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某工程筏板大体积混凝土温控措施
（ 新世纪建设集团有限公司1，2 321000； 金华职业技术学院3 321017）
摘要：本文通过对某工程筏板大体积混凝土的技术分析，针对筏板大体积混凝土采取了一些有效的温控措施，对减少该工程大体积混凝土的温度裂缝的产生收到了良好的效果，从而确保了该工程大体积混凝土的施工质量。
关键词：筏板；大体积混凝土；温度控制
1 工程概述
本工程是一幢18层住宅楼，结构采用现浇钢筋混凝土框剪结构，地上18层，地下2层，建筑高度62.2m。工程建筑等级为二级，屋面防水等级为二级，地下室防水等级为一级，地上耐火等级为一级，地下耐火等级为一级。砼强度等级：基础垫层为C20，地下室采用筏板混凝土基础，地下室外墙、框架柱均为C40，地下室防水底板、独立基础为C35，楼梯、梁、板均为C30。12层及以上墙、柱、梁、板均为C30。本工程基础承台及地下室底板和顶板为大跨度、大体积混凝土施工，须采取行之有效的施工方法和措施，以防混凝土出现施工冷缝和温度裂缝。
2 技术分析
2.1 大体积砼施工特点
本工程底板混凝土施工特点是深基坑作业，结构尺寸体积较大，属大体积混凝土，配筋较密，质量及防水要求高。筏板基础板厚700mm。大体积砼强度等级比较高，单位水泥用量较大，水化热和收缩容易造成结构的开裂，需通过优化配合比进行混凝土开裂的预控。大体积砼由于其水泥水化热不容易很快散失，蓄热于内部，使温度升高较大，容易产生由温度引起的裂缝。因此对温度进行控制，是大体积砼施工最突出的问题。必须处理或解决由于水泥产生的水化热所引起的砼体积变化，以便最大限度地减少砼裂缝。针对以上大体积砼的特点，本工程砼采用商品混凝土，因质量及防水要求高，砼需要经过严格的配合比申请及外加剂、掺和料的检验。砼抗渗等级为P6，强度为C35及C40。
2.2 工艺原理
大体积砼施工是通过对砼温度和应力的计算（主要包括拌合温度、出罐温度、浇筑温度、绝热温度、内部实际最高温度、表面温度及温度应力计算），确定控制温度的措施，并对砼搅拌、运输、入模、浇筑等全过程及配合比、外加剂的优选，在确保砼具有良好的和易性和温度变化的情况下，采用科学管理方法，严密组织施工，采取相应技术措施妥善处理温度差值，合理解决温度应力并控制好裂缝的开展，以满足结构物浇筑的需要。
2.3 混凝土内部最高温升的理论计算
根据精确度要求，在混凝土内部最高温升值计算中只考虑单位胶凝材料用量和混凝土入模温度两个主要因素，而忽略其他次要因素。根据所掌握的混凝土配合比，计算的大体积混凝土水化热所产生内部内最高温升值、各龄期的温升、非标准状态下混凝土任意龄期（d）的收缩变形值、各龄期混凝土的收缩当量温差、各龄期的混凝土的弹性模量，继而算出各龄期混凝土的温度应力值，将其与相同龄期的混凝土的抗拉强度相比，如果ft/б﹙t﹚≥1.15，则混凝土不会出现裂缝，如不符合，则应采取相应的保温保湿措施，以确保大体积混凝土的质量安全。
混凝土浇筑后，根据实测温度值和绘制的温度升降曲线，分别计算各降温阶段产生的混凝土温度收缩拉应力，其累计总拉应力值应不超过同龄期混凝土的抗拉强度，则表示所采取的各技术措施能有效地控制预防裂缝的出现，不致于引起基础出现贯穿裂缝，如超过该阶段的混凝土抗拉强度，则应采取加强保温保湿，使混凝土缓慢降温和收缩，提高该龄期混凝土的抗拉强度、彈性模量和发挥徐变特性等，以控制裂缝的出现。
2.4 养护保温计算
