以消除基巖約約束和嵌固作作用；在四周周模板內(nèi)表面面鋪設(shè)50mm以上厚聚苯苯乙烯泡沫類類材料保溫層層，既達(dá)到保保溫效果，又又降低了四周周約束，消除除約束應(yīng)力，并并最終減少混混凝土收縮裂裂縫的出現(xiàn)。6.混凝土施工工工藝1）混凝土澆筑筑順序的安排排，以薄層連連續(xù)澆筑以利利散熱，不出出現(xiàn)冷縫為原原則，可采用用分層，薄層層澆灌（每層層厚50cm）的方法來來加快澆灌速速度和減少混混凝土的暴露露面積。2）配備足夠的的振搗器具，每每臺(tái)混凝土輸輸送泵配備4臺(tái)振動(dòng)棒，使使入模混凝土土及時(shí)振搗密密實(shí)，為防止止漏振，堅(jiān)持持分層振搗局局部完成后再再從后拉網(wǎng)式式趕振一邊，采采用二次振搗搗工藝，以提提高混凝土密密實(shí)度和抗拉拉強(qiáng)度，對(duì)大大面積的板面面要進(jìn)行拍打打真實(shí)，去除除浮漿，實(shí)行行二次抹面，以以減少表面收收縮裂縫。3）混凝土在澆澆筑振搗過程程中的泌水應(yīng)應(yīng)予以排除。4）由于混凝土土厚度較大，混混凝土自高處處傾落的自由由高度超過2m時(shí)，采用用串筒、斜槽槽或溜管澆筑筑混凝土。5）采取措施確確保混凝土供供應(yīng)，使混凝凝土供應(yīng)量保保持在100m3/h以上,保證每個(gè)基基礎(chǔ)能在盡可可能短的時(shí)間間內(nèi)（48小時(shí)以內(nèi)）澆澆筑完，以利利于后繼保溫溫措施的及時(shí)時(shí)展開和實(shí)施施。選用兩個(gè)個(gè)攪拌站，其其中一個(gè)備用用，防止意外外事件發(fā)生，現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備足夠夠數(shù)量的泵車車，兩輛備用用以確保不間間斷工作。6）施工現(xiàn)場(chǎng)配配備兩套發(fā)電電機(jī)組，以防防意外斷電現(xiàn)現(xiàn)象發(fā)生。7.測(cè)溫1)測(cè)點(diǎn)布置原原則：測(cè)點(diǎn)須須具有代表性性，能全面反反映大體積砼砼內(nèi)各部位的的溫度，從大大體積混凝土土高度斷面考考慮，應(yīng)包括括底面、中心心和上表面，從從平面考慮應(yīng)應(yīng)包括中部和和邊角區(qū)。2)測(cè)溫點(diǎn)布置置：溫度檢測(cè)測(cè)范圍為整個(gè)個(gè)基礎(chǔ)底板混凝凝土的溫度變變化，在混凝凝土沿對(duì)角線線方向設(shè)置溫溫度傳感器（詳詳見附圖2）。測(cè)溫線應(yīng)應(yīng)按測(cè)溫平面面布置圖進(jìn)行行預(yù)埋，預(yù)埋埋時(shí)測(cè)溫管與與鋼筋綁扎牢牢固，以免位位移或損壞。每每組測(cè)溫線(即不同長(zhǎng)度度的測(cè)溫線)在線的上端用膠帶做上上標(biāo)記，便于于區(qū)分深度。測(cè)測(cè)溫線用塑料料帶罩好，綁綁扎牢固，不不準(zhǔn)將測(cè)溫端端頭受潮。測(cè)測(cè)溫線位置用用保護(hù)木框作作為標(biāo)志，便便于保溫后查查找。3）利用測(cè)溫技技術(shù)進(jìn)行信息息化施工，可可以全面了解解混凝土在強(qiáng)強(qiáng)度發(fā)展過程程中內(nèi)部溫度度場(chǎng)分布狀況況，并且根據(jù)據(jù)溫度梯度變變化情況，可可定性、定量量指導(dǎo)施工，控控制降溫速率率，控制裂縫縫的出現(xiàn)。4）每次測(cè)溫后后，應(yīng)立即匯匯總整理混凝凝土內(nèi)部溫度度變化及溫差差數(shù)值,提供給施工工指揮部門，以以指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)的的施工。