京滬高鐵大體積混凝土墩身施工質(zhì)量控制

1、京滬高鐵大體積墩身混凝土施工質(zhì)量控制馬玉龍（中國交通建設(shè)集團第四航務(wù)工程局，上海）摘要：介紹京滬高速鐵路高性能混凝土在大體積墩身施工中遇到的問題及解決方法；大體積混凝土裂縫預(yù)防和控制。1 工程概況京滬高速鐵路JHTJ-6標(biāo)段七工區(qū)，線路起點DK1277+301.52，終點DK1284+982.06，全長7.68km，是蘊藻浜特大橋的一部分，工程地點位于上海市嘉定區(qū)安亭鎮(zhèn)火炬村。京滬高速鐵路6標(biāo)段七工區(qū)所在位置屬北亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明。氣候溫和濕潤，春秋較短，冬夏較長，年平均氣溫16左右，7、8月份氣溫最高，最高氣溫38，月平均約28。墩身截面面積最小為3×2.2m，最大為19.2

2、×3.55m；墩身高度最小1m,最高15m。2 施工方法概述墩身混凝土采用筑模法施工，汽車泵泵送入模，人工振搗棒振搗。養(yǎng)護劑養(yǎng)生。3 施工過程中的主要問題大體積墩身混凝土主要的問題有：麻面、蜂窩、露筋、裂縫等等；本文主要對混凝土裂縫控制進行討論。4 大體積墩身混凝土裂縫的產(chǎn)生原因分析大體積墩身混凝土裂紋產(chǎn)生的主要原因有兩個：一個是混凝土內(nèi)外溫差過大；另一個是基礎(chǔ)沉降不均勻。1)、溫度裂縫產(chǎn)生的主要原因：一是由于溫差較大引起的，砼結(jié)構(gòu)在硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，使砼表面和內(nèi)部溫差較大，砼內(nèi)部膨脹高于外部，此時砼表面將受到很大的拉應(yīng)力，而砼的早期抗拉強度很低，因而出現(xiàn)

3、裂縫。這種溫差一般僅在表面處較大，離開表面就很快減弱，因此裂縫只在接近表面的范圍內(nèi)發(fā)生，表面層以下結(jié)構(gòu)仍保持完整。二是由結(jié)構(gòu)溫差較大，受到外界的約束引起的，當(dāng)大體積砼澆筑在約束地基（例如樁基）上時，又沒有采取特殊措施降低，放松或取消約束，或根本無法消除約束，易發(fā)生深進，直至貫穿的溫度裂縫。 2)、溫度裂縫形成的過程：一般（人為）分為二個時期：一是初期裂縫-就是在砼澆筑的升溫期，由于水化熱使砼澆筑后2-3天溫度急劇上升，內(nèi)熱外冷引起“約束力”，超過砼抗拉強度引起裂縫。二是中期裂縫-就是水化熱降溫期，當(dāng)水化熱溫升到達(dá)峰值后逐漸下降，水化熱散盡時結(jié)構(gòu)物的溫度接近環(huán)境溫度，此間結(jié)構(gòu)物溫度引起

4、“外約束力”，超過砼抗拉強度引起裂縫。3)、溫度控制：溫度裂縫的產(chǎn)生一般是不可避免的，重要的是如何把其控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，要進行有效的控制，就必須進行科學(xué)預(yù)測，以保證控制的準(zhǔn)確性。對溫度應(yīng)力的控制現(xiàn)場一般是進行溫控。在澆筑砼時，采用溫度傳感片和測溫儀，從澆筑開始測溫（包括入模溫度，環(huán)境溫度），并及時抹壓（特別是初凝前）和保溫保濕養(yǎng)護。澆筑完后根據(jù)溫控指標(biāo)，及時調(diào)整保溫保濕養(yǎng)護條件。溫度影響系數(shù)受多種因素影響，其中溫度、濕度、散熱界面（土、空氣等），初凝時間、風(fēng)速、溫差等影響較大，特別是風(fēng)速和溫差較大時，溫度影響系數(shù)大大降低，最高溫升將降低，這與我們的實測結(jié)果是相吻合的。但為防止降溫過快，

5、形成大的溫度梯度，夏季選用蓄水養(yǎng)護,秋冬季加蓋草袋、海綿；如果工地氣候風(fēng)大、干燥特征拆模后及時采取防風(fēng)，保溫措施，并及時回填土，結(jié)果證明這些方法對溫度影響系數(shù)的改變是非常有用的，事實表明控制也是非常成功的。4)、沉縮裂縫 當(dāng)然砼沉縮裂縫在大體積砼（特別是泵送大流態(tài)砼）施工中也是非常多的。主要原因是振搗不密實，沉實不足，或者骨料下沉，表層浮漿過多，砼澆筑后，沒有及時抹壓實（特別是初凝前的二次拌壓），且表面覆蓋不及時，受風(fēng)吹日曬，表面水份散失快，產(chǎn)生干縮，砼早期強度又低，不能抵抗這種變形而導(dǎo)致開裂。在施工中采用緩凝型泵送劑，延緩砼的凝結(jié)硬化速度，充分利用外加劑（特別是緩凝劑）的特性，適時

6、增加抹加次數(shù)，消除表面裂縫（特別是沉縮裂縫和初期溫度裂縫），特別是初凝前的抹壓，這對消除表有效的。為了保證混凝土施工的外觀質(zhì)量,我工區(qū)從以下幾點進行控制:3.1原材料控制3.1.1對攪拌站、砂、碎石料現(xiàn)場設(shè)置蓋棚，防止日曬，以降低其溫度。3.2施工工藝控制3.2.1控制混凝土的發(fā)料速度，減少混凝土澆筑等待時間。3.2.2承臺墩身澆筑時間宜選擇在早晨6點以前和下午18:00以后,以保證混凝土的入模溫度不高于30。3.3.3高墩施工時,使用混凝土串筒,控制混凝土的自由下落高度小于2米。3.2.4施工時嚴(yán)格控制混凝土的分層厚度,不超過50。3.2.5混凝土施工過程中產(chǎn)生的泌水要及時用海綿吸走。3.2

