水循環(huán)降溫在筏板基礎(chǔ)大體積砼的應(yīng)用

文/焦金輝 中國電建市政建設(shè)集團(tuán)有限公司 天津 300348

大體積混凝土的施工經(jīng)過多年發(fā)展及探索已經(jīng)形成了完整的體系，從其裂縫成因，施工質(zhì)量控制，原料控制，溫度控制等諸多手段對其施工全過程管理。本文結(jié)合平頂山天河盛世東苑工程，討論水循環(huán)降溫大體積混凝土在施工中的應(yīng)用，達(dá)到了大體積混凝土施工質(zhì)量要求。

1、工程概況

本工程由一棟31層住宅樓框架剪力墻結(jié)構(gòu)，一棟21層商務(wù)樓剪力墻結(jié)構(gòu)和地下二層車庫組成，地上建筑43735.26㎡，地下建筑14940.48㎡，其中商務(wù)樓筏板厚2000mm、住宅樓厚1600mm。對基礎(chǔ)筏板施工提出以下要求：

(1）工程為商業(yè)加住宅，基礎(chǔ)施工日期基本確定在9月份底，屬高溫、雨季施工，滿足高溫季度施工技術(shù)要求。

(2）底板面積近2000平方米,砼強(qiáng)度等級為C35,抗?jié)B等級為P8，底板大部分厚度為1600-2000mm，底板砼采用預(yù)拌商品混凝土，混凝土輸送泵澆筑，配以塔吊進(jìn)行局部冷縫處理。

（3）高度重視水化熱升溫問題，控制混凝土結(jié)構(gòu)的內(nèi)部與外部溫差以及砼表面與大氣溫差在設(shè)計規(guī)定的允許范圍25°C以內(nèi)。安排并掌握好底板混凝土澆灌的工藝流程和澆灌速度，確保混凝土的澆灌質(zhì)量。

（4）在筏板基礎(chǔ)內(nèi)布置冷卻水管。

2、施工工藝方案

預(yù)埋安裝Φ40冷卻水管（砼中間均勻設(shè)置）→混凝土澆筑前冷卻水管水壓試驗→混凝土澆筑過程中管內(nèi)通水循環(huán)降溫→混凝土澆筑過程后管內(nèi)通水循環(huán)降溫→采用高一等級膨脹細(xì)石混凝土對冷卻水管進(jìn)行高壓注漿堵實。混凝土澆筑到冷卻管高程后即開始通水，通水時間根據(jù)測溫結(jié)果確定。

2.1 水管冷卻的排列方式

水管冷卻法的排列方式一般采用矩形和梅花型兩種，本項目采用其中矩形排列方式。冷凝管的間距層間距為0.8—1m，水平間距為0.5m。冷卻水管管路采用雙回旋形布置，水平管間距為500mm。在冷凝管的進(jìn)出水口各設(shè)置一道閥門，以控制進(jìn)水的方向和流量。

2.2 水管冷卻的通水方式

混凝土灌注完畢表面初凝后即開始通冷卻水，保證從進(jìn)水口進(jìn)入的水是冷水(常溫水)，進(jìn)出水口每8小時交換一次，使得大體積混凝土內(nèi)部溫度比較均一，降低溫度裂縫出現(xiàn)的可能性。

2.3 熱工計算

混凝土澆筑溫度取外界氣溫30℃。混凝土絕熱升溫在第6天、第9天第12天達(dá)到50.8℃、54.2℃、55.2℃后下降；混凝土內(nèi)部中心溫度在第6天、第9天達(dá)到60.1℃、60.6℃后下降；混凝土最大綜合溫差在第6天28.6℃、第9天28.℃9、第12天27.8℃后下降。

3、混凝土溫度測量和控制

3.1 混凝土的測溫技術(shù)

（1）設(shè)于該基礎(chǔ)工程的兩個冷卻循環(huán)水系統(tǒng)在整個基礎(chǔ)底板的最深處、底板的四個角及結(jié)構(gòu)尺寸變化較大的地方。