5）測(cè)溫時(shí)間：：混凝土從澆澆灌到硬化有有一個(gè)升溫和和降溫的過程程，特別降溫溫至大氣的過過程比較緩慢慢，為此，測(cè)測(cè)溫從混凝土土澆筑后馬上上開始，升溫溫階段每半小小時(shí)測(cè)一次，降降溫階段每半半小時(shí)測(cè)一次次，根據(jù)溫度度變化情況3～5天后，可以每2h測(cè)一次。7～10天后，可以每4h測(cè)一次。8.養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)是大體積混混凝土施工中中一項(xiàng)十分關(guān)關(guān)鍵的工作。養(yǎng)養(yǎng)護(hù)主要是保保持適宜的溫溫度和濕度，以以便控制混凝凝土內(nèi)表溫差差，促進(jìn)混凝凝土強(qiáng)度的正正常發(fā)展及防防止混凝土裂裂縫的產(chǎn)生和和發(fā)展。根據(jù)土建工程大大體積混凝土土的特點(diǎn)和施施工經(jīng)驗(yàn)，為為確保大體積積混凝土施工工質(zhì)量，除要要滿足強(qiáng)度等等級(jí)、抗?jié)B要要求外，關(guān)鍵鍵要嚴(yán)格控制制混凝土在硬硬化過程中水水化熱引起的的內(nèi)外溫差，實(shí)測(cè)的混凝土內(nèi)部中心與表面溫度差，宜控制在25度之內(nèi)。為防止因溫度應(yīng)力而造成混凝土產(chǎn)生裂縫，應(yīng)采用內(nèi)部降溫外部保溫法來降低混凝土內(nèi)外溫差。在混凝土內(nèi)部放置循環(huán)冷卻水管（降溫內(nèi)置冷卻水管直徑不宜少于40mm），以加快基礎(chǔ)內(nèi)部熱量的散發(fā)。考慮到冷卻水對(duì)混凝土熱交換的影響及結(jié)構(gòu)自身的尺寸，為能均勻排放水化熱，沿混凝土厚度方向每1米布置一層冷卻水管。管道呈蛇形布置，為防止混凝土澆筑過程中，某處水管被破壞造成整層循環(huán)水系統(tǒng)破壞，同一平面上的水管每4排設(shè)一個(gè)進(jìn)水口，一個(gè)出水口，水管在安裝完畢后，應(yīng)進(jìn)行水壓試驗(yàn)，以防止管道及連接部分出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。管冷卻水在混凝土澆筑覆蓋第一層冷卻水管后開始使用，一直持續(xù)到保溫及測(cè)溫工作結(jié)束為止。混凝土表面收水水搓平掃毛后后，立即覆蓋一層塑料料薄膜，薄膜膜要求搭接，使使混凝土不外外露，待混凝凝土初凝后立立即在混凝土土表面蓄熱水水0.5m以上保溫，蓄蓄水后期如水水溫較低時(shí)應(yīng)應(yīng)改為覆蓋保保溫材料進(jìn)行行保溫，直至至溫差降至安安全范圍內(nèi)。養(yǎng)養(yǎng)護(hù)必須根據(jù)據(jù)混凝土內(nèi)表表溫差和降溫溫速率，及時(shí)時(shí)調(diào)整養(yǎng)護(hù)措措施。為避免混凝土凝凝結(jié)過程產(chǎn)生生的應(yīng)力集中中，應(yīng)在基底底及四側(cè)邊設(shè)設(shè)置摩阻力少少的材料，以以利于基礎(chǔ)能能相對(duì)自由張張縮而減少應(yīng)應(yīng)力集中，并并最終消除應(yīng)應(yīng)力裂縫的產(chǎn)產(chǎn)生。如基底底可鋪設(shè)20mm砂墊層，上上鋪一層塑料料或油氈；周周邊和基巖間間設(shè)50mm以上厚聚苯苯乙烯泡沫類類材料。根據(jù)工程的具體體情況，應(yīng)盡盡可能多養(yǎng)護(hù)護(hù)一段時(shí)間，拆模后應(yīng)應(yīng)立即回填土土或覆蓋保護(hù)護(hù)，同時(shí)預(yù)防防近期驟冷氣氣候影響，以以控制內(nèi)表溫溫差，防止混混凝土早期和和中期裂縫。