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摘 要 大体积混凝土的施工中要防止混凝土因水泥水化热引起的温度差产生温度应力裂缝，需要从设计、材料、混凝土配合比、施工技术措施等有关环节做好充分的准备工作，才能保证大体积混凝土施工质量。本文通过对一具体基础底板工程的实践，取得了很好的效果，具有借鉴意义。
关键词 大体积混凝土；温度控制。
中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
某职工住宅楼工程，包含1#、2#两栋楼，每栋楼为地下一层、地上三十三层。总建筑面积为43412.54㎡，建筑物高度为96.00m。设计使用年限为50年,丙类建筑、结构安全等级为二级，地基基础设计等级为甲级；建筑物类别为一类；建筑物耐火等级为一级；钢筋砼剪力墙结构；抗震设防烈度为7度。地下室基础筏板分二类：筏板一厚度1.5m；筏板二、三厚度均为0.5m。地下室建筑面积：694.49㎡，筏板混凝土方量为：1155m3。地下室筏板、外墙为自防水砼，强度等级为C35，抗渗等级P6，按照GB 50496-2009 《大体积混凝土施工规范》基础筏板混凝土确定为大体积混凝土。
一、基础底板混凝土质量要求
1、混凝土抗压强度设计等级C35、混凝土抗渗等级P6。
2、混凝土采用混凝土泵送混凝土连续浇捣、不留任何施工缝。
3、不能产生胶凝材料水化热引起混凝土内外温差过大而导致的有害裂缝。
二、施工前的准备情况
1、 材料选择
⑴水泥的选择：本工程采用陕西泾阳产的冀东P.O42.5普通硅酸盐水泥，根据GB175-2007《通用硅酸盐水泥》的规定：普通硅酸盐水泥中掺合料掺量为5%～20%，将混凝土中矿物掺合料的用量集中在混凝土配合比中进行调配，通过增加混凝土拌合物中矿粉的掺加量来降低水泥用量，减少、降低早期水化热的产生。
⑵粗骨料：采用黑河碎石与泾阳卵石级配组合，粒径：碎石5～31.5mm；卵石5-25mm，含泥量不大于1%。级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，根据基础结构配筋情况及尽可能选用粒径较大的石子，有利于提高混凝土抗压强度，减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。
⑶細骨料：采用黑河产中砂，颗粒级配良好，含泥量不大于2.0%。
⑷粉煤灰：由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求，采用普通硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。低掺量粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，每方混凝土大唐西安电厂II级粉煤灰用灰量为80kg。
⑸矿粉：由于是大体积混凝土浇捣，充分考虑矿粉的低水化热特性和对水泥的替代作用，矿粉的品质指标应符合S95要求，并应选择品质良好的产品，采用大掺量替代水泥法，以减少单方水泥用量。本工程每方掺量为60kg。
⑹外加剂：考虑到大体积混凝土的浇捣要求，混凝土泵送剂的选用首先经过水泥适应性试验，泵送剂的减水率符合混凝土配合比设计要求，掺泵送剂的混凝土凝结时间符合现场施工要求。按照抗渗要求添加膨胀剂。
⑺混凝土用水：本工程混凝土用水质量符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63-2006要求 。
2、混凝土配合比
⑴本工程混凝土采用商品混凝土有限公司搅拌供应的商品混凝土，供应方根据现场提出的技术要求，提前做好混凝土试配。
