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1、大体积混凝土的专门标准快出来了，到时候就有最正规的定义了。根据JGJ55-2000 普通混凝土配合比设计规程上，定义大体积混凝土为：混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于 1m，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝土 混凝土结构表面系数是用来判别大体积混凝土的依据 M=F/V F:混凝土构建的冷却面面积（指外露可散热的表面面积）V：混凝土构件的体积 M：结构表面系 施工过程中容易产生温度裂缝，大体积混凝土裂缝产生的原因：1.水泥水化热。水泥水化过程中放出大量的热，且主要集中在浇筑后的2-5d左右，从而使混凝土内部温度升高。尤其对于大体积混凝土来讲，这种现象更加严重。2.混凝土
2、的收缩。混凝土在空气中硬结时体积减小的现象称为混凝土收缩。混凝土在不受外力的情况下的这种自发变形受到外部约束时（支承条件、钢筋等），将在混凝土中产生拉应力，使得混凝土开裂。引起混凝土的裂缝主要有塑性收缩、干燥收缩和温度收缩3 种。在硬化初期主要是水泥水化凝固结硬过程中产生的体积变化，后期主要是混凝土内部自由水分蒸发而引起的干缩变形。3.外界气温、湿度变化。大体积混凝土结构在施工期间，外界气温的变化对裂缝的产生有着很大的影响。混凝土内部的温度是由浇筑温度、水泥水化热的绝热温升和结构的散热温度等各种温度叠加之和组成。浇筑温度与外界气温有着直接关系，外界气温愈高，混凝土的浇筑温度也就会愈高；如果外界
3、温度降低则又会增加大体积混凝土的内外温度梯度。二、避免产生裂缝的方法 1.选用水化热低的水泥品种水。泥应尽量选用水化热低、凝结时间长的水泥，优先采用硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盆水泥、粉煤灰硅酸盆水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。但是，水化热低的矿渣水泥的析水性比其他水泥大，在浇筑层表面有大量水析出。这种泌水现象不仅影响施工速度，同时影响施工质量。2.优化混凝上配合比，掺加外加料和外加剂，减少水泥用量外加剂的种类繁多，但一般常用的有两种：木钙减水剂和活性粉料-粉煤灰。掺木质素磺酸钙（简称木钙）减水剂（水泥用量的0.25%），可延迟水化热释放速度，热峰也有所降低，可以缓凝，在大体积混
4、凝土中可以避免冷接缝，提高工作性及流动性，对收缩及抗拉强度几乎没有影响。掺粉煤灰能改善混凝土的粘塑性，还可降低水化热约 15%（掺水泥用量的15%）。3.大体积混凝土的骨料控制粗骨料宜采用连续级配，细骨料宜采用中砂。粗骨料应选取粒径大、强度高、级配好的骨料，以获得较小的空隙率及表面积，从而减少水泥的用量，降低水化热，减少干缩，减小混凝土裂缝的开展。4.改善约束条件，削减温度应力。在大体积混凝土基础与垫层之间可设置滑动层，如技术条件许可，施工时宜采用刷热沥青作为滑动层，以消除嵌固作用，释放约束应力。5.提高混凝土的抗拉强度。包括：控制集料含泥量。砂、石含泥量过大，不仅增加混凝土的收缩，而且降低混
5、凝土的抗拉强度，对混凝土的抗裂十分不利。因此在混凝土拌制时必须严格控制砂、石的含泥量，将石子含泥量控制在 1%以下，中砂含泥量控制在2%以下，减少因砂、石含泥量过大对混凝土抗裂的不利影响；改善混凝土施工工艺。可采用二次投料法、二次振捣法、浇筑后及时排除表面积水和最上层泥浆等方法；加强早期养护，提高混凝土早期及相应龄期的抗拉强度和弹性模量；在大体积混凝土基础表面及内部设置必要的温度配筋，以改善应力分布，防止裂缝的出现。6.加强施工过程控制：（1）降温曲线确定。混凝土水化热升温时间很短，大约在浇筑后的 2-5d，混凝土的弹性模量很低，基本上处于塑性及弹塑性状态，约束应力很低。降温阶段，弹性模量迅速
