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摘 要：通过温控计算，采用低水化热水泥和分块分层浇筑方法，并适当埋设冷却水管，降低混凝土入模温度，采用实时温度跟踪监测，从而降低了砼温度应力和提高砼本身抗拉性能，确保了地下室底板大体积砼施工质量。
关键词：大体积砼 温控计算 温度监测
中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）01（a）-00-02
某高层公寓地下室底板厚400，底板长165 m，宽81 m，核心筒部承台高度1.2～2.3 m，承台面标高大部分为-5.6 m，局部为-6.9 m，基础梁截面尺寸大部分为500×800，地下室底板、地梁及承台砼总量约8200 m3，砼强度为C40，属于大体积砼施工，为保证厚大体积砼的施工质量，须着重对砼原材料选用、配合比设计、砼浇筑、混凝土入模温度、现场温度监测等进行严格控制，防止底板砼浇筑过程中由于内外温差过大及砼收缩造成砼裂缝。
1 大体积砼温控计算
1.1 温差计算
（1）砼的水化绝热温升值
式中：（t）为浇完一段时间t砼的绝热温升值（℃），Q为每千克水泥水化热量（J/kg），Mc为第立方米水泥用
量（kg/m3），C为砼的比热在0.84～1.05 J/Kg.K之间（一般取0.96 J/kg.K），ρ为砼的质量密度（取2400 kg/m3），e为常数2.718，t为龄期（d），m位与水泥品种比表面、浇捣时温度有关的经验系数（一般取0.2～0.4）。
（2）砼内部中心温度
式中：Tmax为砼内部中心最高温度，T（t）位在t龄期的砼绝热温升，T0为砼浇筑入模温度，ξ为不同浇筑块厚度的温降系数。
1.2 覆盖草包厚度
根据施工配合比水泥的用量和现场实测砼入模温度，可计算求得需覆盖草包厚度：
式中：Tmax为砼内部中心最高温度，H为基础厚度（分别取1 m，1.8 m，2.0 m），λ为草包传热系数（取0.14 w/m.k），λ1为砼导热系数（取2.3 w/m.k），K2为传热系数修正值（取1.90）。
根据以上公式及经验配合比，经过初步计算求得本工程地下室各种厚度大体积砼的绝热温升值和调整温升及养护材料厚度如下表：
砼最高水化热绝热温升（℃） 砼块体厚度（m） 调整后砼绝热温升（℃） 砼中心区最高温度（℃） 砼表面控制温度（℃） 保温层覆盖计算厚度mm 覆盖草包层数
1.3 计算结果分析
按计算结果，不同厚度的大体积砼可采用一层黑色塑料薄膜下覆盖2层草包，满足大体积砼养护要求。以上是按经验配合比计算的结果，在大体积砼施工前，应根据砼施工配合比和当时天气情况重新进行验算，如有差异应及时调整，本工程大体积砼养护30天，养护期间经常观测砼内部与表面温差，如出现大于25 ℃，应及时采取增加或减少养护厚度的方法降低砼内部与砼表面的温差。
2 温控措施
为了控制大体积砼温度裂缝的产生展，可以从提高砼本身抗拉性能和降低砼温度应力这两方面考虑。
2.1 原材料与配合比控制
（1）水泥选用优质低热普通硅酸盐水泥，同时掺加粉煤灰和矿粉取代水泥，减少水泥用量，降低水泥水化热；（2）合理选择砼的配合比，通过优化砼级配，在满足设计强度要求的前提下，尽可能减少水泥用量，以减少水泥的水化热，并控制石子、砂子的含泥量分别不超过1%和3%；（3）掺加缓凝劑，延缓砼水化热的峰值出现时间；掺入适量的微膨胀剂使砼得到补偿性收缩，减少砼的温度应力；添加砼抗裂合成纤维，可极为有效地控制并减少砼因收缩和干缩引起的裂缝。
2.2 大体积砼的浇筑