7、.6混凝土下料前,在攪拌車內(nèi)快速攪拌12分鐘,使混凝土攪拌更均勻。3.2.7安裝模板前,對模板進行仔細(xì)打磨刨光,然后在模板上分兩次刷脫模劑,以達(dá)到更好的外觀效果。3.2.8選擇經(jīng)驗豐富的振搗工按照振搗方案進行振搗。3.2.9在結(jié)構(gòu)內(nèi)埋設(shè)測溫點和降溫設(shè)施。混凝土熱工計算大體積混凝土施工前需進行熱工計算,確定降溫和保溫措施。熱工計算主要根據(jù)水泥和礦物叅和料的水化熱,混凝土的容重和比熱計算混凝土在絕熱情況下的混凝土最高中心溫度t。t=式中: t-最高中心溫度,；Mce-單位體積水泥用量,/m3；Qce-單位質(zhì)量水泥累計放熱總量,kj/；Mae-單位體積礦物參和料用料, /m3；Qae-單位質(zhì)量礦物摻

8、和料累計放熱總量,kj/；c-混凝土容重,/ m3；Cc-混凝土比熱, kj/·；t入-混凝土灌注溫度, 。墩身熱工計算t=。3.2.10澆筑完成后及時進行覆蓋養(yǎng)護。四、混凝土表觀質(zhì)量控制主要施工方案和技術(shù)措施4.1原材料及配合比控制4.1.1選擇合適水泥并嚴(yán)格控制水泥用量 我工 區(qū)采用海螺牌普通硅酸鹽水泥P.O42.5以減少水泥用量。選用低熱水泥，減少化熱，降低混凝土的溫升值。在滿足設(shè)計和混凝土可泵性的前提下，將水泥用量控制在190kgm3，以降低砼最高溫升，降低砼所受的拉應(yīng)力。從而防止混凝土外觀出現(xiàn)裂紋。4.1.2嚴(yán)格控制骨料級配和含泥量 選用5-25mm連續(xù)級配碎石，細(xì)度模數(shù)2

9、.4-3.0的贛江中砂(區(qū)砂、砂率控制在40-45)。砂、石含泥量控制在1.0以內(nèi)，其它指標(biāo)符合客運專線高性能混凝土?xí)盒屑夹g(shù)條件。4.2選擇適應(yīng)的外加劑4.2.1根據(jù)設(shè)計要求及指導(dǎo)性配合比方案，選用聚羧酸高效減水劑，該類減水劑減水率較高（20-25%）、坍落度損失小、適量引氣（混凝土含氣量控制在2%-4%）、初凝時間延長到14h左右/終凝時間延長到16h左右。4.3、選擇優(yōu)化配合比4.4.1選用級配良好的粗細(xì)骨料、適量摻加優(yōu)質(zhì)磨細(xì)粉煤灰（C50以下混凝土級或C50及以上混凝土級）、S95級礦渣粉礦物摻合料， C30及以下混凝土的膠凝材料總量不宜高于400 kgm3，C35-C40混凝土的膠凝材

10、料總量不宜高于450 kgm3，C50級以上混凝土的膠凝材料總量不宜高于500 kgm3，控制好水灰比，降低水泥用量，減少水化熱，以降低砼溫升，從而可以降低砼所受的拉應(yīng)力。從而控制混凝土表面裂紋。4.4.2采用混凝土運輸攪拌車運輸混凝土，并采取防曬措施（保溫層包裹），盡量縮短運輸時間。運輸混凝土過程中慢速攪拌混凝土，嚴(yán)禁在運輸過程加水?dāng)嚢琛?.4.3夜晚和早晨溫度比較底,因此承臺墩身澆筑時間選擇在早晨6點以前和下午18:00以后,以保證混凝土的入模溫度不高于30。4.5高墩施工時,必須使用混凝土下料串筒,減小混凝土垂直下落高度,控制在2米以內(nèi),防止混凝土因下落高度太高造成混凝土離析,從而造成混

11、凝土外觀質(zhì)量事故。4.6混凝土下料時,控制分層厚度在3050,保證混凝土散熱及振搗質(zhì)量。4.7由于本工區(qū)結(jié)構(gòu)混凝土都采用汽車泵送入模,混凝土塌落度要求較高,特別是高墩施工時,由于混凝土泵送壓力導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)壓力泌水；因此在施工過程中,必須將產(chǎn)生的泌水及時用海綿及時吸走,防止因泌水導(dǎo)致混凝土外觀出現(xiàn)砂斑砂線。4.8由于混凝土在攪拌車運輸過程中攪拌速度較慢,因此在混凝土下料前必須在攪拌車內(nèi)加速攪拌12分鐘,以保證混凝土的質(zhì)量。4.9安裝模板前,對模板進行兩次刷脫模劑,第一次刷完后等待一段時間,然后再刷一次,這樣可保證混凝土拆模后外觀光亮,模板不粘灰。4.10選擇經(jīng)驗豐富的振搗工進行振搗。根據(jù)泵送大

12、體積混凝土的特點，采用“分段定點，一個坡度，薄層澆筑，循序推進，一次到頂”的方法。這種自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能較好地適應(yīng)泵送工藝，簡化混凝土的泌水處理，保證上下層混凝土澆筑間隔不超過初凝時間。根據(jù)混凝土泵送時自然形成一個坡度的實際情況，在每個澆筑帶的前后布置兩道振動器，第一道布置在混凝土出料口，主要解決上部混凝土的振實；由于底層鋼筋間距較密，第二道布置在混凝土坡腳處，以確保下部混凝土密實。隨著澆筑的推進，振動器也相應(yīng)跟上，砼要分層澆筑振搗，分層厚度為3050cm，振搗上層砼時要插入下層砼510cm，砼振搗要求快插慢拔，盡量避免碰撞鋼筋模板。當(dāng)砼停止下沉，無顯著氣泡上升，表面平整一致，顯