⑵混凝土配合比按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2011、《地下防水工程质量验收规范》GB50208-2002、《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000及《粉煤灰混凝土应用技术规范》GBJ146-1990等规范及有关技术要求进行设计。
⑶混凝土配合比设计中除满足混凝土强度、抗渗要求外，充分考虑了混凝土的和易性、施工现场对混凝土凝结时间及混凝土的早期水化热温升控制。 配合比设计中充分考虑水泥早期水化热对混凝土产生的温升效果，经专家论证会及监理单位同意，混凝土设计强度采用60天强度进行评定，同时采用采取“双掺法”进行配合比设计，以达到减少单方水泥用量、减少早期水化热、降低混凝土内部温升的目的。
3、大体积混凝土内部温度的估算和预测：
⑴混凝土配合比C35（60天龄期强度）、P6每方混凝土用灰量：
P.O42.5水泥使用量245kg 粉煤灰、矿粉总用量为140 kg，考虑早期（2～5天）对水化热的影响，折合水泥用量140×25%＝35kg 。故水化热计算用水泥用量为280 kg
a、按照筏板一板厚为计算依据：1500mm基础部分：
Tmax=（Mc+K?F）/( cρ)= [245+（60+80）×0.25]×330 /(0.97×2400)= 39.69℃
b、秋季施工入模温度为18℃，则混凝土施工最高温度为39.69+18=57.69℃
⑵不采取任何措施的温度情况下。中心温度与表面温度差，表面温度与大气温度差都超过25℃，必须采取保温、降温措施。本工程采用两层棉毡覆盖的方式配合浇水保证混凝土各项温度指标合理。
三 施工方案
1 工程施工
⑴浇注方案
基础底板混凝土方量为1155立方米。现场设置2台48米混凝土汽车泵。每台泵配备12辆混凝土搅拌运输车。 2台混凝土汽车泵布置于基坑两侧。为防止混凝土施工缝的产生，混凝土浇捣分别从基坑对角逐步向中间推进的形式，按照分层浇筑的方式进行，每层500mm。
现场混凝土凝结时间考虑：施工现场与混凝土公司路程18公里，路况、交通良好，按正常运送和浇注每小时混凝土浇灌量为2×36＝72立方米，17小时内全部浇灌完成。考虑到混凝土浇灌过程减少受环境温度的影响，浇捣工作于下午4点左右开始，于次日中午结束。
⑵施工工艺
混凝土采用机械振捣棒振捣。振捣棒的操作，要做到“快插慢拔”，上下抽动，均匀振捣，插点要均匀排列，插点采用并列式和交错式均可；插点间距为300～400mm ，插入到下层尚未初凝的混凝土中约50～100mm，振捣时应依次进行，不要跳跃式振捣，以防发生漏振。每一振点的振捣延续时间30s，使混凝土表面水分不再显著下沉、不出现气泡、表面泛出灰浆为止。为使混凝土振捣密实，每台混凝土泵出料口配备4 台振捣棒（7 台工作，1 台备用），分三道布置。第一道布置在出料点（3个），使混凝土形成自然流淌坡度，第二道布置在坡脚处（2个），确保混凝土下部密实，第三道布置在斜面中部（1个），在斜面上各点要严格控制振捣时间、移动距离和插入深度。 大体积混凝土的表面水泥浆较厚，且泌水现象严重，应仔细处理。对于表面泌水，当每层混凝土浇筑接近尾声时，应人为将水引向低洼边部，处缩为小水潭，然后用小水泵将水抽至附近排水井。在混凝土浇筑后4～8h 内，将部分浮浆清掉，初步用长刮尺刮平，洒少许的干净的细碎石，然后用木抹子搓平压实。在初凝以后，混凝土表面会出现龟裂，终凝要前进行二次抹压，以便将龟裂纹消除，注意宜晚不宜早。现场按每浇筑200立方米（或一个台班）制作1组60d强度试块。防水混凝土抗渗试块按规范规定每单位工程不得少于2组。考虑本工程不太大，按规定取3组防水混凝土抗渗试块。
2 测温
⑴系统组成
为监测混凝土的温度变化情况，采用便携式数字温度计进行测温和控制。系统组成：温度传感器，数据采集、数据分析。
⑵测温实施
a、布点：基础平面上设5个混凝土内部测温站点，共埋设测温传感器15个（详见图），分别测定上、中、下部混凝土的温度。测温探头直接埋设所浇捣混凝土内，为防止探头受损，采取相应的防护措施。