6、增加，约束拉应力也随时间增加，在某时刻超过抗拉强度便出现贯穿性裂缝。实践中偏安全地以截面中部的最高温度降温曲线代替平均降温曲线，利用表 1 的值求近似解。表1的基本条件是：水泥品种为矿渣水泥；水泥标号为425号；水泥用量为275kg/m3；钢模板。当用其他品种水泥，标号、模板、水泥用量有变化时，将上述数值乘以如下修正系数：tmax=t=k1k2k3k4.式中：k1、k2、k3、k4、为修正系数。（2）严格控制混凝上的入模温度在 30以下。（3）埋设冷却管，在第一批开始混凝土初凝时由专人负责往冷却管内注入凉水降温，通过冷却排水，带走混凝土体内的热量。（4）浇筑混凝土时，采用薄层浇筑，控制混凝土在
7、浇筑过程中均匀上升，避免混凝土拌和物堆积过大高差，混凝土的分层厚度控制在 20-30cm.（5）如结构物厚度较厚，一次浇筑混凝土方量较大时，采用分层浇筑，通过增加表面系数，利于混凝土内部散热，分层厚度1.5m左右，层间间隔时间 514d之间。（6）加强振捣，以期获得密实的混凝土，提高密实度和抗拉强度，浇筑后，及时排除表面积水，进行一次抹面，防止早期收缩裂缝的出现。（7）混凝土浇筑后，搭设遮阳布棚，避免阳光曝晒承台表面。（8）混凝土浇筑后，混凝土表面用上工布覆盖保温，并洒水养生，使硅缓慢降温、缓慢干燥，减少混凝土内外温差。三、施工工艺 主要从浇筑的方面出发，除应满足每一处混凝土在初凝以前就被上一
8、层新混凝土覆盖并捣实完毕外，还应考虑结构大小、钢筋疏密、预埋管道和地脚螺栓的留设、混凝土供应情况以及水化热等因素的影响，常采用的方法有以下几种：（1）全面分层：即在第一层全面浇筑全部浇筑完毕后，再回头浇筑第二层，此时应使第一层混凝土还未初凝，如此逐层连续浇筑，直至完工为止。采用这种方案，适用于结构的平面尺寸一般不宜太大，施工时从短边开始，沿长边推进比较合适。必要时可分成两段，从中间向两端或从两端向中间同时进行浇筑。（2）分段分层：混凝土浇筑时，先从底层开始，浇筑至一定距离后浇筑第二层，如此依次向前浇筑其他各层。由于总的层数较多，所以浇筑到顶后，第一层末端的混凝土还未初凝，又可以从第二段依次分层
9、浇筑。这种方案适用于单位时间内要求供应的混凝土较少，不象第一种方案那样集中。这种方案适用于结构物厚度不太大而面积或长度较大的工程。（3）斜面分层：要求斜面的坡度不大于 1/3，适用于结构的长度大大超过厚度 3 倍的情况。混凝土从浇筑层下端开始，逐渐上移。结合浅析高层基础中的基础大体积混凝土施工 摘要下文结合阐述了基础大体积混凝土施工在高层基础中的应用设置合理的混凝土强度评定龄期优化混凝土的材料结构降低水泥用量试验测定该配合比的绝热温升为温度建模分析和制定温控措施提供依据。关键词建筑施工技术高层地基基础大体积混凝土 1工程概况 11建筑物功能特点 沈阳都城moma大厦工程地下一层裙房三层主楼三十
10、一层组成。总建筑面积44032 m2其中地下室战时为人防工程平时地下停车库设备用房。一三层为商业用房四-七层为写字楼八层以上为住宅楼三十一层为电梯机房和水箱间建筑总高度为 108.9 m。12 建筑物结构特点 本工程结构形式框剪结构基础为筏板基础。工程设防 1 人防地下室人民防空设防级六级。2 抗震抗震设防烈度为八度。3 防火耐火等级为三类一级。4 防水地下室防水为二级屋面防水二级。13 建筑地点特征 1 建设场地地质特征建筑物场地地形平坦地面高度1 520m左右。建筑物场地地质情况为杂填土厚度1.70 m2.80 m 粉土层厚度 1.70 m2.80 m 粉细砂层厚度 0.30 m0.90
11、m卵石层厚度1.70 m2.8m砂岩揭露厚度21.60 m。地下埋深3.874m 地下水对混凝土结构中钢筋具有弱腐蚀性。14材料要求 混凝土强度等级基础垫层 c15基础筏板c45p12地下室侧壁c60p12蓄水池c35p12地下室12层地上18层柱子、剪力墙c60 916层柱子、剪力墙c55 1 72层柱子、剪力墙c50 2 631层剪力墙c45塔楼c30楼梯、构造柱c30各楼层梁、板均比同楼层柱子强度降低两级。2 基础大体积混凝土施工技术 21 基础工程概述 工程基础为天然地基满堂筏板四周基础埋深-11.03m中心筒体部位基础设计埋深-11.65 m。基础底板为菱形东西长70.50 m南北宽