（1）砼的布料。为了避免施工冷缝的产生，应缩短浇筑层的长度及减小每层的浇筑时间，根据现场的实际情况，在场地中间设两台砼输送泵，采用边浇筑边拆管的方法铺设砼泵管，采用“由一边向另一边推进，一次浇筑，一个坡度，薄层覆盖，循序推进，一次到顶”的方法进行浇注，浇筑过程中采用斜面分层方法浇筑，这样每层砼量不大，可以加快砼的水化热散失，有效防止温度裂缝和约束裂缝的产生。（2）砼的振捣。由砼自然流淌形成浇筑斜面坡度，每个浇筑层布置三道振动棒，采用插入式振动棒进行砼振捣，第一道振动棒主要是振实上部砼，布置在砼卸料点，第二道振动棒布置在中间，为了防止砼堆积，在坡角处布置第三道振动棒，振捣下部砼；为了消除上下两层砼之间的接缝，在振捣过程中，应“快插慢拔，直上直下”，并将振动棒插入下层砼中5cm左右振捣，直到砼表面呈水平（不发生显著下沉，也不再出现气泡）及表面泛出灰浆为止；（3）砼的泌水及浮浆处理。为了及早排出砼的泌水及浮浆，将集水坑设置在未浇筑的一边，在浇筑过程中，将砼中多余的水份和浮浆引导至集水坑中，再用抽水泵将集水坑中的水抽出基坑排至场外。（4）砼的表面处理。为了较好地控制砼表面龟裂，减少砼表水份的散失，促进砼养护，用对长刮尺、木槎和铁槎对砼的表面进行处理，在浇筑后2～3 h后，首先用长刮尺刮平砼表面的厚水泥浆，为了使砼表面密实平整，再用木槎反复搓压其表面，在砼初凝前，再用铁槎板压光。
2.3 降低混凝土入模温度
（1）为了降低外界温度对砂石料温度的影响，使用大棚对砂石料进行遮盖防护，为了降低砼出机温度，使用冷水对砂石料进行降温处理和进行砼拌和；（2）为了降低砼在泵送过程中摩擦发热和吸收太阳的辐射热，采用了合理布置泵管并覆盖麻袋以及洒水降温的方法；（3）减少砼的运输和停留时间，在基坑边设置拌和站。
2.4 合理布置冷却水管并通水冷却
（1）冷却水管路采用回形布置，其材质采用壁厚为1.2 mm、直径25 mm的薄壁钢管，为了减少弯头和接头数目，尽量按照顺结构的方向布置，为了施工便利及确保水管不漏水，采用橡胶钢丝管处理弯接头。（2）为了防止管道阻水或漏水，使用前需要对现场冷却水管进行压水试验，开始阶段进行小流量通水，随着浇筑的进行，通水量逐渐加大，当砼浇筑完并达到初凝以后，通水流量应达到30 L/min，流速达到0.65 m/s以上，当温峰过后，应使砼降温速度稳定在2 ℃/d以内，需要及时调整冷却水流量与通水时间，此外，现场采取二次通水冷却，可以有效防止上层砼浇筑后下层砼温度的回升。 2.5 加强砼的保温养护
由于大体积砼浇筑后，前期水泥水化热急剧增加，砼中心温度也随之增高，而表面温度受大气温度的影响，增幅不大，当砼内、外温差超过25 ℃时，砼就会因温度应力而产生裂缝，因此，砼浇筑完毕后，应及时采取保温措施，表面先覆盖一层塑料薄膜，再盖一层阻燃草棉被。
3 温度监测
为了随时掌握混凝土内部温度和表面温度，以及根据混凝土温度的变化及时采取相应的技术措施，在混凝土内部不同部位埋设铜热传感器，用混凝土温度测定记录仪进行施工全过程的跟踪和监测。（1）测温点的布置：根据本工程特点，沿筏基底板周边及中心地带布置，具体的布置位置和测温点为：散热较快的筏基底板的转角点，筏基底板中心地带，筏基底板局部超深部分地坑处。（2）测温方法：采取在混凝土浇筑前预先按要求的部位埋设测温元件，测温元件采用WZG-010型热电阻，以直接接触浇筑后的混凝土来感受温度；按测温记录要求采用XQC-300大型长图自动平衡记录仪测量，该记录仪可直接读数监大体积内部的温度变化情况。（3）测温记录：按以往工程施工经验大体积混凝土在浇筑后1～20日内混凝土内部温度变化明显，联系本工程实际，在施工前制定一套测温记录，混凝土浇筑16个小时后每小时读取一次，以后的读取时间间隔可适当延长，最大温度不超过25℃，每半个小时的不超过10℃，一旦温差超过这个限制，再加一层保温材料以减少温差。
4 结语
大体积砼结构的施工，为了保证大体积砼的施工质量，必须通过多方面的措施进行控制，尤其是对温度的控制，对温度进行控制措施包括优化设计配合比、优选施工工艺方法、完善温度监测措施，通过合理的温控理论计算确定布设冷却水管的方案及养护方案；在本工程大體积砼施工过程中，由于采取合理有效的温控措施，工程未出现贯穿性裂缝，整体施工质量良好。
参考文献
[1] 韩春印.基础底板大体积混凝土电子测温技术应用[j].中国新技术新产品，2011（13）.
[2] 彭淑华.建筑基础大体积混凝土施工技术[j].中国新技术新产品，2011（13）.
[3] 黎生南.桥墩承台大体积混凝土抗裂计算与温度控制[j].武汉理工大学学报，2010（24）.