13、現(xiàn)薄層水泥漿方可停止振搗以確保整個高度上混凝土的質(zhì)量。由于大體積泵送混凝土表面水泥漿較厚，故澆筑結(jié)束后須在初凝前用木抹子抹碾壓數(shù)遍，打磨壓實，以閉合混凝土的收水裂縫。五、混凝土養(yǎng)護5.1混凝土振搗完成后，應(yīng)及時對混凝土暴露面進行緊密覆蓋（采用土工布、塑料布等進行覆蓋），盡量減少暴露時間，防止表面水分蒸發(fā)?；炷翈ｐB(yǎng)護期間，應(yīng)采取澆水、噴淋灑水等措施進行保濕、潮濕養(yǎng)護。混凝土拆模后，對暴露面迅速用土工布和塑料布覆蓋完好，彼此搭接完整，搭接寬度10,覆蓋不完全的地方采取人工灑水養(yǎng)護,塑料布內(nèi)表面應(yīng)具有凝結(jié)水珠。在任意養(yǎng)護時間，淋注于混凝土表面的養(yǎng)護水溫度低于混凝土表面溫度時，二者間溫差不得大于1

14、5。不同混凝土濕養(yǎng)護的最低期限：混凝土類型水膠比大氣潮濕(RH50%)，無風(fēng)，無陽光直射大氣干燥(RH<50%)，有風(fēng)，或陽光直射日平均氣溫T（）濕養(yǎng)護期限（d）日平均氣溫T（）濕養(yǎng)護期限（d）膠凝材料中摻有礦物摻和料0.455T1010T2020T141075T1010T2020T211410膠凝材料中摻有礦物摻和料0.455T1010T2020T2114105T1010T2020T282114六、混凝土質(zhì)量通病及預(yù)防措施6.1麻面現(xiàn)象:砼表面局部缺漿粗糙，或有許多小凹坑，但無鋼筋和石子外露。預(yù)防措施：模板面清理干凈，不得粘有干硬水泥砂漿等雜物。木模板灌注砼前，應(yīng)用清水充分濕潤，清洗干

15、凈，不留積水，使模板縫隙拼接嚴(yán)密，如有縫隙，應(yīng)填嚴(yán)，防止漏漿。鋼模板涂脫模劑要涂刷均勻，不得漏刷。砼按操作規(guī)程分層均勻振搗密實，嚴(yán)防漏搗，每層砼均勻振搗至氣泡排除為止。處理方法：麻面主要影響砼外觀，對于面積較大的部位應(yīng)修補。即將麻面部位用清水刷洗，充分濕潤后用12水泥砂漿抹刷。6.2蜂窩現(xiàn)象：砼局部酥松，砂漿少石子多，石子之間出現(xiàn)空隙，形成蜂窩狀的孔洞。預(yù)防措施：砼配料時嚴(yán)格控制配合比，經(jīng)常檢查，保證材料計量準(zhǔn)確。砼應(yīng)攪拌均勻，顏色一致，其延續(xù)攪拌最短時間應(yīng)符合規(guī)定。砼自由傾落高度一般不得超過2m。如超過，要采取串筒、溜槽等措施下料。砼的振搗應(yīng)分層搗固。灌注層的厚度不得超過振動器作用部分長度的

16、1.25倍。搗實砼攪拌物時，插入式振搗器移動間距不應(yīng)大于其作用半徑的1.5倍；對輕骨料砼攪拌物，則不應(yīng)大于其作用半徑的1倍。振搗器至模板的距離不應(yīng)大于振搗器有效作用半徑的1/2。為保證上下層砼結(jié)合良好，振搗棒應(yīng)插入下層砼5cm。砼振搗時，掌握好每點的振搗時間。振搗至砼不再顯著下沉、不再出現(xiàn)氣泡為止。灌注砼時，應(yīng)經(jīng)常觀察模板、支架、堵縫等情況。發(fā)現(xiàn)有模板走動，應(yīng)立即停止灌注，并應(yīng)在砼初凝前修整完好。處理方法：砼有小蜂窩，可先用水沖洗干凈，然后用12或12.5水泥砂漿修補，如果是大蜂窩，則先將松動的石子和突出顆粒剔除，盡量形成喇叭口，外口大些，然后用清水沖洗干凈濕透，再用高一級的細(xì)石砼搗實，加強養(yǎng)

17、護。6.3孔洞現(xiàn)象：砼結(jié)構(gòu)內(nèi)有空隙，局部沒有砼。預(yù)防措施：在鋼筋密集處，可采用細(xì)石砼灌注，使砼充滿模板，并認(rèn)真振搗密實。機械振搗有困難時，可采用人工搗固配合。預(yù)留孔洞處應(yīng)在兩側(cè)同時下料。下部往往灌注不滿，振搗不實，應(yīng)采取在側(cè)面開口灌注的措施，振搗密實后再封好模板，然后往上灌注，防止出現(xiàn)孔洞。采用正確的振搗方法，嚴(yán)防漏振：插入式振搗器應(yīng)采用垂直振搗方法，即：振搗棒與砼表面垂直或斜向振搗，斜向振搗時振搗棒與砼表面成一定角度，約40°45°。振搗器插點應(yīng)均勻排列，可采用行列式或交錯式順序移動，不應(yīng)混用，以免漏振。每次移動距離不應(yīng)大于振搗棒作用半徑的1.5倍。振搗器操作時應(yīng)快插慢拔

18、。控制好下料。要保證砼灌注時不產(chǎn)生離析，砼自由傾落高度應(yīng)不超過2m，大于2m時要用溜槽、串筒等下料。防止砂、石中混有粘土塊或冰塊等雜物；基礎(chǔ)承臺等采用土模施工時，要注意防止土塊掉入砼中；發(fā)現(xiàn)砼中有雜物，及時清除干凈。加強施工技術(shù)管理和質(zhì)量檢查工作。6.4露筋現(xiàn)象：鋼筋砼結(jié)構(gòu)內(nèi)的主筋、副筋或箍筋等露在砼表面。預(yù)防措施：灌注砼前，檢查鋼筋位置和保護層厚度是否準(zhǔn)確。固定好墊塊，保證砼保護層的厚度。一般每隔1米左右在鋼筋上綁一個水泥砂漿墊塊。鋼筋密集時，選配適當(dāng)?shù)氖印Ｊ拥念w粒尺寸不超過結(jié)構(gòu)截面最小尺寸的1/4，同時不得大于鋼筋凈距的3/4。結(jié)構(gòu)尺寸較小，鋼筋較密時，用細(xì)石砼灌注。禁止振搗棒撞擊鋼筋

