【關(guān)鍵詞】大體積砼 冬季施工防裂 溫度應(yīng)力 蓄熱保溫

　　【摘要】隨著我國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展，高層建筑、超高層建筑不斷涌現(xiàn)，各種大型場(chǎng)館不斷投入建設(shè)，高層建筑的箱形基礎(chǔ)或筏形基礎(chǔ)都有大體積的砼結(jié)構(gòu)，還常有深梁以及轉(zhuǎn)換層、轉(zhuǎn)換大梁，這些結(jié)構(gòu)對(duì)砼的施工技術(shù)提出了更高的要求，施工企業(yè)在具體施工過(guò)程中，常常出現(xiàn)裂縫問(wèn)題，并且近年來(lái)日趨增多。

　　某工程總建筑面積14萬(wàn)㎡，根據(jù)工程進(jìn)度安排，該基礎(chǔ)砼屬于冬季大體積砼施工。其中A樓主樓地上29層、地下2層，深基坑砼為C40P8，基坑砼最深處達(dá)6.0m，一次性澆筑約2500m3；B樓主樓地上44層、地下2層，深基坑砼為C40P8，基坑砼最深處達(dá)6.9m，一次性澆筑約4500m3.本文結(jié)合該工程就有關(guān)大體積砼澆筑常見(jiàn)的裂縫控制問(wèn)題進(jìn)行較深入的研討。

　　1.大體積砼溫度和溫度應(yīng)力計(jì)算

　　1.1砼內(nèi)部最高溫升值

　　該溫度為基礎(chǔ)底板砼內(nèi)部中心點(diǎn)的溫升高峰值，該溫升值一般都略小于絕熱溫升值，一般在砼澆筑后3d左右產(chǎn)生，以后趨于穩(wěn)定不再升溫，并且開(kāi)始逐步降溫。由于砼內(nèi)部最高溫升值為69℃，因此將砼表面的溫度控制在44℃左右，這樣砼內(nèi)外溫差不會(huì)超過(guò)規(guī)范規(guī)定的25℃，表面溫度的控制可采取調(diào)整保溫層的厚度得以實(shí)現(xiàn)。

　　1.2溫度應(yīng)力計(jì)算

　　在砼澆筑后水化熱值達(dá)到最大時(shí)，計(jì)算此時(shí)由溫差和收縮差引起的溫度應(yīng)力。采用425號(hào)硅酸鹽水泥拌制的砼，在養(yǎng)護(hù)溫度20℃左右，齡期18d的強(qiáng)度可達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的85%左右，摻加了JM-3防水劑后，齡期18d的強(qiáng)度可達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的95%以上。C40砼的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為1.71MPa/m㎡，設(shè)計(jì)強(qiáng)度的95%為1625N/m㎡.

　　砼表面溫度在18～20℃，水化熱引起最高溫度的天數(shù)在澆筑砼后3～5d，所用水泥為425硅酸鹽水泥，強(qiáng)度為37%～50%，相當(dāng)C20強(qiáng)度。如溫差控制在：△T=T1-T2=69-44=25℃H（t）=0.35σ1（+）=1.0×10-5×2.246×104×25/2×0.35=0.981.1（N/m㎡）符合要求。如溫差△T控制在25℃以上如30℃時(shí)，H（t）=0.35σ1=1.0×10-5×2.246×104×30/2×S（t）=1.18N/m㎡1.1Ν/m㎡（承臺(tái)則會(huì)開(kāi)裂）。

　　2.大體積砼冬季施工準(zhǔn)備工作

　　2.1材料選擇

　　2.1.1水泥

　　普通水泥水化熱較高，在砼內(nèi)部溫升過(guò)高，與砼表面產(chǎn)生較大的溫差，使砼內(nèi)部產(chǎn)生壓力，表面產(chǎn)生拉力。當(dāng)表面拉力超過(guò)早期砼抗拉強(qiáng)度時(shí)就會(huì)產(chǎn)生溫度裂縫，通過(guò)摻加合適的外加劑可以改善砼的性能，并提高砼的抗?jié)B能力。

　　2.1.2外加劑

　　通過(guò)分析比較及過(guò)去在其他工程上的使用經(jīng)驗(yàn)，四季仁恒項(xiàng)目采用JM-3砼防水劑，摻量為水泥重量的8%，該防水劑能明顯提高硬化后的砼抗?jié)B性能，同時(shí)還具有防水、降低水化熱峰值、對(duì)砼收縮有補(bǔ)償功能，可提高砼的抗裂性。

　　2.2現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備工作

　　2.2.1基礎(chǔ)承臺(tái)鋼筋及柱、墻插筋應(yīng)分段盡快施工完畢，并進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收。

　　2.2.2將基礎(chǔ)底板上表面標(biāo)高抄測(cè)在柱、墻鋼筋上，并作明顯標(biāo)記，供澆筑砼時(shí)采用。

　　2.2.3澆筑砼時(shí)預(yù)埋的測(cè)溫管及保溫所需的塑料薄膜、草袋應(yīng)提前準(zhǔn)備好。

　　2.2.4管理人員、施工人員、后勤人員、測(cè)溫人員、保溫人員等晝夜排班，堅(jiān)守崗位，各負(fù)其責(zé)，保證砼連續(xù)澆筑的順利進(jìn)行。