[4] 夏雨.大体积混凝土施工期最高温度计算方法研究[j].人民黄河，2009（1）.
关键词：大体积砼 温控计算 温度监测
中图分类号：TU2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）01（a）-00-02
某高层公寓地下室底板厚400，底板长165 m，宽81 m，核心筒部承台高度1.2～2.3 m，承台面标高大部分为-5.6 m，局部为-6.9 m，基础梁截面尺寸大部分为500×800，地下室底板、地梁及承台砼总量约8200 m3，砼强度为C40，属于大体积砼施工，为保证厚大体积砼的施工质量，须着重对砼原材料选用、配合比设计、砼浇筑、混凝土入模温度、现场温度监测等进行严格控制，防止底板砼浇筑过程中由于内外温差过大及砼收缩造成砼裂缝。
1 大体积砼温控计算
1.1 温差计算
（1）砼的水化绝热温升值
式中：（t）为浇完一段时间t砼的绝热温升值（℃），Q为每千克水泥水化热量（J/kg），Mc为第立方米水泥用
量（kg/m3），C为砼的比热在0.84～1.05 J/Kg.K之间（一般取0.96 J/kg.K），ρ为砼的质量密度（取2400 kg/m3），e为常数2.718，t为龄期（d），m位与水泥品种比表面、浇捣时温度有关的经验系数（一般取0.2～0.4）。
（2）砼内部中心温度
式中：Tmax为砼内部中心最高温度，T（t）位在t龄期的砼绝热温升，T0为砼浇筑入模温度，ξ为不同浇筑块厚度的温降系数。
1.2 覆盖草包厚度
根据施工配合比水泥的用量和现场实测砼入模温度，可计算求得需覆盖草包厚度：
式中：Tmax为砼内部中心最高温度，H为基础厚度（分别取1 m，1.8 m，2.0 m），λ为草包传热系数（取0.14 w/m.k），λ1为砼导热系数（取2.3 w/m.k），K2为传热系数修正值（取1.90）。
根据以上公式及经验配合比，经过初步计算求得本工程地下室各种厚度大体积砼的绝热温升值和调整温升及养护材料厚度如下表：
砼最高水化热绝热温升（℃） 砼块体厚度（m） 调整后砼绝热温升（℃） 砼中心区最高温度（℃） 砼表面控制温度（℃） 保温层覆盖计算厚度mm 覆盖草包层数
1.3 计算结果分析
按计算结果，不同厚度的大体积砼可采用一层黑色塑料薄膜下覆盖2层草包，满足大体积砼养护要求。以上是按经验配合比计算的结果，在大体积砼施工前，应根据砼施工配合比和当时天气情况重新进行验算，如有差异应及时调整，本工程大体积砼养护30天，养护期间经常观测砼内部与表面温差，如出现大于25 ℃，应及时采取增加或减少养护厚度的方法降低砼内部与砼表面的温差。
2 温控措施
为了控制大体积砼温度裂缝的产生展，可以从提高砼本身抗拉性能和降低砼温度应力这两方面考虑。
2.1 原材料与配合比控制
（1）水泥选用优质低热普通硅酸盐水泥，同时掺加粉煤灰和矿粉取代水泥，减少水泥用量，降低水泥水化热；（2）合理选择砼的配合比，通过优化砼级配，在满足设计强度要求的前提下，尽可能减少水泥用量，以减少水泥的水化热，并控制石子、砂子的含泥量分别不超过1%和3%；（3）掺加缓凝劑，延缓砼水化热的峰值出现时间；掺入适量的微膨胀剂使砼得到补偿性收缩，减少砼的温度应力；添加砼抗裂合成纤维，可极为有效地控制并减少砼因收缩和干缩引起的裂缝。
2.2 大体积砼的浇筑
（1）砼的布料。为了避免施工冷缝的产生，应缩短浇筑层的长度及减小每层的浇筑时间，根据现场的实际情况，在场地中间设两台砼输送泵，采用边浇筑边拆管的方法铺设砼泵管，采用“由一边向另一边推进，一次浇筑，一个坡度，薄层覆盖，循序推进，一次到顶”的方法进行浇注，浇筑过程中采用斜面分层方法浇筑，这样每层砼量不大，可以加快砼的水化热散失，有效防止温度裂缝和约束裂缝的产生。（2）砼的振捣。由砼自然流淌形成浇筑斜面坡度，每个浇筑层布置三道振动棒，采用插入式振动棒进行砼振捣，第一道振动棒主要是振实上部砼，布置在砼卸料点，第二道振动棒布置在中间，为了防止砼堆积，在坡角处布置第三道振动棒，振捣下部砼；为了消除上下两层砼之间的接缝，在振捣过程中，应“快插慢拔，直上直下”，并将振动棒插入下层砼中5cm左右振捣，直到砼表面呈水平（不发生显著下沉，也不再出现气泡）及表面泛出灰浆为止；（3）砼的泌水及浮浆处理。