19、，以避免鋼筋移位。砼順落高度超過2米時，用串筒或溜槽進行下料。拆模時間根據(jù)試塊試驗結(jié)果確定，防止過早拆模。處理辦法：將外露鋼筋的砼殘渣和鐵銹清理干凈，用水沖洗濕潤，再用12或12.5水泥砂漿抹平。6.5缺棱掉角現(xiàn)象：砼局部掉落，不規(guī)則，棱角有缺陷。預(yù)防措施：模板在灌注砼前充分濕潤，砼灌注后認(rèn)真養(yǎng)護。拆除鋼筋砼承重模型時，砼具有足夠的強度，避免砼表面及棱角受到損壞。拆模時，不能用力過猛，注意保護棱角，吊運時，避免撞擊棱角。加強成品保護。冬季砼灌注后，做好覆蓋保溫工作。處理辦法：缺棱掉角較小時，清水沖洗，鋼絲刷刷凈，水泥砂漿補平。6.6施工縫、夾層現(xiàn)象：施工縫處砼結(jié)合不好，有縫隙或夾有雜物，造成結(jié)

20、構(gòu)整體性不良。預(yù)防措施：在施工縫處繼續(xù)灌注砼時，如間歇時間過長，則按施工縫處理。在已經(jīng)硬化的砼表面上繼續(xù)灌注前，除掉表面水泥薄膜和松動石子或軟弱砼層，并充分濕潤和沖洗干凈。在砼灌注前，施工縫先抹一層水泥漿或與其相同的砂漿。在模型上沿施工縫位置通條開口，利于清理雜物和沖洗。處理辦法：當(dāng)表面縫隙較細(xì)時，用清水沖洗干凈裂縫，充分濕潤后抹水泥漿。慎重對待夾層的處理，補強前，先搭設(shè)臨時支撐加固，然后剔鑿，將夾層中的雜物和松軟砼清除，沖凈，用提高一級強度等級的細(xì)石砼灌注，搗實并認(rèn)真養(yǎng)護。二、質(zhì)量要求1、混凝土強度等級必須達(dá)到設(shè)計要求。2、混凝土裂紋控制在允許范圍之內(nèi)。三、混凝土裂紋控制1)、溫度裂縫產(chǎn)生的

21、主要原因：一是由于溫差較大引起的，砼結(jié)構(gòu)在硬化期間水泥放出大量水化熱，內(nèi)部溫度不斷上升，使砼表面和內(nèi)部溫差較大，砼內(nèi)部膨脹高于外部，此時砼表面將受到很大的拉應(yīng)力，而砼的早期抗拉強度很低，因而出現(xiàn)裂縫。這種溫差一般僅在表面處較大，離開表面就很快減弱，因此裂縫只在接近表面的范圍內(nèi)發(fā)生，表面層以下結(jié)構(gòu)仍保持完整。二是由結(jié)構(gòu)溫差較大，受到外界的約束引起的，當(dāng)大體積砼澆筑在約束地基（例如樁基）上時，又沒有采取特殊措施降低，放松或取消約束，或根本無法消除約束，易發(fā)生深進，直至貫穿的溫度裂縫。 2)、溫度裂縫形成的過程：一般（人為）分為二個時期：一是初期裂縫-就是在砼澆筑的升溫期，由于水化熱使砼澆

22、筑后2-3天溫度急劇上升，內(nèi)熱外冷引起“約束力”，超過砼抗拉強度引起裂縫。二是中期裂縫-就是水化熱降溫期，當(dāng)水化熱溫升到達(dá)峰值后逐漸下降，水化熱散盡時結(jié)構(gòu)物的溫度接近環(huán)境溫度，此間結(jié)構(gòu)物溫度引起“外約束力”，超過砼抗拉強度引起裂縫。3)、溫度控制：溫度裂縫的產(chǎn)生一般是不可避免的，重要的是如何把其控制在規(guī)范允許的范圍之內(nèi)，要進行有效的控制，就必須進行科學(xué)預(yù)測，以保證控制的準(zhǔn)確性。對溫度應(yīng)力的控制現(xiàn)場一般是進行溫控。在澆筑砼時，采用溫度傳感片和測溫儀，從澆筑開始測溫（包括入模溫度，環(huán)境溫度），并及時抹壓（特別是初凝前）和保溫保濕養(yǎng)護。澆筑完后根據(jù)溫控指標(biāo)，及時調(diào)整保溫保濕養(yǎng)護條件。溫度影響系數(shù)受多

23、種因素影響，其中溫度、濕度、散熱界面（土、空氣等），初凝時間、風(fēng)速、溫差等影響較大，特別是風(fēng)速和溫差較大時，溫度影響系數(shù)大大降低，最高溫升將降低，這與我們的實測結(jié)果是相吻合的。但為防止降溫過快，形成大的溫度梯度，夏季選用蓄水養(yǎng)護,秋冬季加蓋草袋、海綿；如果工地氣候風(fēng)大、干燥特征拆模后及時采取防風(fēng)，保溫措施，并及時回填土，結(jié)果證明這些方法對溫度影響系數(shù)的改變是非常有用的，事實表明控制也是非常成功的。4)、沉縮裂縫 當(dāng)然砼沉縮裂縫在大體積砼（特別是泵送大流態(tài)砼）施工中也是非常多的。主要原因是振搗不密實，沉實不足，或者骨料下沉，表層浮漿過多，砼澆筑后，沒有及時抹壓實（特別是初凝前的二次拌壓