大体积混凝土的养护，其主要作用是为了保温和保湿，尽可能控制混凝土的内外温差，防止大体积混凝土出现贯穿性裂缝。为便于施工和提高养护效率，采用1层塑料薄膜加2～3层麻袋的复合养护方法。塑料薄膜的密封性能改变了麻袋易于通风透气的问题。
麻袋养护材料的厚度由下式计算可得：
δ=0.5Hλ（Tn-Th）K/λ1（Tmax-Tn）
式中：δ为麻袋厚度；H为大体积混凝土厚度，本工程为1.0～1.6m，λ为草袋的导热系数，0.14W/（m.k）；λ1为混凝土的导热系数，2.3W/（m.k）；Tn为混凝土与养护材料接触面温度，当混凝土内外温差控制在25℃时，Tn=Tmax-25=46℃；Th施工时大气平均气温；K传热系数修正值，K=1.3。由此得δ=0.5λH （Tn-Th）K/λ1（Tmax-Tn）≈0.022～0.035m=2.2cm～3.5cm
即通过理论计算采用2层麻袋进行大体积混凝土养护时，其内、外部温差可控制在25℃以内。但在施工时实际温度与理论计算时是不一致的，可重新计算予以调整，以满足规范规定的要求。
3 筏板大体积混凝土温差控制
3.1 测温点布置
砼浇筑后，采用保温麻袋覆盖蓄热养护，在终凝前收平拉毛后2小时左右覆盖一层塑料薄膜，薄膜搭接15cm，上盖一层麻布。在养护时，观察薄膜表面水珠，若水珠过少，或砼表面出现白板时，应浇热水进行补水养护，水温为60℃左右为宜。
在大体积混凝土施工和养护过程中，由于混凝土体内外温差产生的拉压应力、温度应力会造成混凝土的表面裂缝和贯穿裂缝，形成隐患，所以在底板混凝土施工和浇筑完2周内必须对其进行养护和内外温差的监测。本工程筏板施工正处于春夏交换之际，夜间温度偏低，混凝土表面散热很快，如监测、养护不及时就会造成严重后果。
测温方案根据温度场的变化原理、建筑特点和混凝土的浇筑顺序等因素制定。拟沿东、西轴呈“一”字形南北侧布设4条测线，每间距5m设置一个测温点，每个测温点位置埋设的Φ48薄皮钢管，梅花型布设，具体长度如图1，一端用铁板密封焊牢，以防混凝土进入。
3.2 砼施工 采用2台砼泵车泵送，应预先规定各自的输送能力、浇筑区域和浇筑顺序。根据整体性要求、结构大小、钢筋疏密、砼供应等具体情况，本工程底板基础采用斜面分层，连续浇筑，即按照“一个坡度，分层浇捣，循序渐进”的方法实施，此方法既可方便振捣，又可利用混凝土层面散热，对降低大体积混凝土的温升有利。在浇筑过程中为防止混凝土的自然流淌太大及混凝土供应迟缓而形成冷缝，混凝土掺加缓凝剂，使混凝土的初凝时间达到5～8小时；混凝土的坍落度控制在12㎝±2㎝，使混凝土的自然流淌不超过7：1，斜面分层厚度控制在250～300㎜，不宜过厚，保证混凝土在初凝之前被上层混凝土覆盖，振捣手顺混凝土流淌方向赶振。浇筑混凝土时按5米一档分为8～10档，依次进行浇筑，每档均从南向北方向浇筑。因基础埋深较深，防止产生砼离析，应使出料口尽量靠近操作面（离操作面不大于2m）。整板基础与地下室砼外墙板的水平施工缝设在距底板平面上口300mm 处，并做好钢板止水带的预埋。
浇筑时备用一台水泵，利用电梯井坑及集水坑及时抽掉因振捣产生的泌水，防止砼离析。少量来不及排出的泌水随着浇筑的向前推进，赶至侧模边上，用扫帚清扫出去。
砼浇筑后，初凝前应按标高用长刮杆刮平，砼终凝前应用人工多次抹压，以便减少砼表面收缩龟裂。
地下室底板浇筑完后，采用蓄热法养护。砼振捣完毕并刮平后应在终凝前收平拉毛后二小时左右采用塑料膜密封覆盖，防止砼脱水龟裂，然后加盖保温材料从而有效地控制砼内部和表面的温差，以及砼表面和大气的温差，将内外温差控制在25℃以内，且保持不少于一周湿润养护，防止砼因温差应力而产生的裂缝。保温材料的拆除时间应以砼内部和表面温差以及表面和大气的温差远小于25℃为准。一般砼浇筑完毕，第三、四天为升温的高峰，其后逐渐降温，保温材料的拆除一般为15d以后，但仍应以测温结果和同条件养护试块试压结果为准。降温速度不宜过快，以防降温差应力产生裂缝。