12、47.40 m厚度为1.80 m和2.40 m二种混凝土体积约5500 m3。混凝土为c45p12防水混凝土。22 基础大体积混凝土温度应力控制难点 本工程是具有一系列大体积混凝土的施工难题如温度应力控制、水平施工缝和竖向后浇带的处理、混凝土输送过程中离析和坍落度的控制等。1 基础混凝土配筋率低抗拉强度低裂缝对拉应力敏感相对温度控制、应力控制尤为重要须将温度应力控制在较小的范围。在产生拉应力的部位须采取措施加强养护严格控制拉应力低于混凝土相应龄期的抗拉强度。2 由于施工要求尽量不采用冷却水管为此应相应减小浇筑层的 厚度降低混凝土内部温度峰值。浇筑层厚度的减小会相应增加水平施工缝层数因此应优化大
13、体积混凝土分层和分块施工方案既满足温度应力控制的要求又尽量减少水平施工缝和竖向后浇带采取合理的施工缝和后浇带施工方法提高施工效率。3 本工程基坑深混凝土块体厚度大浇筑底层混凝土离析和坍落度较难控制因此应采取合理的混凝土配合比和输送方案在保证混凝土和易性的基础上减小单方混凝土水泥浆量降低坍落度防止混凝土离析。4 基础混凝土施工时环境温度为-102.0应根据环境采取相应的施工措施如混凝土配合比混凝土养护时保温层厚度和混凝土原材料降温等。2 基础大体积混凝土的配合比的选用混凝土配合比。对于大体积混凝土的水泥水化产生的水化热会引起温度上升若不同部位混凝土温差过大温度应力超过混凝土的抗拉强度会导致混凝土
14、的开裂。大体积混凝土的温控措施应全面考虑合理的配合比设计是非常重要的环节。基础大体积混凝土的配合比设计中主要考虑降低水化热减小混凝土的绝热温升。本工程采用的配合比主要从五个方面考虑。1 在保证强度和耐久性的同时尽量降低单位水泥用量水泥用量与大体积混凝土的最高升温有直接关系降低水泥用量是最有效的控措施。2 选用对大体积混凝土的温度控制最有利的加剂 nf 型缓凝高效减 水剂。缓凝型外加剂能有效延缓水化热的放时间降低水化热放热峰值使混凝土水化热释放比较平缓避免中心部位混凝土温度急剧上升而导致温差增大。用 nf型配制的c45p12混凝土的绝热温升延缓对大体积混凝土的温度的均匀性有利。3 掺粉煤灰。粉煤
15、灰可以使混凝土水化热在一定程度上延缓释放对于大体积混凝土的温控极为有利还可以增加混凝土的后期强度使混凝土的强度保证率提高另外掺加粉煤灰可以改善混凝土的施工性能。4 改善混凝土的体积稳定性提高混凝土的抗裂性能。保证一定的粗骨料含量可以有效地改善混凝土的抗裂能力在满足强度和施工性的前提下采用尽量低的砂率。5 选用对温控有利的原材料。考虑以上各种因素对基础混凝土配合比进行了初步设计。确定的原材料类型如下 42.5级普通水泥级粉煤灰中砂 mx2.5 级配合格碎石粒径为531.5 级配合格针片状含量、含泥量合格缓凝高效减水剂 nf膨胀剂采用hpe低碱型混凝土膨胀剂。混凝土配合比经试配后作了适当调整见表1
16、 24 基础大体积混凝土施工技术 1 基础大体积混凝土分块施工并埋设冷却水管是否采用冷却水管对厚度影响很大采用冷却水管可降低混凝土内部温度峰值延缓升温速度。根据本工程特点基础底板c45p12混凝土厚度1.8m 局部厚度2.4m整块混凝土体积5 500 m3经过热工计算若要将其温度降低 10则需要用水 300t 要在 50 小时内完成降温设计移流量应该为 15l/s。应将整个降温系统分为 2 个区域进行。地下水直接排入下水道。为了保证有良好的降温效果保证降温在混凝土内部平稳进行不出现大的温度不均匀现象我们采用 de20管径的pex交联管做为降温支管 pex交联管可以满足热工计算要求。更因为它具有
17、比较好的耐热性和低廉的价格以及更小的阻力系数使得运行比较经济安装非常方便。管路系统我们分为 2 个系统每个系统由一台泵和分水器以及降温支管组成。2 个系统共用一个备用泵和一个水箱矩形钢板水箱泵的扬程为 h40 m、流量30 t/h、n75 kw。对于周边死角部位降温阶段加强保温养护延缓降温速度同样能达到冷却水管作用且可免去冷却水管的施工费用和冷却水调温的繁琐施工程序。埋设冷却水管的方法是在基础底板上、下约中间部位具体为距底板面 800mm距顶面1 000mm中间布置冷却水管综合考虑在混凝土浇注 24 h后立即开始循环水降温使混凝土中心最高温度控制在40左右确保混凝土在每一个断面上温差小于202