　　3.大體積砼冬季施工措施

　　3.1砼澆筑

　　3.1.1砼采用商品砼，用砼輸送泵將砼泵送到澆筑地點(diǎn)，需采用一臺(tái)汽車泵與3臺(tái)固定泵。

　　3.1.2砼澆筑時(shí)應(yīng)采用“分區(qū)定點(diǎn)、一個(gè)坡度、循序推進(jìn)、一次到頂”的澆筑工藝，劃定澆筑區(qū)域，每臺(tái)泵車負(fù)責(zé)本區(qū)域的砼澆筑，澆筑時(shí)先在一個(gè)部位進(jìn)行，直至達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高，砼形成扇形向前流動(dòng)，然后在其坡面上繼續(xù)澆筑，循序推進(jìn)。這種澆筑方法能較好地適應(yīng)泵送工藝，使每車砼均澆筑在前一車砼形成的坡面上，確保每層砼之間的澆筑間歇不超過(guò)規(guī)定的時(shí)間，同時(shí)可解決頻繁移動(dòng)泵車的問(wèn)題，也便于澆筑完的部位進(jìn)行覆蓋保溫。

　　3.1.3砼澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，間歇時(shí)間不得超過(guò)3.5h，過(guò)時(shí)仍不能繼續(xù)澆筑時(shí)，需采取應(yīng)急措施，即在已澆筑的砼面上插&12短鋼筋，長(zhǎng)度1m，間距500mm，呈梅花狀布置，同時(shí)將砼表面用塑料薄膜或草袋覆蓋保溫，以保證砼表面不受凍。

　　3.1.4由于砼坍落度比較大，會(huì)在表層鋼筋下部產(chǎn)生水分，或在表層鋼筋的上部產(chǎn)生細(xì)小裂縫。為了防止出現(xiàn)這種裂縫，在砼初凝前采取二次抹面壓實(shí)措施。

　　3.2砼測(cè)溫

　　3.2.1基礎(chǔ)底板砼澆筑時(shí)應(yīng)設(shè)專人配合預(yù)埋測(cè)溫，測(cè)溫?zé)犭娕挤謩e埋置在不同的部位。

　　3.2.2測(cè)溫工作應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，每4h測(cè)一次，持續(xù)測(cè)溫18d及砼強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求，并經(jīng)技術(shù)部門同意后方可停止測(cè)溫。

　　3.2.3測(cè)溫時(shí)發(fā)現(xiàn)砼內(nèi)部最高溫度與表面溫度之差達(dá)到25℃或溫度異常時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施。

　　3.3砼養(yǎng)護(hù)

　　3.3.1砼澆筑及二次抹面壓實(shí)后應(yīng)立即覆蓋保溫，經(jīng)計(jì)算得出先在砼表面覆蓋一層塑料薄膜，然后在上面覆蓋四層草袋內(nèi)含二層塑料薄膜，頂上再蓋一層塑料薄膜。

　　3.3.2新澆筑的砼水化速度比較快，蓋上塑料薄膜后進(jìn)行保濕養(yǎng)護(hù)，防止砼表面因脫水而產(chǎn)生干縮裂縫，同時(shí)可避免草袋因吸水受潮降低保溫性能。

　　3.3.3柱、墻插筋及后澆帶部位是保溫的難點(diǎn)，要特別注意蓋嚴(yán)，防止造成溫差較大或局部受凍。

　　3.4蓄熱保溫、控制內(nèi)外溫差

　　砼澆筑完成后（終凝前）應(yīng)對(duì)砼進(jìn)行蓄熱保溫， 控制砼表面溫度，控制降溫速率，減少溫度梯度（溫度梯度控制按JBJ224-91規(guī)程規(guī)定，砼澆灌承臺(tái)的降溫速度不宜大于1.5℃/d，因砼總體降溫緩慢，可充分發(fā)揮砼徐變特性降低溫度應(yīng)力），使砼內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)。為達(dá)到此目的要及時(shí)對(duì)砼溫度進(jìn)行測(cè)量，隨時(shí)測(cè)量?jī)?nèi)外溫差，以調(diào)整覆蓋保溫材料厚度，當(dāng)內(nèi)外溫差小于25℃時(shí)，可逐步撤除保溫層。

　　3.4.1覆蓋保溫材料厚度計(jì)算

　　d=0.5Hλ1（Ta-Tb）K/λ2（Tmax-Ta）

　　d—保溫層厚度；H—砼承臺(tái)厚度（m）

　　λ1—保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)（W/HK），草袋取0.055

　　λ2—砼導(dǎo)熱系數(shù)（W/HK），取2.5；Tmax-砼最高溫度

　　Ta—砼表面溫度；Tb—大氣溫度（可按平均氣溫取值）

　　K—傳導(dǎo)系數(shù)修正值，取1.0

　　d=0.5×6.9×0.055×（44-5）×1.0/2.5×（69-44）=0.08（m）

　　所以應(yīng)采用四層塑料薄膜和四層草袋覆蓋養(yǎng)護(hù)。

　　3.4.2蓄熱保溫時(shí)間計(jì)算

　　按砼最高溫度69℃計(jì)算，砼澆筑后半個(gè)月內(nèi)以日平均溫度5℃計(jì)算，拆除保溫層時(shí)間以砼承臺(tái)中心溫度與外界溫差小于25℃為標(biāo)準(zhǔn)，則承臺(tái)中心最高溫度應(yīng)降到25+5=30℃以內(nèi)。最高溫度降溫?cái)?shù)為69-30=39℃，按日平均降溫1.5℃計(jì)算，則需要39/1.5=26d，故保溫時(shí)間不得少于26d，具體應(yīng)以實(shí)測(cè)溫度計(jì)算溫差決定。

　　鑒于本工程為150m超高層結(jié)構(gòu)，承臺(tái)體積大，僅基礎(chǔ)大體積砼的工程造價(jià)約為700萬(wàn)元左右，又值冬季施工，建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工等單位對(duì)溫控方案十分重視，經(jīng)過(guò)技術(shù)可行性方案比較，最后決定選用覆蓋蓄熱保溫法，基本上達(dá)到溫控目標(biāo)。■

　　【參考文獻(xiàn)】

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