3.3 温度监测频率和报表
为了全面反应砼在温度场的变化情况，应根据结构的具体情况埋设薄皮钢管。测温度的位置必须具有代表性，按浇筑高度断面，应包括底面、中心和表面三种情况，本工程在底板厚度为500m的底板中薄皮钢管处设一测点，在离地上表面300mm處（中心）设一测点，在离顶表面100㎜处（底部）设一测点。测温时设置专用测温记录本，采用水银温度计进行测量。第1 天～第2 天 每2h 测温一次；第3 天～第6天 每4h 测温一次。
记录砼温度的同时记录好内外温度。砼表面与内部温度差不能超过25℃。及时将测温结果反馈到工程部，实行信息化施工，以便调整砼养护时间及次数。
4 小结
本工程通过对筏板大体积混凝土温控措施，经过14d的温度监测，筏板大体积混凝土的内部最高温度从59.8 ℃降至40℃左右，表面温度相应降至30℃左右；已达到安全温度，可不对筏板混凝土进行温度监控。
通过对筏板混凝土浇筑采用分段分层间隔等措施，有效地控制了混凝土的温差，确保了筏板、混凝土均匀散热降温，使混凝土中心温度降至40℃左右，有效地控制了混凝土裂缝的出现，确保了筏板基础的工程质量。经质检部门、设计、监理等单位检查，底板未出现有害裂缝。同时混凝土试块抗压强度、抗渗等级达到设计要求，所做实体检测也满足设计要求。
参考文献
[ 1 ] 邹建文，徐伟.高桩承台大体积混凝土温度应力控制应用研究[J].工业建筑，2011，41（09）：85-89.
[ 2 ] 王铁梦.工程结构裂缝控制的综合方法[J].施工技术，2000，（05）.
[ 3 ] 朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制[M].中国电力出版社，1999.
（ 新世纪建设集团有限公司1，2 321000； 金华职业技术学院3 321017）
摘要：本文通过对某工程筏板大体积混凝土的技术分析，针对筏板大体积混凝土采取了一些有效的温控措施，对减少该工程大体积混凝土的温度裂缝的产生收到了良好的效果，从而确保了该工程大体积混凝土的施工质量。
关键词：筏板；大体积混凝土；温度控制
1 工程概述
本工程是一幢18层住宅楼，结构采用现浇钢筋混凝土框剪结构，地上18层，地下2层，建筑高度62.2m。工程建筑等级为二级，屋面防水等级为二级，地下室防水等级为一级，地上耐火等级为一级，地下耐火等级为一级。砼强度等级：基础垫层为C20，地下室采用筏板混凝土基础，地下室外墙、框架柱均为C40，地下室防水底板、独立基础为C35，楼梯、梁、板均为C30。12层及以上墙、柱、梁、板均为C30。本工程基础承台及地下室底板和顶板为大跨度、大体积混凝土施工，须采取行之有效的施工方法和措施，以防混凝土出现施工冷缝和温度裂缝。
2 技术分析
2.1 大体积砼施工特点
本工程底板混凝土施工特点是深基坑作业，结构尺寸体积较大，属大体积混凝土，配筋较密，质量及防水要求高。筏板基础板厚700mm。大体积砼强度等级比较高，单位水泥用量较大，水化热和收缩容易造成结构的开裂，需通过优化配合比进行混凝土开裂的预控。大体积砼由于其水泥水化热不容易很快散失，蓄热于内部，使温度升高较大，容易产生由温度引起的裂缝。因此对温度进行控制，是大体积砼施工最突出的问题。必须处理或解决由于水泥产生的水化热所引起的砼体积变化，以便最大限度地减少砼裂缝。针对以上大体积砼的特点，本工程砼采用商品混凝土，因质量及防水要求高，砼需要经过严格的配合比申请及外加剂、掺和料的检验。砼抗渗等级为P6，强度为C35及C40。