b、数据采集：每天定时定点进行测温，准确记录温度测量结果。
c、数据分析处理：测温完成后编制分析测温数据。
d、根据水泥水化的特性，预计混凝土内部温度最高温度出现在2～4天期间，测温过程考虑7～10天。
3、养护保温
⑴混凝土浇筑及二次抹面压实，在混凝土初凝后应立即覆盖保温，混凝土表面保温养护方法为：二层温湿的棉毡。
⑵新浇筑的混凝土水化速度比較快，盖上塑料薄膜后可进行保温保养，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝。
⑶停止测温的部位经技术部门和项目技术负责人同意后，可将保温层及塑料薄膜逐层掀掉，使混凝土散热。
⑷混凝土步入降温阶段以后，应采取保温及缓慢降温方法减少混凝土表面的急剧热扩散，延长混凝土的散热时间，防止形成大的温差引起表面或贯穿裂缝。
四、施工及混凝土监测、降温设备布置
本工程主楼地下室筏板施工从2011月10月27日开始浇捣第一车混凝土，总计浇捣混凝土1155立方米。整个混凝土浇捣过程中混凝土供应情况正常，现场施工无异常情况发生，混凝土凝结时间正常，能满足现场作业要求，次日观察混凝土浇捣面质量，表面有极少量干缩裂缝，侧模拆除后，外部侧面混凝土没有出现裂缝。施工期间大气温度为8℃～10℃。天气晴朗、干燥。混凝土养护期间，天气正常。
1、测温系统
⑴测温系统布点情况见下图。
⑵测温设备：
本工程采用2—1便携式数字温度计。预先在混凝土中预埋测温探头，探头位置及按照上图所示进行布置。
本工程实测入模温度7次，平均温度为15℃-18℃。
2、站点各传感器温度曲线图（以2号点与3号点为准）
五、本工程检测数据分析及结论
1、混凝土水化热高峰出现在入模后40～48小时范围内，本工程基础混凝土内部温度最高达60℃～62℃。
2、混凝土水化热高峰后，日降温速度为1.5℃/日，降温比较平缓。
3、本工程1500mm厚大体积混凝土按照上述原材料选用、配比、施工控制、温度控制调解保温覆盖养护的做法，能保证混凝土的质量符合设计及规范要求，操作方法可行。
4、经过浇筑完成观察发现，由于地下室剪力墙插筋位置保温覆盖不到位，钢筋的热导传递过快，导致混凝土出现部分表面裂缝，表明此处温差过大，水分散失比较严重。以后施工中将做好细部控制，确保工程质量无任何缺陷。
关键词 大体积混凝土；温度控制。
中图分类号：TU37文献标识码：A 文章编号：
某职工住宅楼工程，包含1#、2#两栋楼，每栋楼为地下一层、地上三十三层。总建筑面积为43412.54㎡，建筑物高度为96.00m。设计使用年限为50年,丙类建筑、结构安全等级为二级，地基基础设计等级为甲级；建筑物类别为一类；建筑物耐火等级为一级；钢筋砼剪力墙结构；抗震设防烈度为7度。地下室基础筏板分二类：筏板一厚度1.5m；筏板二、三厚度均为0.5m。地下室建筑面积：694.49㎡，筏板混凝土方量为：1155m3。地下室筏板、外墙为自防水砼，强度等级为C35，抗渗等级P6，按照GB 50496-2009 《大体积混凝土施工规范》基础筏板混凝土确定为大体积混凝土。
一、基础底板混凝土质量要求
1、混凝土抗压强度设计等级C35、混凝土抗渗等级P6。
2、混凝土采用混凝土泵送混凝土连续浇捣、不留任何施工缝。
3、不能产生胶凝材料水化热引起混凝土内外温差过大而导致的有害裂缝。
二、施工前的准备情况
1、 材料选择
⑴水泥的选择：本工程采用陕西泾阳产的冀东P.O42.5普通硅酸盐水泥，根据GB175-2007《通用硅酸盐水泥》的规定：普通硅酸盐水泥中掺合料掺量为5%～20%，将混凝土中矿物掺合料的用量集中在混凝土配合比中进行调配，通过增加混凝土拌合物中矿粉的掺加量来降低水泥用量，减少、降低早期水化热的产生。