（2）在筏板混凝土中埋設(shè)測溫導(dǎo)管，測溫導(dǎo)管采用內(nèi)徑16mm的薄壁鋼管制作而成，上口膠帶封口，下口壓扁并用膠帶封口，導(dǎo)管內(nèi)不要進(jìn)水，長度筏板基礎(chǔ)高度的1/2。

（3）測溫導(dǎo)管布置：測溫導(dǎo)管距離鋼筋端部10厘米，不得與鋼筋接觸，為避免澆筑時測溫導(dǎo)管受到損傷，在砼澆筑時將測溫導(dǎo)管按照預(yù)先的定位插入砼中。

（4）據(jù)實際情況選擇半導(dǎo)體液晶顯示溫度計。

（5）測溫頻率：在混凝土澆筑完畢后的升溫和峰值持續(xù)階段，每晝夜測溫不少于4次；入模溫度的測量，每臺班不少于2次。在測量混凝土內(nèi)部溫度的同時，測量外界的環(huán)境溫度。根據(jù)測點編號順序，記錄所測溫度數(shù)據(jù)，當(dāng)測位的混凝土內(nèi)外溫差不大于25℃并趨于穩(wěn)定時為止。

3.2 混凝土溫度控制措施

3.2.1 通水控制溫度

根據(jù)混凝土澆筑過程中的測溫情況，適時向管內(nèi)通水，帶走混凝土內(nèi)部的部分熱量，使混凝土內(nèi)部的溫度降低到要求的限度，控制冷卻水進(jìn)、出水的溫差不大于45℃。根據(jù)測溫數(shù)據(jù)相應(yīng)調(diào)整水循環(huán)的速度，以充分利用混凝土的自身溫度，即中部溫度高、四周溫度低的特點，在循環(huán)過程中自動調(diào)節(jié)溫差。冷卻水管安裝時，要用鋼筋骨架和支撐桁架固定牢靠。設(shè)置循環(huán)水蓄水池，把循環(huán)出的熱水澆筑到砼表面來減少砼內(nèi)外的溫差。混凝土澆筑體降溫速率控制在2.0℃/d以內(nèi)。

3.2.2 混凝土的保溫養(yǎng)護(hù)

混凝土澆搗后4～5h內(nèi)，及時鋪覆蓋1層塑料膜和麻袋并備好一層塑料膜和一層麻袋。在養(yǎng)護(hù)期間，隨時檢查混凝土表面的干濕情況及溫差，及時澆水保持混凝土溫潤。其間溫差大于20℃時，采取加速鋼管內(nèi)循環(huán)換水流。

4、施工方法及質(zhì)量保障

除了因水循環(huán)降溫大體積砼參數(shù)選擇不合理直接影響降溫效果以外，還有一些在降溫參數(shù)選擇合理情況下也能影響其效果的因素。

(1)配合比：符合設(shè)計強(qiáng)度等級、耐久性、抗?jié)B性、體積穩(wěn)定性等要求外，并應(yīng)符合降低混凝土絕熱溫升值的原則。

(2)澆筑順序：大體積混凝土工程的施工分層依據(jù)設(shè)計尺寸進(jìn)行均勻分段、分層澆筑。

(3)混凝土澆筑完畢后，按溫控技術(shù)措施要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

(4)保濕養(yǎng)護(hù)作用：砼養(yǎng)護(hù)可遵循降溫速率"前期大后期小"原則。養(yǎng)護(hù)前期砼降溫速率可稍大，養(yǎng)護(hù)后期控制降溫速率。

結(jié)語：

經(jīng)過對大體積進(jìn)水口、出水口溫度檢查與統(tǒng)計分析調(diào)整水流速度達(dá)到降溫目的，以及基礎(chǔ)筏板施工后進(jìn)行裂縫排查，基面及側(cè)面無溫度張力裂縫，強(qiáng)度平整度及輪廓邊線均滿足設(shè)計要求。由于控溫準(zhǔn)確度是大體積砼不因水化熱而產(chǎn)生裂縫的關(guān)鍵因素，而采用目前的設(shè)備檢測及記錄，準(zhǔn)確度及檢測頻次受人為因素的影響比較大。因此，需要對施工人員加強(qiáng)管理，以便控制施工質(zhì)量。