五、大體積混凝凝土溫控計(jì)算算進(jìn)行溫控計(jì)算確確定降溫水管管的間距、管管徑、水流速速及保溫材料料的厚度等參參數(shù)。六、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)混凝土及裂縫等等質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，按按現(xiàn)行施工規(guī)規(guī)范中的有關(guān)關(guān)規(guī)定。七、機(jī)具設(shè)備1）測(cè)測(cè)溫設(shè)備可采采用智能大體體積混凝土測(cè)測(cè)溫系統(tǒng)，本系統(tǒng)由用用戶計(jì)算機(jī)、計(jì)計(jì)算機(jī)端監(jiān)測(cè)測(cè)軟件、數(shù)據(jù)據(jù)適配器（電電源系統(tǒng)、數(shù)數(shù)據(jù)收發(fā)）、現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集集器、傳感器器組成；其中中數(shù)據(jù)適配器器與計(jì)算機(jī)之之間采用了先先進(jìn)的USB接口方式。僅僅僅使用一根根數(shù)據(jù)線（４４芯），將所所有的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)數(shù)據(jù)采集器串串聯(lián)到一起并并與數(shù)據(jù)適配配器連接后即即可工作。數(shù)數(shù)據(jù)線用以傳傳遞命令、數(shù)數(shù)據(jù)和電能。2）結(jié)構(gòu)支模、扎扎筋、混凝土土拌制、運(yùn)輸輸、澆筑等所所需的機(jī)具設(shè)設(shè)備，可根據(jù)據(jù)不同工程對(duì)對(duì)象按通常施施工要求設(shè)置置。但必須確確保連續(xù)澆筑筑，并不得出出現(xiàn)冷縫。八、勞動(dòng)組織1）澆筑前與澆澆筑施工勞動(dòng)動(dòng)力組織按不不同工程對(duì)象象的工作面大大小，泵車數(shù)數(shù)量等通常施施工要求安排排。2）養(yǎng)護(hù)階段：：按二班三班班晝夜值班考考慮。人員有有：每臺(tái)班技技術(shù)干部一人人，養(yǎng)護(hù)工人人根據(jù)工作量量安排。九、效益分析析1）我們從施工工角度去控制制大體積混凝凝土裂縫的產(chǎn)產(chǎn)生，雖然投投入了智能大大體積混凝土土測(cè)溫系統(tǒng)及及大量的優(yōu)質(zhì)質(zhì)鋼管（循環(huán)環(huán)冷卻系統(tǒng)用用），但優(yōu)質(zhì)質(zhì)的結(jié)構(gòu)施工工避免了以后后裂縫修補(bǔ)所所產(chǎn)生的費(fèi)用用，最終取得較較好的質(zhì)量效效果和經(jīng)濟(jì)效效益。2）采用蓄循環(huán)環(huán)水保溫措施施，就地取材材節(jié)約了保溫溫材料，且用用水保溫即環(huán)環(huán)保又省去了了在養(yǎng)護(hù)過程程中不斷噴水水的保濕工序序，取得了一一定的經(jīng)濟(jì)效效益和環(huán)保效效果。3）本施工工工法技術(shù)對(duì)當(dāng)當(dāng)前工業(yè)與民民用建筑中的的超厚、高強(qiáng)強(qiáng)大體積混凝凝土施工的裂裂縫控制提供供了成功的實(shí)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，具具有明顯的社社會(huì)效益。