24、），且表面覆蓋不及時，受風(fēng)吹日曬，表面水份散失快，產(chǎn)生干縮，砼早期強度又低，不能抵抗這種變形而導(dǎo)致開裂。在施工中采用緩凝型泵送劑，延緩砼的凝結(jié)硬化速度，充分利用外加劑（特別是緩凝劑）的特性，適時增加抹加次數(shù)，消除表面裂縫（特別是沉縮裂縫和初期溫度裂縫），特別是初凝前的抹壓，這對消除表有效的。四、 保證大體積混凝土質(zhì)量的措施 1選擇合適水泥和嚴(yán)格控制水泥用量 采用425R普通水泥等高標(biāo)號水泥，以減少水泥用量。選用低熱水泥，減少水化熱，降低混凝土的溫升值。并盡量選用后期強度（90或120天），降低水泥量，并延緩峰值。在滿足設(shè)計和混凝土可泵性的前提下，將425R水泥用量控制在200kgm3，以降低砼

25、最高溫升，降低砼所受的拉應(yīng)力。2. 嚴(yán)格控制骨料級配和合泥量 選用525mm連續(xù)級配碎石，細(xì)度模數(shù)2.60-3.00的中砂(通過0315n凹篩孔的砂不少于10，砂率控制在40-45)。砂、石含泥量控制在0.5以內(nèi)，并不得混有有機質(zhì)等雜物，杜絕使用海砂。3.選擇適當(dāng)外加劑可根據(jù)設(shè)計要求，混凝土中摻加一定用量外加劑，如防水劑、膨脹劑、減水劑、緩凝劑等外加劑。外加劑中糖鈣能提高混凝土的和易性，使用水量減少20左右，水灰比可控制在0.55以下，初凝延長到14h左右。4. 選擇優(yōu)化配合比選用良好級配的骨料，嚴(yán)格控制砂石質(zhì)量，降低水灰比，并在砼中摻加粉煤灰和外加劑等，以降低水泥用量，減少水化熱，以降低砼溫

26、升，從而可以降低砼所受的拉應(yīng)力。5.采用切實可行的施工工藝 根據(jù)泵送大體積混凝土的特點，采用“分段定點，一個坡度，薄層澆筑，循序推進，一次到頂”的方法。這種自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能較好地適應(yīng)泵送工藝，避免混凝土輸送管道經(jīng)常拆除、沖洗和接長，從而提高泵送效率，簡化混凝土的泌水處理，保證上下層混凝土澆筑間隔不超過初凝時間。根據(jù)混凝土泵送時自然形成一個坡度的實際情況，在每個澆筑帶的前后布置兩道振動器，第一道布置在混凝土出料口，主要解決上部混凝土的振實；由于底層鋼筋間距較密，第二道布置在混凝土坡腳處，以確保下部混凝土密實。隨著澆筑的推進，振動器也相應(yīng)跟上，以確保整個高度上混凝土的質(zhì)量。由于大體

27、積泵送混凝土表面水泥漿較厚，故澆筑結(jié)束后須在初凝前用鐵滾筒碾壓數(shù)遍，打磨壓實，以閉合混凝土的收水裂縫。6.嚴(yán)格控制混凝土入模溫度 大體積砼最好選在春秋季施工，以降低入模溫度，既是在夏季施工最好采取有效措施降低入模溫度，再者澆筑砼時最好不要讓砼在太陽下直接爆曬。施工過程中應(yīng)對碎石灑水降溫，保證水泥庫通風(fēng)良好，自來水預(yù)可先放入地下蓄水池中降溫。7改進施工技術(shù)施工時加強插筋位置的振搗、抹壓、養(yǎng)護。由于鋼筋是熱的良導(dǎo)體，易產(chǎn)生大的溫度梯度，這是裂縫產(chǎn)生的一個主要環(huán)節(jié)。同時加強初凝前的抹壓，以消除初期裂縫，并加強早期養(yǎng)護，提高砼抗拉強度。8加強砼澆筑后的養(yǎng)護砼澆筑后，應(yīng)盡快回填土-土是砼最好的養(yǎng)護材料之

28、一。目前這是砼保溫保濕養(yǎng)護的最有效方法，對預(yù)防裂縫是非常有益的。如采用蓄水法保溫養(yǎng)護，在混凝土施工期間可通入冷卻循環(huán)水，以便加快承臺內(nèi)部熱量的散發(fā)。如采用內(nèi)散外蓄綜合養(yǎng)護措施，可有效降低混凝土的溫升值，且可大大縮短養(yǎng)護周期，對于超厚大體積混凝土施工尤其適用。9.加強技術(shù)管理 加強原材料的檢驗、試驗工作。施工中嚴(yán)格按照方案及交底的要求指導(dǎo)施工，明確分工，責(zé)任到人。加強計量監(jiān)測工作，定時檢查并做好詳細(xì)記錄，認(rèn)真對待澆筑過程中可能出現(xiàn)的冷縫，并采取措施加以杜絕。在變截面施工前，一定要加強預(yù)測，并保證預(yù)測的科學(xué)性。同時在實施過程中，要切實落實施工方案。10. 加強混凝土的測溫工作 為及時掌握混凝土內(nèi)部

29、溫升與表面溫度的變化值，在承臺內(nèi)埋沒若干個測溫點，采用L形布置，每個測溫點埋設(shè)測溫線2根01根管底埋置于承臺混凝土的中心位置，測量混凝土中心的最高溫升，另一根管底距承臺上表面100 mm，測量混凝土的表面溫度，測溫線均露出混凝土表面100。第l - 5d每2h測溫1次，第6d后每4h測溫1次，測至溫度穩(wěn)定為止。從已有施工經(jīng)驗的測溫情況看，混凝土內(nèi)部溫升的高峰值一般在3d內(nèi)產(chǎn)生，3d內(nèi)溫度可上升到或接近最大溫升，內(nèi)外溫差值在20左右，控制在規(guī)范規(guī)定范圍內(nèi)，未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。11.其它參考意見大體積混凝土采用泵送工藝，泵送過程中，常會發(fā)生輸送管堵塞故障，故提高混凝土的可泵性十分重要。須合理選擇泵送壓