⑵粗骨料：采用黑河碎石与泾阳卵石级配组合，粒径：碎石5～31.5mm；卵石5-25mm，含泥量不大于1%。级配良好的石子配制的混凝土，和易性较好，根据基础结构配筋情况及尽可能选用粒径较大的石子，有利于提高混凝土抗压强度，减少用水量及水泥用量，从而使水泥水化热减少，降低混凝土温升。
⑶細骨料：采用黑河产中砂，颗粒级配良好，含泥量不大于2.0%。
⑷粉煤灰：由于混凝土的浇筑方式为泵送，为了改善混凝土的和易性便于泵送，考虑掺加适量的粉煤灰。按照规范要求，采用普通硅酸盐水泥拌制大体积粉煤灰混凝土时，其粉煤灰取代水泥的最大限量为25%。低掺量粉煤灰对水化热、改善混凝土和易性有利，但掺加粉煤灰的混凝土早期极限抗拉值均有所降低，对混凝土抗渗抗裂不利，每方混凝土大唐西安电厂II级粉煤灰用灰量为80kg。
⑸矿粉：由于是大体积混凝土浇捣，充分考虑矿粉的低水化热特性和对水泥的替代作用，矿粉的品质指标应符合S95要求，并应选择品质良好的产品，采用大掺量替代水泥法，以减少单方水泥用量。本工程每方掺量为60kg。
⑹外加剂：考虑到大体积混凝土的浇捣要求，混凝土泵送剂的选用首先经过水泥适应性试验，泵送剂的减水率符合混凝土配合比设计要求，掺泵送剂的混凝土凝结时间符合现场施工要求。按照抗渗要求添加膨胀剂。
⑺混凝土用水：本工程混凝土用水质量符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63-2006要求 。
2、混凝土配合比
⑴本工程混凝土采用商品混凝土有限公司搅拌供应的商品混凝土，供应方根据现场提出的技术要求，提前做好混凝土试配。
⑵混凝土配合比按照国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》GB50204-2011、《地下防水工程质量验收规范》GB50208-2002、《普通混凝土配合比设计规程》JGJ55-2000及《粉煤灰混凝土应用技术规范》GBJ146-1990等规范及有关技术要求进行设计。
⑶混凝土配合比设计中除满足混凝土强度、抗渗要求外，充分考虑了混凝土的和易性、施工现场对混凝土凝结时间及混凝土的早期水化热温升控制。 配合比设计中充分考虑水泥早期水化热对混凝土产生的温升效果，经专家论证会及监理单位同意，混凝土设计强度采用60天强度进行评定，同时采用采取“双掺法”进行配合比设计，以达到减少单方水泥用量、减少早期水化热、降低混凝土内部温升的目的。
3、大体积混凝土内部温度的估算和预测：
⑴混凝土配合比C35（60天龄期强度）、P6每方混凝土用灰量：
P.O42.5水泥使用量245kg 粉煤灰、矿粉总用量为140 kg，考虑早期（2～5天）对水化热的影响，折合水泥用量140×25%＝35kg 。故水化热计算用水泥用量为280 kg
a、按照筏板一板厚为计算依据：1500mm基础部分：
Tmax=（Mc+K?F）/( cρ)= [245+（60+80）×0.25]×330 /(0.97×2400)= 39.69℃
b、秋季施工入模温度为18℃，则混凝土施工最高温度为39.69+18=57.69℃
⑵不采取任何措施的温度情况下。中心温度与表面温度差，表面温度与大气温度差都超过25℃，必须采取保温、降温措施。本工程采用两层棉毡覆盖的方式配合浇水保证混凝土各项温度指标合理。
三 施工方案
1 工程施工
⑴浇注方案
基础底板混凝土方量为1155立方米。现场设置2台48米混凝土汽车泵。每台泵配备12辆混凝土搅拌运输车。 2台混凝土汽车泵布置于基坑两侧。为防止混凝土施工缝的产生，混凝土浇捣分别从基坑对角逐步向中间推进的形式，按照分层浇筑的方式进行，每层500mm。
现场混凝土凝结时间考虑：施工现场与混凝土公司路程18公里，路况、交通良好，按正常运送和浇注每小时混凝土浇灌量为2×36＝72立方米，17小时内全部浇灌完成。考虑到混凝土浇灌过程减少受环境温度的影响，浇捣工作于下午4点左右开始，于次日中午结束。
⑵施工工艺
