基礎(chǔ)底板大體積混凝土施工溫度監(jiān)測(cè)及養(yǎng)護(hù)措施

【摘 要】 溫度裂縫一直大體積混凝土應(yīng)用中難以解決的質(zhì)量通病之一，要控制好溫度裂縫，就必須有效監(jiān)測(cè)施工中的溫度變化。但目前，針對(duì)大體積混凝土溫度監(jiān)測(cè)研究并不多，為此，本文結(jié)合實(shí)例，探討了大體積混凝土施工溫度監(jiān)測(cè)方案，并提出了大體積混凝土的養(yǎng)護(hù)措施，有效控制溫度裂縫的出現(xiàn)，可供參考。

【關(guān)鍵詞】 大體積混凝土；溫度監(jiān)測(cè)；監(jiān)測(cè)點(diǎn)；養(yǎng)護(hù)措施；溫差

近年來(lái)，越來(lái)越多的基礎(chǔ)底板施工采用大體積混凝土，因此，如果能掌握大體積混凝土溫度場(chǎng)變化和溫度應(yīng)力變化的規(guī)律性，就能夠有針對(duì)性的采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施，就能有效的保證施工質(zhì)量，提高結(jié)構(gòu)物的耐久性，這對(duì)大體積混凝土具有非常重要的指導(dǎo)意義。

1 概述

某建筑工程基坑面積41950m2，開(kāi)挖深度達(dá)17m，目前，已完成基礎(chǔ)底板的澆筑工作。由于地基持力層土質(zhì)較差，故設(shè)計(jì)采用厚度為0.65m～1.2m基礎(chǔ)底板、1.6m～1.8m承臺(tái)，屬于大體積混凝土結(jié)構(gòu)。由于大體積混凝土結(jié)構(gòu)的截面尺寸較大，易產(chǎn)生表面裂縫甚至貫通裂縫，會(huì)帶來(lái)極大質(zhì)量隱患。影響大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因有很多，最主要的是溫度的影響，包括：混凝土入模溫度、混凝土表面和內(nèi)部的溫差，混凝土表面與環(huán)境溫差和混凝土溫降速率等。

該地板澆筑正值夏季，環(huán)境溫度較高，因此有必要對(duì)基礎(chǔ)底板混凝土施工養(yǎng)護(hù)階段的溫度及溫差實(shí)施全程監(jiān)測(cè)，并據(jù)此采取相應(yīng)的保溫養(yǎng)護(hù)措施。

2 溫度監(jiān)測(cè)方案

2.1 監(jiān)測(cè)目的及對(duì)工程的指導(dǎo)作用

通過(guò)對(duì)混凝土溫度的監(jiān)測(cè)，防止混凝土養(yǎng)護(hù)過(guò)程中由于內(nèi)外溫差過(guò)大產(chǎn)生有害裂縫，甚至貫穿裂縫。

通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)底板混凝土施工養(yǎng)護(hù)階段的溫度及溫差實(shí)施全程監(jiān)測(cè)，來(lái)確定需采取的保溫養(yǎng)護(hù)措施，包括何時(shí)采取、何時(shí)撤銷保溫措施，采取的養(yǎng)護(hù)措施是否有效，從而把溫差控制在許可的范圍內(nèi)，以保證工程質(zhì)量。

2.2 監(jiān)測(cè)判定標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及工程經(jīng)驗(yàn)，制定以下標(biāo)準(zhǔn)，以判斷養(yǎng)護(hù)措施是否行之有效。

1）混凝土澆筑體在入模溫度基礎(chǔ)上的溫升值不應(yīng)大于50℃；

2）混凝土澆筑體的中心與表面溫差不大于25℃；

3）混凝土澆筑體的溫降速率不大于2.0℃/d；

4）混凝土澆筑體表面與環(huán)境溫差不大于20℃。

2.3 監(jiān)測(cè)設(shè)備

監(jiān)測(cè)設(shè)備采用大體積混凝土電腦測(cè)溫系統(tǒng)，包括：計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)軟件、數(shù)據(jù)適配器、電源系統(tǒng)、數(shù)據(jù)及電源傳輸線、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集器、傳感器等。整個(gè)監(jiān)測(cè)過(guò)程由電腦自動(dòng)采集數(shù)據(jù)，即時(shí)儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)庫(kù)中，并實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)在電腦屏幕顯示各個(gè)測(cè)溫點(diǎn)溫度變化曲線。通過(guò)設(shè)置監(jiān)測(cè)報(bào)警值，對(duì)監(jiān)測(cè)過(guò)程中可能出現(xiàn)的保水、散熱不到位的情況進(jìn)行及時(shí)處理。

結(jié)合本工地情況，監(jiān)測(cè)時(shí)間間隔設(shè)置為10min，監(jiān)測(cè)溫差報(bào)警值設(shè)置為23℃。

2.4 監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置

在1.2m厚基礎(chǔ)底板內(nèi)垂直埋設(shè)27根測(cè)溫支架，在1.6m厚承臺(tái)處垂直埋設(shè)6根測(cè)溫支架，在1.8m厚承臺(tái)處垂直埋設(shè)1根測(cè)溫支架，共計(jì)34根，見(jiàn)圖1。每根支架上均設(shè)3支溫度測(cè)試元件，總數(shù)為99支。支架最下端的溫度測(cè)試元件距離基礎(chǔ)底板底面5cm，支架最上端的溫度測(cè)試元件距離基礎(chǔ)底板頂面5cm，用于測(cè)混凝土表層溫度，見(jiàn)圖2。