2.2 工艺原理
大体积砼施工是通过对砼温度和应力的计算（主要包括拌合温度、出罐温度、浇筑温度、绝热温度、内部实际最高温度、表面温度及温度应力计算），确定控制温度的措施，并对砼搅拌、运输、入模、浇筑等全过程及配合比、外加剂的优选，在确保砼具有良好的和易性和温度变化的情况下，采用科学管理方法，严密组织施工，采取相应技术措施妥善处理温度差值，合理解决温度应力并控制好裂缝的开展，以满足结构物浇筑的需要。
2.3 混凝土内部最高温升的理论计算
根据精确度要求，在混凝土内部最高温升值计算中只考虑单位胶凝材料用量和混凝土入模温度两个主要因素，而忽略其他次要因素。根据所掌握的混凝土配合比，计算的大体积混凝土水化热所产生内部内最高温升值、各龄期的温升、非标准状态下混凝土任意龄期（d）的收缩变形值、各龄期混凝土的收缩当量温差、各龄期的混凝土的弹性模量，继而算出各龄期混凝土的温度应力值，将其与相同龄期的混凝土的抗拉强度相比，如果ft/б﹙t﹚≥1.15，则混凝土不会出现裂缝，如不符合，则应采取相应的保温保湿措施，以确保大体积混凝土的质量安全。
混凝土浇筑后，根据实测温度值和绘制的温度升降曲线，分别计算各降温阶段产生的混凝土温度收缩拉应力，其累计总拉应力值应不超过同龄期混凝土的抗拉强度，则表示所采取的各技术措施能有效地控制预防裂缝的出现，不致于引起基础出现贯穿裂缝，如超过该阶段的混凝土抗拉强度，则应采取加强保温保湿，使混凝土缓慢降温和收缩，提高该龄期混凝土的抗拉强度、彈性模量和发挥徐变特性等，以控制裂缝的出现。
2.4 养护保温计算
大体积混凝土的养护，其主要作用是为了保温和保湿，尽可能控制混凝土的内外温差，防止大体积混凝土出现贯穿性裂缝。为便于施工和提高养护效率，采用1层塑料薄膜加2～3层麻袋的复合养护方法。塑料薄膜的密封性能改变了麻袋易于通风透气的问题。
麻袋养护材料的厚度由下式计算可得：
δ=0.5Hλ（Tn-Th）K/λ1（Tmax-Tn）
式中：δ为麻袋厚度；H为大体积混凝土厚度，本工程为1.0～1.6m，λ为草袋的导热系数，0.14W/（m.k）；λ1为混凝土的导热系数，2.3W/（m.k）；Tn为混凝土与养护材料接触面温度，当混凝土内外温差控制在25℃时，Tn=Tmax-25=46℃；Th施工时大气平均气温；K传热系数修正值，K=1.3。由此得δ=0.5λH （Tn-Th）K/λ1（Tmax-Tn）≈0.022～0.035m=2.2cm～3.5cm
即通过理论计算采用2层麻袋进行大体积混凝土养护时，其内、外部温差可控制在25℃以内。但在施工时实际温度与理论计算时是不一致的，可重新计算予以调整，以满足规范规定的要求。
3 筏板大体积混凝土温差控制
3.1 测温点布置
砼浇筑后，采用保温麻袋覆盖蓄热养护，在终凝前收平拉毛后2小时左右覆盖一层塑料薄膜，薄膜搭接15cm，上盖一层麻布。在养护时，观察薄膜表面水珠，若水珠过少，或砼表面出现白板时，应浇热水进行补水养护，水温为60℃左右为宜。
在大体积混凝土施工和养护过程中，由于混凝土体内外温差产生的拉压应力、温度应力会造成混凝土的表面裂缝和贯穿裂缝，形成隐患，所以在底板混凝土施工和浇筑完2周内必须对其进行养护和内外温差的监测。本工程筏板施工正处于春夏交换之际，夜间温度偏低，混凝土表面散热很快，如监测、养护不及时就会造成严重后果。
测温方案根据温度场的变化原理、建筑特点和混凝土的浇筑顺序等因素制定。拟沿东、西轴呈“一”字形南北侧布设4条测线，每间距5m设置一个测温点，每个测温点位置埋设的Φ48薄皮钢管，梅花型布设，具体长度如图1，一端用铁板密封焊牢，以防混凝土进入。