30、力，泵管直徑，輸送管線布置應(yīng)合理。泵管上須遮蓋濕麻袋，并經(jīng)常淋水散熱?；炷现械纳笆辛己玫募壟?，碎石最大粒徑與輸送管徑之比宜名1：3，砂率宜在40。45間，水灰比宜在05-055間，坍落度宜在15-18cm間。及時與氣象臺取得聯(lián)系，掌握天氣情況。由于大體積混凝土承臺連續(xù)澆筑，故澆筑現(xiàn)場須設(shè)防雨棚，并在基坑四周，設(shè)置盲溝和集水井。四、夏（熱）期施工1、降低骨料和水的溫度措施（1）對砂、石的貯存?zhèn)}、料堆等進行遮陽防曬處理，以降低原材料進入攪拌機的溫度。（2）水泥進入攪拌機的溫度不宜大于30。（3）混凝土配合比設(shè)計考慮坍落度損失?；炷林袚接玫V物摻和料，減少水泥用量，以控制混凝土水化熱。（4）攪

31、拌站料斗、儲水器、皮帶運輸機、攪拌樓均采取遮陽措施。2、混凝土拌和、運輸和卸料過程中的措施（1）選擇水化熱較低、質(zhì)量穩(wěn)定、各項理化指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求的優(yōu)質(zhì)水泥，通過摻入減水劑和礦物摻和料減少水泥用量。（2）盡量縮短攪拌時間。經(jīng)常測定混凝土的坍落度，調(diào)整混凝土的配合比，以滿足施工所必須的坍落度要求。（3）采用混凝土運輸攪拌車運輸混凝土，并采取防曬措施（保溫層包裹），盡量縮短運輸時間。運輸混凝土過程中慢速攪拌混凝土，嚴(yán)禁在運輸過程加水?dāng)嚢?。?）盡可能在氣溫較低的晚上或夜間攪拌混凝土，以保證混凝土的入模溫度不高于30。（5）夏（熱）期澆筑混凝土前，作好充分準(zhǔn)備，備足施工設(shè)備，保證連續(xù)進行澆筑；混凝

32、土從攪拌機到入模的時間及澆筑時間要盡量縮短，并盡快開始養(yǎng)護。3、混凝土澆筑和抹面時的措施（1）加快混凝土的抹面速度，抹面時用噴霧器噴少量水防止表面裂紋，嚴(yán)禁直接往混凝土表面灑水。（2）夏季混凝土施工時振動設(shè)備易出故障，準(zhǔn)備備用振動器。（3）與混凝土接觸的各種工、機具、設(shè)備和材料等不得直接受陽光曝曬，在使用前進行適當(dāng)濕潤冷卻并加以遮蓋。（4）混凝土澆筑前通過對鋼模板外側(cè)灑水的措施，降低模板溫度，嚴(yán)禁向模板內(nèi)側(cè)灑水。（5）加快混凝土的抹面速度，在混凝土表面上仍有泌水時不得進行抹面。抹面時可用噴霧器噴少量水防止表面裂紋。（6）混凝土澆筑完初凝后用浸濕的土工布覆蓋，并經(jīng)常灑水，保持潮濕狀態(tài)。保濕養(yǎng)護期

33、間，采用鋼管腳手架罩遮陽和擋風(fēng)，以控制溫度和干熱風(fēng)的影響。不同混凝土濕養(yǎng)護的最低期限混凝土類型水膠比大氣潮濕(RH50%)，無風(fēng)，無陽光直射大氣干燥(RH<50%)，有風(fēng)，或陽光直射日平均氣溫T（）濕養(yǎng)護期限（d）日平均氣溫T（）濕養(yǎng)護期限（d）膠凝材料中摻有礦物摻和料0.455T1010T2020T141075T1010T2020T211410        一、大體積混凝土特性簡述：        對于大體積混凝土，目前國內(nèi)尚

34、無一個確切的定義。日本建筑學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)（JASS-5）規(guī)定：“結(jié)構(gòu)斷面最小厚度在80cm以上，同時水化熱引起混凝土內(nèi)部的最高溫度與外界氣溫之差預(yù)計超過25oC的混凝土，稱為大體積混凝土?！泵绹炷翆W(xué)會（ACI）規(guī)定：“任何就地澆筑的大體積混凝土，必須要求采取措施解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大限度減少開裂。”        大體積混凝土較普遍地用于基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，它們大多埋置地下，雖然受外界溫度變化影響較小，但要求抗?jié)B性能較高。因此，如何控制混凝土的內(nèi)外溫差和溫度變形而造成的裂縫，提高混凝土的抗?jié)B、抗裂和抗侵蝕性

35、能，是大體積混凝土施工中的一個關(guān)鍵問題。大體積混凝土產(chǎn)生裂縫的原因很多，如水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力和溫度變形、內(nèi)外約束條件的影響、外界氣溫變化的影響、混凝土的收縮變形等等，情況比較復(fù)雜，但溫度裂縫是主要因素之一。水泥在水化過程中產(chǎn)生大量的熱量，每克水泥放出的熱量約達(dá)502.42J/g（120cal/g），因而使混凝土內(nèi)部的溫度升高，一般在30oC左右，有時更高。它在13d內(nèi)放出的熱量是總熱量的一半。混凝土內(nèi)部的最高溫度多發(fā)生在澆筑后的35d內(nèi)，當(dāng)混凝土內(nèi)部與表面溫差過大時，就會產(chǎn)生溫度應(yīng)力和溫度變形。溫度應(yīng)力與溫差成正比，溫差越大，溫度應(yīng)力也越大。當(dāng)這種溫度應(yīng)力超過混凝土內(nèi)外的約束力時，就會產(chǎn)

36、生裂縫。而混凝土內(nèi)部的溫度與混凝土厚度及水泥用量有關(guān)，混凝土越厚，水泥用量越大，內(nèi)部溫度也就越高。溫度應(yīng)力也與混凝土結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)，在一定尺寸范圍內(nèi)，混凝土結(jié)構(gòu)尺寸越大，溫度應(yīng)力也越大，因而引起裂縫的可能性也越大。這就是大體積混凝土為什么容易產(chǎn)生裂縫的主要原因。因此，防止混凝土出現(xiàn)裂縫的關(guān)鍵就是控制混凝土內(nèi)部與表面的溫差。另外，大體積混凝土在施工階段，常受外界氣溫變化的影響?；炷羶?nèi)部溫度是由水泥水化熱的絕熱溫度、澆筑溫度和混凝土的散熱溫度三者的疊加，其中澆筑溫度與外界氣溫有直接關(guān)系。所謂澆筑溫度是指混凝土出罐后，經(jīng)運輸、振搗后的溫度，可以通過計算或?qū)崪y得出。一般而言，外界氣溫越高，混凝土的澆筑