为了及早排出砼的泌水及浮浆，将集水坑设置在未浇筑的一边，在浇筑过程中，将砼中多余的水份和浮浆引导至集水坑中，再用抽水泵将集水坑中的水抽出基坑排至场外。（4）砼的表面处理。为了较好地控制砼表面龟裂，减少砼表水份的散失，促进砼养护，用对长刮尺、木槎和铁槎对砼的表面进行处理，在浇筑后2～3 h后，首先用长刮尺刮平砼表面的厚水泥浆，为了使砼表面密实平整，再用木槎反复搓压其表面，在砼初凝前，再用铁槎板压光。
2.3 降低混凝土入模温度
（1）为了降低外界温度对砂石料温度的影响，使用大棚对砂石料进行遮盖防护，为了降低砼出机温度，使用冷水对砂石料进行降温处理和进行砼拌和；（2）为了降低砼在泵送过程中摩擦发热和吸收太阳的辐射热，采用了合理布置泵管并覆盖麻袋以及洒水降温的方法；（3）减少砼的运输和停留时间，在基坑边设置拌和站。
2.4 合理布置冷却水管并通水冷却
（1）冷却水管路采用回形布置，其材质采用壁厚为1.2 mm、直径25 mm的薄壁钢管，为了减少弯头和接头数目，尽量按照顺结构的方向布置，为了施工便利及确保水管不漏水，采用橡胶钢丝管处理弯接头。（2）为了防止管道阻水或漏水，使用前需要对现场冷却水管进行压水试验，开始阶段进行小流量通水，随着浇筑的进行，通水量逐渐加大，当砼浇筑完并达到初凝以后，通水流量应达到30 L/min，流速达到0.65 m/s以上，当温峰过后，应使砼降温速度稳定在2 ℃/d以内，需要及时调整冷却水流量与通水时间，此外，现场采取二次通水冷却，可以有效防止上层砼浇筑后下层砼温度的回升。 2.5 加强砼的保温养护
由于大体积砼浇筑后，前期水泥水化热急剧增加，砼中心温度也随之增高，而表面温度受大气温度的影响，增幅不大，当砼内、外温差超过25 ℃时，砼就会因温度应力而产生裂缝，因此，砼浇筑完毕后，应及时采取保温措施，表面先覆盖一层塑料薄膜，再盖一层阻燃草棉被。
3 温度监测
为了随时掌握混凝土内部温度和表面温度，以及根据混凝土温度的变化及时采取相应的技术措施，在混凝土内部不同部位埋设铜热传感器，用混凝土温度测定记录仪进行施工全过程的跟踪和监测。（1）测温点的布置：根据本工程特点，沿筏基底板周边及中心地带布置，具体的布置位置和测温点为：散热较快的筏基底板的转角点，筏基底板中心地带，筏基底板局部超深部分地坑处。（2）测温方法：采取在混凝土浇筑前预先按要求的部位埋设测温元件，测温元件采用WZG-010型热电阻，以直接接触浇筑后的混凝土来感受温度；按测温记录要求采用XQC-300大型长图自动平衡记录仪测量，该记录仪可直接读数监大体积内部的温度变化情况。（3）测温记录：按以往工程施工经验大体积混凝土在浇筑后1～20日内混凝土内部温度变化明显，联系本工程实际，在施工前制定一套测温记录，混凝土浇筑16个小时后每小时读取一次，以后的读取时间间隔可适当延长，最大温度不超过25℃，每半个小时的不超过10℃，一旦温差超过这个限制，再加一层保温材料以减少温差。
4 结语
大体积砼结构的施工，为了保证大体积砼的施工质量，必须通过多方面的措施进行控制，尤其是对温度的控制，对温度进行控制措施包括优化设计配合比、优选施工工艺方法、完善温度监测措施，通过合理的温控理论计算确定布设冷却水管的方案及养护方案；在本工程大體积砼施工过程中，由于采取合理有效的温控措施，工程未出现贯穿性裂缝，整体施工质量良好。
参考文献
[1] 韩春印.基础底板大体积混凝土电子测温技术应用[j].中国新技术新产品，2011（13）.
[2] 彭淑华.建筑基础大体积混凝土施工技术[j].中国新技术新产品，2011（13）.
[3] 黎生南.桥墩承台大体积混凝土抗裂计算与温度控制[j].武汉理工大学学报，2010（24）.
[4] 夏雨.大体积混凝土施工期最高温度计算方法研究[j].人民黄河，2009（1）.