十、工程實(shí)例煙臺(tái)**2萬噸噸固定門式起起重機(jī)工程，1#混凝土支柱柱的基礎(chǔ)底板板寬23.5米，長(zhǎng)29米，厚度為6米，混凝土土量為4089mm3，共布置5層降溫水管管，每層水管管豎向間距1米，同一平平面水管水平平間距1.2米，同一平平面上的水管管每4排設(shè)一個(gè)進(jìn)進(jìn)水口，一個(gè)個(gè)出水口，共共設(shè)25個(gè)進(jìn)水口，25個(gè)出水口。設(shè)設(shè)6個(gè)數(shù)據(jù)采集集器用于電子子測(cè)溫，每個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)采集器器設(shè)6個(gè)溫度感應(yīng)應(yīng)片，第一個(gè)個(gè)感應(yīng)片距基基礎(chǔ)底80cm，第六個(gè)感感應(yīng)片距基礎(chǔ)礎(chǔ)頂80cm，每個(gè)感應(yīng)應(yīng)片之間間距距90cm。混凝土采采用泵送商品混混凝土，混凝土強(qiáng)度度及抗?jié)B抗凍等級(jí)為C50、S8、F300。澆筑使用3輛泵車，15輛罐車，連連續(xù)48h一次澆筑完完成。入模溫溫度不大于28度，養(yǎng)護(hù)中中混凝土中心心點(diǎn)水化熱峰峰值為89℃。基礎(chǔ)底板板外觀質(zhì)量良良好，無裂縫縫。本工程大體積混混凝土溫控計(jì)計(jì)算、測(cè)溫布布置圖及水管管布置圖、測(cè)測(cè)溫曲線圖詳詳見附件。附件1：工程大體積混凝凝土溫控計(jì)算算：1、砼最終絕熱熱溫升：Th=mmcQ/CCρ=5077×377/24000×0.966=82.996oC其中：Th———砼最終絕熱熱溫升（oC）;mmc——砼中水泥用用量（kg/m3）;QQ——每千克水泥泥水化熱量（J/kg），普通硅硅酸鹽水泥42.5#取值為377;C——砼的比熱熱（KJ/kgg*k），取0.96;;ρ——砼的密度度，取2400（kg/m3）2、砼內(nèi)部中心心最高溫度：：T1（t）=To+Thξ=32+882.96××0.86=1033.35ooC其中：T1（tt）——t齡期砼內(nèi)部部中心最高溫溫度(oC)TTo——砼的澆筑入入模溫度(oC)TTh——砼最終絕熱熱溫升(oC)ξ——不同澆筑筑塊厚度的溫溫降系數(shù)，取取值0.863、砼表面溫度度：T22（t）=Tq+4h′（H—h′）［T1（t）—Tq］/H2==32+4××1.4077×7.4007×71..35/8..8142==70.288oC則內(nèi)外溫差T△=T1（t）—T2（t）=1003.35--70.288=33..07oC其中：T2（tt）——t齡期砼表面面溫度(oC)；TTq——施工期大氣氣平均溫度(oC)hh′——砼虛厚度（m），h′=K′·λ／β，K′為折減系數(shù)數(shù)，取2/3；λ為砼導(dǎo)熱率，取2.33W/mk；β為砼表面模板及保溫層傳熱系數(shù)（W/m2k）；β=1/［∑δi/λi+1/βq］δi——各保溫溫材料厚度（m），本工程程蓄水0.5米保溫；λi——各保溫溫材料導(dǎo)熱率率（w/m·k），見表1。查表1.βq—空氣層的的傳熱系數(shù)，取23w/m2k；H——砼計(jì)算厚厚度（m），H=h+22h′;h——砼實(shí)際厚厚度（m）表1.各項(xiàng)保溫溫材料導(dǎo)熱率率λ值（w/m·k）材料名稱λ材料名稱λ木模鋼模草袋木屑爐渣水0.23580.140.170.470.58粘土干砂濕砂油氈泡沫砼空氣1.38～1..470.331.310.050.100.034、需排出的水水化熱：由上述可知，當(dāng)當(dāng)砼最高內(nèi)部部中心溫度