1.大體積砼溫度和溫度應力計算

 

    1.1砼內(nèi)部最高溫升值

 

    該溫度為基礎底板砼內(nèi)部中心點的溫升高峰值，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，并且開始逐步降溫，

大體積砼施工裂縫控制對策研究

。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)外溫差不會超過規(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現(xiàn)。

 

    1.2溫度應力計算

 

    在砼澆筑后水化熱值達到最大時，計算此時由溫差和收縮差引起的溫度應力。采用425號硅酸鹽水泥拌制的砼，在養(yǎng)護溫度20℃左右，齡期18d的強度可達到設計強度的85%左右，摻加了JM-3防水劑后，齡期18d的強度可達到設計強度的95%以上。C40砼的抗拉強度設計值為1.71MPa/m㎡，設計強度的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，強度為37%～50%，相當C20強度。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=0.98<1.1（N/m㎡）符合要求。如溫差△T控制在25℃以上如30℃時，H（t）=0.35σ1=1.0×10-5×2.246×104×30/2×S（t）=1.18N/m㎡>1.1Ν/m㎡（承臺則會開裂）。

 

    2.大體積砼冬季施工準備工作

 

    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。當表面拉力超過早期砼抗拉強度時就會產(chǎn)生溫度裂縫，通過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

 

    通過分析比較及過去在其他工程上的使用經(jīng)驗，四季仁恒項目采用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，同時還具有防水、降低水化熱峰值、對砼收縮有補償功能，可提高砼的抗裂性。

 

    2.2現(xiàn)場準備工作

 

    2.2.1基礎承臺鋼筋及柱、墻插筋應分段盡快施工完畢，并進行隱蔽工程驗收。

 

    2.2.2將基礎底板上表面標高抄測在柱、墻鋼筋上，并作明顯標記，供澆筑砼時采用。

 

    2.2.3澆筑砼時預埋的測溫管及保溫所需的塑料薄膜、草袋應提前準備好。

 

    2.2.4管理人員、施工人員、后勤人員、測溫人員、保溫人員等晝夜排班，堅守崗位，各負其責，保證砼連續(xù)澆筑的順利進行。

 

    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，需采用一臺汽車泵與3臺固定泵。

 

    3.1.2砼澆筑時應采用“分區(qū)定點、一個坡度、循序推進、一次到頂”的澆筑工藝，劃定澆筑區(qū)域，每臺泵車負責本區(qū)域的砼澆筑，澆筑時先在一個部位進行，直至達到設計標高，砼形成扇形向前流動，然后在其坡面上繼續(xù)澆筑，循序推進。這種澆筑方法能較好地適應泵送工藝，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規(guī)定的時間，同時可解決頻繁移動泵車的問題，也便于澆筑完的部位進行覆蓋保溫。

 

    3.1.3砼澆筑應連續(xù)進行，間歇時間不得超過3.5h，過時仍不能繼續(xù)澆筑時，需采取應急措施，即在已澆筑的砼面上插&12短鋼筋，長度1m，間距500mm，呈梅花狀布置，同時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，

備考資料

《大體積砼施工裂縫控制對策研究》(http://salifelink.com)。

 

    3.1.4由于砼坍落度比較大，會在表層鋼筋下部產(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措施。

 

    3.2砼測溫

 

    3.2.1基礎底板砼澆筑時應設專人配合預埋測溫，測溫熱電偶分別埋置在不同的部位。

 

    3.2.2測溫工作應連續(xù)進行，每4h測一次，持續(xù)測溫18d及砼強度達到設計強度的要求，并經(jīng)技術部門同意后方可停止測溫。

 

    3.2.3測溫時發(fā)現(xiàn)砼內(nèi)部最高溫度與表面溫度之差達到25℃或溫度異常時，應及時采取應對措施。

 

    3.3砼養(yǎng)護

 

    3.3.1砼澆筑及二次抹面壓實后應立即覆蓋保溫，經(jīng)計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，蓋上塑料薄膜后進行保濕養(yǎng)護，防止砼表面因脫水而產(chǎn)生干縮裂縫，同時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，要特別注意蓋嚴，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）應對砼進行蓄熱保溫，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力），使砼內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)。為達到此目的要及時對砼溫度進行測量，隨時測量內(nèi)外溫差，以調(diào)整覆蓋保溫材料厚度，當內(nèi)外溫差小于25℃時，可逐步撤除保溫層。

 

    3.4.1覆蓋保溫材料厚度計算

 

    d=0.5Hλ1（Ta-Tb）K/λ2（Tmax-Ta）

 

    d—保溫層厚度；H—砼承臺厚度（m）

 

    λ1—保溫材料導熱系數(shù)（W/HK），草袋取0.055

 

    λ2—砼導熱系數(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）

 

    所以應采用四層塑料薄膜和四層草袋覆蓋養(yǎng)護。

 

    3.4.2蓄熱保溫時間計算

 

    按砼最高溫度69℃計算，砼澆筑后半個月內(nèi)以日平均溫度5℃計算，拆除保溫層時間以砼承臺中心溫度與外界溫差小于25℃為標準，則承臺中心最高溫度應降到25+5=30℃以內(nèi)。最高溫度降溫數(shù)為69-30=39℃，按日平均降溫1.5℃計算，則需要39/1.5=26d，故保溫時間不得少于26d，具體應以實測溫度計算溫差決定。

 

    鑒于本工程為150m超高層結構，承臺體積大，僅基礎大體積砼的工程造價約為700萬元左右，又值冬季施工，建設、設計、監(jiān)理、施工等單位對溫控方案十分重視，經(jīng)過技術可行性方案比較，最后決定選用覆蓋蓄熱保溫法，基本上達到溫控目標。

 

 

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