37、溫度也越高，當(dāng)氣溫下降，特別是氣溫驟降，會大大增加外層混凝土與混凝土內(nèi)部的溫度梯度，因而會造成溫差和溫度應(yīng)力，使大體積混凝土出現(xiàn)裂縫。因此控制混凝土表面溫度與外界氣溫的溫差，也是防止裂縫的重要一環(huán)。        八十年代以來，我國許多大城市相繼建造了一批高層建筑和高聳構(gòu)筑物，這些建筑物的基礎(chǔ)都采用了大體積混凝土，通過這些工程的實踐，促進了大體積混凝土施工技術(shù)的發(fā)展，對大體積混凝土工程的研究也取得了不少成就，主要是：在設(shè)計上，為改善大體積混凝土的內(nèi)外約束條件以及結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)的補強，提出了行之有效的措施；在施工技術(shù)上

38、，從選料、配合比設(shè)計、施工方法、測溫養(yǎng)護采取一系列綜合性措施，并根據(jù)不同的施工季節(jié)采取不同的技術(shù)措施，有效地克服了大體積混凝土的裂縫；在施工組織管理上，為了解決大體積混凝土一次澆筑量大的問題，在精心組織、協(xié)調(diào)指揮下，采用了集中攪拌、罐車運輸、泵送混凝土等技術(shù)。        二、質(zhì)量目標(biāo)        1.混凝土強度等級、抗?jié)B等級必須達(dá)到設(shè)計要求。       

39、60;2.混凝土裂縫控制在允許范圍之內(nèi)。                三、大體積混凝土監(jiān)理工作重點工序：        1.大體積混凝土施工前的控制（預(yù)控）：        施工方案：        

40、;大體積混凝土的施工，首先由施工單位編制詳細(xì)的施工方案，應(yīng)以減少約束、便于散熱、控制內(nèi)外溫差、防止產(chǎn)生有害裂縫為原則，主要體現(xiàn)出以下六點內(nèi)容：根據(jù)減少約束的要求，確定分層分塊的尺寸及層間、塊間的結(jié)合措施；通過熱工計算，確定混凝土入模溫度以及對材料溫度調(diào)整的措施；確定混凝土攪拌、運輸和澆筑的方案；制定混凝土的保溫方案；明確對混凝土的測溫方案；制定保證工程質(zhì)量、安全施工和消防措施的相應(yīng)條款。監(jiān)理工程師應(yīng)仔細(xì)閱讀施工方案，通過對施工方案中的計算進行適當(dāng)?shù)尿炈?，提出意見和建議，施工單位在通過方案的審批后，方可進行下一步工作。      

41、60; 大體積混凝土設(shè)計常用的計算公式與數(shù)值如下：        水泥水化熱計算：        某一齡期水泥水化熱計算公式為        Qt=at·C3S+btC2S+ctC3A+dtC4AF        Qt：t天的水泥水化熱值（J/g）； 

42、;       at、bt、ct、dt：水泥中各水化熱物質(zhì)在t天內(nèi)的水化熱值（可從表1查出）；        C3S、C2S、C3A、C4AF：水泥熟料中產(chǎn)生水化熱的各種單礦物分子式，可以根據(jù)不同水泥品種的化學(xué)成分查出其組成量（即所占百分比）；        注：本公式計算出的水化熱為熟料的估算值，此值應(yīng)乘以不同品種水泥所含熟料的百分比，方可得出該品種水泥的水化熱估算

43、量。                表1：水泥熟料中單礦物水化熱物質(zhì)發(fā)熱量（21oC）        水化熱物質(zhì) 水化熱（J/g）         3d 7d 28d 90d 1年   &#

44、160;    atC3S 242.8 221.9 376.8 435.4 489.9        btC2S 50.2 41.9 104.7 175.9 226.1        ctC3A 887.6 1557.5 1377.5 1302.1 

45、1168.1        DtC4AF 288.9 494.0 494.0 410.3 376.8                混凝土拌合溫度計算：        Tc：混凝土的拌合溫度（oC）；  

46、60;     W：混凝土組成材料重量（kg）；        c：混凝土組成材料比熱（J/kg·K）；        Ti：混凝土組成材料溫度（oC）；                   

47、;     混凝土出罐溫度計算：        TI=Tc0.16（TcTd）        TI：混凝土出罐溫度（oC）；        Tc：混凝土拌合溫度（oC）；        Td：混凝土攪拌棚溫度（oC）； 

48、               混凝土澆筑溫度計算：        Tj=Tc+（TqTc）（A1+A2+A3+A11）        Tj：混凝土澆筑溫度；        Tc：混凝土拌合溫度； &#

49、160;      Tq：室外平均氣溫；        Ai：溫度損失系數(shù)，可按下列考慮        a：混凝土裝、卸、轉(zhuǎn)運，每次A=0.032；        b：混凝土運輸時A=，為運輸時間（min），參考表2；       

50、; c：澆筑過程中A=0.003，為澆筑時間（min）；                表2：混凝土運輸時熱損失值        運輸工具 混凝土容積（m3）         攪拌運輸車 6 0.0042  &

51、#160;     開敞式自卸汽車 1.4 0.0037        封閉式自卸汽車 20. 0.0017        保溫手推車 0.15 0.007        不保溫手推車 0.75 0.01  &

52、#160;     吊斗 1.0 0.0015                混凝土的絕熱溫升：        混凝土內(nèi)的絕熱溫升計算，目前常用三個公式        a：T=W·Q（1-e-m）/c

53、        b：T=（W·c/10）+（FA/50）        c：T=（0.83·W·c·Q/c）+（FA/50）        其中：        T：混凝土的絕熱溫升（oC）；    

54、    W：每立方米混凝土的水泥用量（kg/m3）；        c：混凝土的比熱，計算時?。?.97kj/kg·K）；        Q：每公斤水泥的水化熱（kj/kg），參照表3；        ：混凝土的密度，取2400kg/m3；      