3.2 砼施工 采用2台砼泵车泵送，应预先规定各自的输送能力、浇筑区域和浇筑顺序。根据整体性要求、结构大小、钢筋疏密、砼供应等具体情况，本工程底板基础采用斜面分层，连续浇筑，即按照“一个坡度，分层浇捣，循序渐进”的方法实施，此方法既可方便振捣，又可利用混凝土层面散热，对降低大体积混凝土的温升有利。在浇筑过程中为防止混凝土的自然流淌太大及混凝土供应迟缓而形成冷缝，混凝土掺加缓凝剂，使混凝土的初凝时间达到5～8小时；混凝土的坍落度控制在12㎝±2㎝，使混凝土的自然流淌不超过7：1，斜面分层厚度控制在250～300㎜，不宜过厚，保证混凝土在初凝之前被上层混凝土覆盖，振捣手顺混凝土流淌方向赶振。浇筑混凝土时按5米一档分为8～10档，依次进行浇筑，每档均从南向北方向浇筑。因基础埋深较深，防止产生砼离析，应使出料口尽量靠近操作面（离操作面不大于2m）。整板基础与地下室砼外墙板的水平施工缝设在距底板平面上口300mm 处，并做好钢板止水带的预埋。
浇筑时备用一台水泵，利用电梯井坑及集水坑及时抽掉因振捣产生的泌水，防止砼离析。少量来不及排出的泌水随着浇筑的向前推进，赶至侧模边上，用扫帚清扫出去。
砼浇筑后，初凝前应按标高用长刮杆刮平，砼终凝前应用人工多次抹压，以便减少砼表面收缩龟裂。
地下室底板浇筑完后，采用蓄热法养护。砼振捣完毕并刮平后应在终凝前收平拉毛后二小时左右采用塑料膜密封覆盖，防止砼脱水龟裂，然后加盖保温材料从而有效地控制砼内部和表面的温差，以及砼表面和大气的温差，将内外温差控制在25℃以内，且保持不少于一周湿润养护，防止砼因温差应力而产生的裂缝。保温材料的拆除时间应以砼内部和表面温差以及表面和大气的温差远小于25℃为准。一般砼浇筑完毕，第三、四天为升温的高峰，其后逐渐降温，保温材料的拆除一般为15d以后，但仍应以测温结果和同条件养护试块试压结果为准。降温速度不宜过快，以防降温差应力产生裂缝。
3.3 温度监测频率和报表
为了全面反应砼在温度场的变化情况，应根据结构的具体情况埋设薄皮钢管。测温度的位置必须具有代表性，按浇筑高度断面，应包括底面、中心和表面三种情况，本工程在底板厚度为500m的底板中薄皮钢管处设一测点，在离地上表面300mm處（中心）设一测点，在离顶表面100㎜处（底部）设一测点。测温时设置专用测温记录本，采用水银温度计进行测量。第1 天～第2 天 每2h 测温一次；第3 天～第6天 每4h 测温一次。
记录砼温度的同时记录好内外温度。砼表面与内部温度差不能超过25℃。及时将测温结果反馈到工程部，实行信息化施工，以便调整砼养护时间及次数。
4 小结
本工程通过对筏板大体积混凝土温控措施，经过14d的温度监测，筏板大体积混凝土的内部最高温度从59.8 ℃降至40℃左右，表面温度相应降至30℃左右；已达到安全温度，可不对筏板混凝土进行温度监控。
通过对筏板混凝土浇筑采用分段分层间隔等措施，有效地控制了混凝土的温差，确保了筏板、混凝土均匀散热降温，使混凝土中心温度降至40℃左右，有效地控制了混凝土裂缝的出现，确保了筏板基础的工程质量。经质检部门、设计、监理等单位检查，底板未出现有害裂缝。同时混凝土试块抗压强度、抗渗等级达到设计要求，所做实体检测也满足设计要求。
参考文献
[ 1 ] 邹建文，徐伟.高桩承台大体积混凝土温度应力控制应用研究[J].工业建筑，2011，41（09）：85-89.
[ 2 ] 王铁梦.工程结构裂缝控制的综合方法[J].施工技术，2000，（05）.
[ 3 ] 朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制[M].中国电力出版社，1999.