18、5。2 混凝土输送。由于基坑深达 11.65 m纵向净长 70.5 m 根据本工程自身特点考虑多种因素基础大体积、采用泵送混凝土首先优化配合比掺入减水剂、保证混凝土出机和入仓时的质量要求。试验人员根据砂石的含水情况及时对施工配合比作相应调整混凝土的拌制时间控制为60秒试验人员对混凝土坍落度和和拌 合温度必须严格控制。泵送现场实测混凝土坍落并保持在 160 mm180 mm 之间浇筑温度在6.78.6之间混凝土工作性能良好。根据施工要求每小时向工地输送混凝土约60m3。混凝土初凝时间大于6 h在浇筑过程中不形成施工缝。整个浇筑任务在95 个 h 内顺利完成。3 混凝土浇筑。混凝土采用斜面分层法浇
19、筑每层的厚度不超过 600 斜面坡度为混凝土振捣时自然流淌形成的坡度。混凝土的浇筑应连续进行、间歇时间尽量缩短并不超过混凝土的初凝时间次层混凝土应在前层混凝土初凝前浇筑完成。4 混凝土振捣。采用插入式振动棒振捣混凝土。根据混凝土泵送时自然流淌和振捣时形成的坡度分前、中、后三段布置振动棒前面为泵管出料口布置 1 台中间布置1 台后面为坡脚处布置 2 台。振动棒作业时要使振动棒自然沉入混凝土且插入到下层尚未初凝的混凝土中 510cm以使上下层相互结合。注意将振动棒上下抽动 510 cm 以保证混凝土均匀密实。5 混凝土的养护。基础底板混凝土采用内降外保的养护工艺当混凝土表面温度骤降时启用内部降温系
20、统。混凝土于终凝前开始收平表面后开始养护并及时用塑料薄膜覆盖再加盖双层草袋。对塑料薄膜无法盖到的地方用三层湿草袋覆盖并经常保持湿润以避免混凝土因失水过快而产生干缩裂缝。由于该底板混凝土浇筑期在冬期施工阶段考虑气温骤降、表面失水等不利影响对基础底 板表面的覆盖养护保持了28 d 以上。经多方观察混凝土表面未出现明显的可见裂缝。6 混凝土施工缝处理方法。混凝土施工缝按设计要求需留置纵横二道后浇带留置起来施工很困难为了解决此矛盾经与设计、建筑科研院、业主、施工单位四方研究决定配制等强膨胀混凝土进行技术处理并一次性浇筑解决了混凝土由温度引起的内应力。实践证明该项技术处理经济实惠施工便捷符合混凝土变形要
21、求。25 基础大体积混凝土的温度测试方法 1 测试仪器。温度测试采用液晶数字显示电子测温仪。2 测温点布置。测点的布置应具有代表性做到既突出重点又兼顾全局在满足检测要求的前提下以尽可能少的测点获得所需的检测资料。布点时从浇筑高度看应包括底面、中间和表面三种情况从平面尺寸考虑则包括边缘和中间两种情况。本工程根据浇筑块的对称性和温度与应力分布的一般规律每一浇筑层测点要布置在每一浇筑块相互垂直的两个对称面上。测点竖向按基础底板厚度的-0.2 m、-0.4 m、-0.9 m、-1.2m、-1.35 m、-1.6 m、-1.9 m、-2.2 m布置平面按37.5 h左右布置一个共设89个测点。3 温控方
22、法和措施。浇筑混凝土期间每隔 2h测1 次温度。混凝土蓄热养护期间每隔 4 h测1 次温度。测温时同时测量环境温度。温度裂缝控制采用外蓄内降的方法外蓄为两层塑料薄膜夹100 mm草帘覆盖蓄热保温内降为在 1.8 m厚的筏板中部设一层在 2.4 m 厚的筏板中设二层塑料管用循环水降温。降温利用地下水水温 14左右进行循环控制循环水速度调节混凝土温度。控制混凝土中心温度与表面温度之差 8的混凝土不许浇筑。混凝土初凝时间为 350 min施工人员可据此安排施工及混凝土养护。26 测温结果分析 1 1.8m厚及2.4m厚c45p12底板混凝土中心4 d 最高温度达到35.5 21 d 后温度冷却至17.6混凝土温度表面 4 d最高温度为35.6基础25的控制范围。2筏板混凝土分段逐日平均降温 段日平均降温0.84 段日平均降温0.93 段日平均降温0.79 整块筏板日平均降温0.86 3 c45p12底板混凝土的最大温度应力为 0.884 nmm2抗裂安全度k2.04小于 1.15满足抗裂要求因此混凝土在施工中不会产生温度裂缝。3 结语 总之针对高层建筑施工中的难题如温度应力控制、水平施工缝和竖向后浇带的处理、混凝土输送过程中离析和坍落度的控制等采用冷却水管的方法解决了复杂的大体积混凝土的温控问题有效地降低了成本提高了效率。注文章内所有公式及图表请以 pdf形式查看