2.5 現(xiàn)場(chǎng)采用的養(yǎng)護(hù)措施

養(yǎng)護(hù)的目的是為了保持適宜的溫度和濕度，控制混凝土的內(nèi)外溫差，防止混凝土在強(qiáng)度增高過(guò)程中產(chǎn)生裂縫，本例采用外部養(yǎng)護(hù)和內(nèi)部養(yǎng)護(hù)相結(jié)合，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d。

外部養(yǎng)護(hù)：

終凝時(shí)，在混凝土表面覆蓋一層塑料薄膜、兩層麻袋，搭接寬度不少于10cm，下設(shè)軟管扎孔排水養(yǎng)護(hù)混凝土，使混凝土表面有一個(gè)濕潤(rùn)的環(huán)境。當(dāng)晝夜溫差大時(shí)，夜間在混凝土表面覆蓋一層保溫板，防止表面水分蒸發(fā)吸收熱量致使溫度降低過(guò)快，造成較大內(nèi)外溫差。

內(nèi)部養(yǎng)護(hù)：

在混凝土中心位置通入冷卻循環(huán)水，將混凝土內(nèi)大量熱量通過(guò)循環(huán)水帶出，以便加快混凝土內(nèi)部熱量的散發(fā)，見(jiàn)圖3。冷卻管采用鋼管，若與鋼筋相碰，可適當(dāng)改變冷卻管形式。循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，在澆筑時(shí)便啟動(dòng)，在冷卻管中連續(xù)通水冷卻，并對(duì)進(jìn)出口水溫和混凝土測(cè)溫孔內(nèi)溫度即時(shí)監(jiān)控，以保證進(jìn)水水溫與混凝土內(nèi)部溫度差小于20℃，冷卻管內(nèi)進(jìn)、出水溫差小于10℃，進(jìn)水與出水溫差控制在3℃以內(nèi)。當(dāng)混凝土內(nèi)外溫差在一定時(shí)間內(nèi)始終低于25℃時(shí)，停止循環(huán)水。冷卻管停水后，仍需保持觀測(cè)，若溫度過(guò)高或溫差較大，則仍需繼續(xù)通水，努力做到大體積混凝土均勻的溫度（圖3）。

3 現(xiàn)場(chǎng)溫度數(shù)據(jù)分析

對(duì)厚度為1.2m處大體積混凝土測(cè)溫點(diǎn)的溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并繪制測(cè)溫點(diǎn)溫度的時(shí)間歷程曲線和中心與表面的溫差曲線（見(jiàn)圖4），得出以下結(jié)論：

1）本工程大體積混凝土安排在6月份澆筑，6區(qū)厚1.8m，澆筑日期為6月15日，最高氣溫27℃，最低氣溫23℃；5區(qū)厚1.6m，澆筑日期為6月12日，最高氣溫23℃，最低氣溫23℃；10區(qū)厚1.2m，澆筑日期為6月4日，最高氣溫25℃，最低氣溫21℃。澆筑時(shí)的入模溫度高于環(huán)境溫度。由圖4可以看出，混凝土中心最高溫度，1.8m厚底板為71.6℃，1.6m厚底板為69℃，1.2m厚底板為59.4℃，其與入模溫度溫差均遠(yuǎn)小于50℃，滿足施工要求。

2）混凝土中心與表面的溫差，1.8m厚底板為24.7℃，1.6m厚底板為22.4℃，1.2m厚底板為17.5℃，均小于25℃，滿足施工要求。

3）混凝土澆筑體約在第4天開(kāi)始降溫，溫降速率開(kāi)始較大，后逐漸減小。

4）由于環(huán)境溫度一直發(fā)生變化，且晝夜不同，以澆筑當(dāng)日的最低溫度計(jì)算，混凝土澆筑體表面與環(huán)境溫差：1.2m厚的基礎(chǔ)底板，約在第2天達(dá)到最大值22.6℃，到第3天降低到20℃以下；1.6m厚的基礎(chǔ)底板，約在第2天達(dá)到最大值25.3℃，到第3天降低到20℃以下；1.8m厚的基礎(chǔ)底板，約在第1天達(dá)到最大值25.9℃，到第4天降低到20℃以下。且厚度越大的底板，水泥水化熱速率越快。

監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，現(xiàn)場(chǎng)采用的大體積混凝土施工和養(yǎng)護(hù)方法，能將混凝土在凝結(jié)過(guò)程中的溫度變化控制在有效范圍內(nèi)，可最大程度地預(yù)防混凝土裂縫的產(chǎn)生。

目前，該基礎(chǔ)底板已基本達(dá)到養(yǎng)護(hù)期，通過(guò)目測(cè)未發(fā)現(xiàn)有影響結(jié)構(gòu)質(zhì)量的表面裂縫和貫穿性裂縫，采用超聲波探測(cè)，未發(fā)現(xiàn)有內(nèi)部裂縫。

4 結(jié)語(yǔ)

由于混凝土本身的特性，溫度裂縫是不可避免的，但對(duì)大體積混凝土進(jìn)行溫度監(jiān)測(cè)和采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施還是能控制和減少溫度裂縫的出現(xiàn)的。本文通過(guò)采取科學(xué)、合理的溫度監(jiān)測(cè)方案，嚴(yán)密觀測(cè)測(cè)溫結(jié)果，并根據(jù)測(cè)溫結(jié)果進(jìn)行養(yǎng)護(hù)措施的調(diào)整，有效減少和控制了溫度裂縫出現(xiàn)，保證了混凝土的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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