混凝土采用机械振捣棒振捣。振捣棒的操作，要做到“快插慢拔”，上下抽动，均匀振捣，插点要均匀排列，插点采用并列式和交错式均可；插点间距为300～400mm ，插入到下层尚未初凝的混凝土中约50～100mm，振捣时应依次进行，不要跳跃式振捣，以防发生漏振。每一振点的振捣延续时间30s，使混凝土表面水分不再显著下沉、不出现气泡、表面泛出灰浆为止。为使混凝土振捣密实，每台混凝土泵出料口配备4 台振捣棒（7 台工作，1 台备用），分三道布置。第一道布置在出料点（3个），使混凝土形成自然流淌坡度，第二道布置在坡脚处（2个），确保混凝土下部密实，第三道布置在斜面中部（1个），在斜面上各点要严格控制振捣时间、移动距离和插入深度。 大体积混凝土的表面水泥浆较厚，且泌水现象严重，应仔细处理。对于表面泌水，当每层混凝土浇筑接近尾声时，应人为将水引向低洼边部，处缩为小水潭，然后用小水泵将水抽至附近排水井。在混凝土浇筑后4～8h 内，将部分浮浆清掉，初步用长刮尺刮平，洒少许的干净的细碎石，然后用木抹子搓平压实。在初凝以后，混凝土表面会出现龟裂，终凝要前进行二次抹压，以便将龟裂纹消除，注意宜晚不宜早。现场按每浇筑200立方米（或一个台班）制作1组60d强度试块。防水混凝土抗渗试块按规范规定每单位工程不得少于2组。考虑本工程不太大，按规定取3组防水混凝土抗渗试块。
2 测温
⑴系统组成
为监测混凝土的温度变化情况，采用便携式数字温度计进行测温和控制。系统组成：温度传感器，数据采集、数据分析。
⑵测温实施
a、布点：基础平面上设5个混凝土内部测温站点，共埋设测温传感器15个（详见图），分别测定上、中、下部混凝土的温度。测温探头直接埋设所浇捣混凝土内，为防止探头受损，采取相应的防护措施。
b、数据采集：每天定时定点进行测温，准确记录温度测量结果。
c、数据分析处理：测温完成后编制分析测温数据。
d、根据水泥水化的特性，预计混凝土内部温度最高温度出现在2～4天期间，测温过程考虑7～10天。
3、养护保温
⑴混凝土浇筑及二次抹面压实，在混凝土初凝后应立即覆盖保温，混凝土表面保温养护方法为：二层温湿的棉毡。
⑵新浇筑的混凝土水化速度比較快，盖上塑料薄膜后可进行保温保养，防止混凝土表面因脱水而产生干缩裂缝。
⑶停止测温的部位经技术部门和项目技术负责人同意后，可将保温层及塑料薄膜逐层掀掉，使混凝土散热。
⑷混凝土步入降温阶段以后，应采取保温及缓慢降温方法减少混凝土表面的急剧热扩散，延长混凝土的散热时间，防止形成大的温差引起表面或贯穿裂缝。
四、施工及混凝土监测、降温设备布置
本工程主楼地下室筏板施工从2011月10月27日开始浇捣第一车混凝土，总计浇捣混凝土1155立方米。整个混凝土浇捣过程中混凝土供应情况正常，现场施工无异常情况发生，混凝土凝结时间正常，能满足现场作业要求，次日观察混凝土浇捣面质量，表面有极少量干缩裂缝，侧模拆除后，外部侧面混凝土没有出现裂缝。施工期间大气温度为8℃～10℃。天气晴朗、干燥。混凝土养护期间，天气正常。
1、测温系统
⑴测温系统布点情况见下图。
⑵测温设备：
本工程采用2—1便携式数字温度计。预先在混凝土中预埋测温探头，探头位置及按照上图所示进行布置。
本工程实测入模温度7次，平均温度为15℃-18℃。
2、站点各传感器温度曲线图（以2号点与3号点为准）
五、本工程检测数据分析及结论
1、混凝土水化热高峰出现在入模后40～48小时范围内，本工程基础混凝土内部温度最高达60℃～62℃。
2、混凝土水化热高峰后，日降温速度为1.5℃/日，降温比较平缓。
3、本工程1500mm厚大体积混凝土按照上述原材料选用、配比、施工控制、温度控制调解保温覆盖养护的做法，能保证混凝土的质量符合设计及规范要求，操作方法可行。
4、经过浇筑完成观察发现，由于地下室剪力墙插筋位置保温覆盖不到位，钢筋的热导传递过快，导致混凝土出现部分表面裂缝，表明此处温差过大，水分散失比较严重。以后施工中将做好细部控制，确保工程质量无任何缺陷。