55、;  ：混凝土的齡期（d）；        FA：每立方米混凝土中粉煤灰摻量（kg/m3）；        e：常數(shù)，為2.718；        m：隨水泥品種、比表面及澆筑溫度而異，參照表4；            

56、    表3：每公斤水泥發(fā)熱量        水泥品種 發(fā)熱量（kJ/kg）         225 275 325 425 525        普通水泥 201 243 289 377 461 &

57、#160;      礦渣水泥 188 205 247 335                                 表4：計算水化熱溫升時的m值 &

58、#160;      澆筑溫度（oC） 5 10 15 20 25 30        m（1/d） 0.295 0.318 0.340 0.362 0.384 0.406              

59、  混凝土內(nèi)部實際最高溫度計算        Tmax=Tj+T·        Tmax：混凝土內(nèi)部最高溫度（oC）；        Tj：混凝土的澆筑溫度（oC）；        T：齡期時混凝土的絕熱溫升（oC）；  

60、60;     ：不同的澆筑塊厚度、不同齡期時的降溫系數(shù)，參照表5；                表5：不同齡期和澆筑厚度的值        澆筑厚度（m） 不同齡期（d）的值         3 

61、6 9 12 15 18 21 24 27 30        1.00 0.36 0.29 0.17 0.09 0.05 0.03 0.01         1.25 0.42 0.31 0.19 0.11 0.07 

62、0.04 0.03         1.50 0.49 0.46 0.38 0.29 0.21 0.15 0.12 0.08 0.05 0.04        2.50 0.65 0.62 0.59 0.48 0.38 0.29 0.23 

63、0.19 0.16 0.15        3.00 0.68 0.67 0.63 0.57 0.45 0.36 0.30 0.25 0.21 0.19        4.00 0.74 0.73 0.72 0.65 0.55 0.46 0.37&#

64、160;0.30 0.25 0.24        注：本表適用于混凝土澆筑溫度為20oC30oC的工程                混凝土表面溫度計算：        Tb()=Tq+4h（Hh）T()/H2    

65、    Tb()：齡期時混凝土的表面溫度（oC）；        Tq：齡期時的大氣平均溫度（oC）；        H：混凝土的計算厚度（m），H=h+2h；        H：混凝土的實際厚度（m）；        h：混凝土的虛厚度（

66、m），h=K/；        ：混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)，取2.33W/m·K；        K：計算折減系數(shù)，可取0.666；        ：模板及保溫層的傳熱系數(shù)（W/m2·K）；        i：各種保溫材料的厚度（m）；  

67、0;     i：各種保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)（W/m·K），參照表6；        q：空氣層傳熱系數(shù)，可取23W/m2·K；        T()：齡期時，混凝土內(nèi)最高溫度與外界氣溫之差（oC），        T()=TmaxTq     

68、;           表6：各種保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)        材料名稱 密度（kg/m3） 導(dǎo)熱系數(shù)（W/m·K）        木模板 500700 0.23        鋼模板 

69、58        草袋 150 0.14        木屑 0.17        紅磚 1900 0.43        普通混凝土 2400 1.512.33   

70、0;    空氣 0.03        水 1000 0.58        礦棉、巖棉 110200 0.0310.065        瀝青礦棉氈 100160 0.0330.052     &

71、#160;  膨脹蛭石 80200 0.0470.07        瀝青蛭石板 350400 0.0810.105        膨脹珍珠巖 40300 0.0190.065        泡沫塑料 2550 0.0350.047  &#

72、160;             混凝土所需保溫（隔熱）材料厚度計算        i=0.5·Hi（Tb-Tq）·Kb/（Tmax-Tb）        i：模板及保溫材料的厚度（m）；        H：混

73、凝土計算層厚度（m）；        i：保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)（W/m·K）；        ：混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)（W/m·K）；        Tb：混凝土表面溫度（oC）；        Tq：混凝土澆筑后3d5d內(nèi)平均氣溫（oC）；  &

74、#160;     Kb：傳熱系數(shù)修正值，取1.32.0，視保溫材料的透風(fēng)性能后風(fēng)力情況而定；        Tmax：混凝土內(nèi)部最高溫度（oC）；        注：Tmax、Tb可按澆筑后3d計算。               

75、0;混凝土：        目前大體積混凝土施工幾乎全部采用攪拌站提供的預(yù)拌混凝土，根據(jù)建筑資料管理規(guī)程（569號文）的要求，混凝土攪拌站只需提供混凝土的出廠合格證即可。而對于大體積混凝土裂縫的控制，混凝土質(zhì)量是一個不可忽視的因素，因此監(jiān)理單位應(yīng)事先審核攪拌站提供的混凝土配合比及材料情況，使其符合規(guī)范要求?；炷僚浜媳葢?yīng)根據(jù)使用的材料進行試配，水灰比0.6，砂率應(yīng)控制在0.330.37（泵送時宜為0.40.45），并且嚴(yán)禁在現(xiàn)場加水以增大坍落度。對攪拌站的混凝土供應(yīng)能力也應(yīng)進行計算，計算時考慮攪拌站混凝土生產(chǎn)能力、運輸能力、運距等相關(guān)因素。例如：海淀文化藝術(shù)中心工程選用的中建一局四公司攪拌站，共配備3臺混凝土攪拌機，其中2臺為德國產(chǎn)利勃海爾B55S/55M3/H型攪拌機（每小時可生產(chǎn)55立方米的混凝土），1臺為意大利產(chǎn)HZS120型攪拌機（每小時可生產(chǎn)120立方米的混凝土），每小時混凝土生產(chǎn)能力為230立方米，又配備混凝土罐車30部，攪拌站距離海淀文化藝術(shù)中心施工現(xiàn)場罐車行程約為1小時左右。經(jīng)計算，中建一局四公司攪拌站每小時對本工程的混凝土最大供應(yīng)量為90立方米。施工現(xiàn)場有2臺混凝土地泵（1臺泵送能力60立方米/小時，1臺泵送能力80立方米/小時），兩臺地泵實際工作中泵送能力約為80立方米