實踐大體積混凝土施工溫度裂縫控制措施探討

蘇偉明

（廈門海投工程建設有限公司，福建 廈門 361000）

1 工程概況

本工程為某國際航運中心總部大廈（37#地塊）CD 座，地下二層，地上39 層，D 樓筏板區域底板面積3988 m2、厚度主要為3000mm，防水板厚度為1000mm，承臺厚度有1500mm、2000mm、2500mm 等，其中主樓電梯基坑、集水坑底板混凝土厚度最大為7.6m。一次性澆搗混凝土方量為18000m3，強度等級為C40。

2 大體積混凝土常見質量問題

一般大體積混凝土實體最小尺寸大于或等于1m.由于該表面系數小，對于水泥水化熱釋放過程較為集中，導致內部升溫加快，在混凝土的內部和外部形成較大的溫差，產生裂縫，在一定程度上會影響正常的安全使用。我們在大體積混凝土施工中要重點解決水化熱及隨之引起的體積變形，以最大限度減少開裂的常見質量問題。

本項目D 座主樓電梯基坑、集水坑底板混凝土厚度最大為7.6m，且強度等級為C40，理論上該處混凝土內部溫度最高，容易產生裂縫，所以在熱工分析、計算時，是以該部位混凝土溫度作為范例進行測算。本項目是采用商品砼，通過與砼供應商協商及試驗配合比對比，底板混凝土配合比定為：水泥264kg，水172kg，砂717kg，石1030kg，粉煤灰92kg，礦渣粉63kg，高性能鋼筋阻銹劑9.04kg,抗裂防水劑11kg。本項目施工現場的混凝土溫度控制及澆搗質量是控制混凝土質量的主要途徑。

3 大體積混凝土溫控措施

3.1 大體積混凝土表面溫控

大體積混凝土結構施工應該使混凝土中心與表面溫度、表面溫度與大氣溫度之差在允許范圍25℃內，則可控制混凝土裂縫的出現。

根據計算，采取蓄水深度20cm 的養護措施。因D 座核心筒區域大體積混凝土面積達到18000 方，混凝土澆筑時間長達75 小時，故現場實際的澆筑完成面先后進行分區蓄水養護，養護深度采用20cm 深，每一蓄水分區用磚模進行圍擋。

3.2 混凝土內外溫差控制

為大體積混凝土內外溫差小于25℃提供進一步保障措施，大體積混凝土內布設循環冷卻水管，通過冷卻水將混凝土水化熱傳導到混凝土外。

3.3 溫度監測方法

為及時掌握混凝土內外溫差及溫度應力，及時調整保溫措施，調整養護時間，保證混凝土內外溫差小于25℃及降溫速率小于2℃/d，根據實際的施工需求，在對D 區地板基礎混凝土進行澆筑施工過程中要注意溫度的實時監測。

3.3.1 在綁扎鋼筋前通知檢測單位進場，將測溫元件固定在底板鋼筋上。

3.3.2 在混凝土澆注前，在每個溫度測點處，將一根已經固定好測溫頭導線的Φ12 鋼筋垂直固定在鋼筋上。

3.3.3 大體積混凝土澆注后，必須要對其進行表里溫差、周圍環境溫度和降溫的實際速率的嚴格測試，測試時間安排如下：

（1）入模溫度進行測量，每臺班不少于2 次。

（2）砼澆注完6 至10 小時開始測溫，根據施工工藝和實際施工情況而言，在齡期3 天之內需要每隔2 小時進行一次測溫，在齡期4 天到8 天內，需要每隔4個小時進行一次測溫，在8 天之后，每隔8 小時進行一次測溫即可。

（3）停止監測：砼澆筑體表面與大氣溫差不大于20℃時，且里表溫差不宜大于25℃。每次測溫同時監測出周圍環境的溫度。

3.3.4 溫控指標

大體積砼溫度監測的檢測結果參考設計圖紙的要求，并根據國家《大體積混凝土施工規范》GB 50496-2009 中的相關規定。具體的規定要求如下：

第一：砼澆筑體的溫升值不能夠在入模溫度的基礎之上大于50℃；

第二：砼澆筑體表里溫差應當小于25℃，砼收縮的當量溫度除外；

第三：砼澆筑體實際降溫速率應當小于2.0℃/d；

第四：砼澆筑體表面溫度與大氣溫度差值應小于20℃。

3.3.5 測溫過程注意事項

(1)指派相關施工管理人員在現場與測溫單位監測人員對測溫工作進行配合；

(2)在測試過程中需要根據實際施工情況將溫度變化曲線以及斷面的溫度分布曲線實時描繪出來。

(3)每天，檢測單位應將前一天的測溫數據匯總，發給我司；如果發現溫控數值異常，檢測單位將及時通報，我司將采取相應措施。

4 混凝土澆搗過程溫度控制

根據本工程大體積混凝土特征，一般可以采用推移式連續澆筑，同時利用分區分塊斜面分層連續澆筑也可，具體根據實際施工需求。在施工前期需要配備8臺HBT60C 混凝土輸送泵，并且按1:6～1:10 的坡度分層澆筑。第一階段，先澆搗深基坑內2 個集水坑（標高為-21.9～-20.3）；第二階段，從D1 區西面往東面分層澆搗，中間2 臺布料機在上下層澆搗間歇時間接近初凝時間時及時布料。第三階段，從D1 區西面往東面分層澆搗剩下的區域，中間2 臺布料機在上下層澆搗間歇時間接近初凝時間時及時布料。采用分段分層布料、分段分層振搗的施工方法進行施工，混凝土一次澆筑的厚度為500mm，分段的長度為10m，盡量延長上下層混凝土的覆蓋時間，讓混凝土充分散熱，但上下層澆搗間歇時間不得超過混凝土初凝時間，布料時在2～3m 范圍內水平移動泵管且垂直于模板布料，混凝土采用插入式高頻振動棒進行振搗，進行上層混凝土振搗時插入下層的深度不少于50mm，振動棒的移動間距以400mm 為宜，應盡量避免碰撞鋼筋，振動棒每一振點的振搗時間，一般控制時間為15～30s，時間過短，混凝土不易振實，過長會引起混凝土離析，混凝土振搗應注意“快插慢拔不漏點”。

5 溫度控制過程注意事項

施工前應進行圖紙會審，根據施工具體需求在施工階段應當建立科學的抗裂措施，然后對于施工的關鍵部位需要制定作業指導書進行科學指導。

應對工人進行專業培訓，并應逐級進行技術交底，熟悉圖紙中該部位施工的工程概況，板厚、面積、方量。另外需要對人員交接班制度和相關的崗位職責制度作出科學制定。

在選擇施工所使用的商品混凝土材料時，需要對其進行嚴格的實地考察，保證質量性，對其加工程序、生產環節、原材料采購渠道、生產供貨能力、路程遠近、交通運輸道路暢通情況，混凝土供應保障措施都要進行考核，確保商品混凝土的供應能力及產品質量沒有問題。

在施工之前要注意季節性氣象資料的收集，進行分析，因本工程D 座底板混凝土澆筑時間都為3 天，宜選擇在連續晴朗的天氣澆筑。

6 溫度監測及混凝土強度檢測成果

(1)實際溫度檢測結果: 澆注后約40 小時達到最高溫度,內外平均溫差17℃，最高溫差22.6℃。

(2)裂縫觀察情況：經肉眼觀察混凝土表面僅個別輕微裂縫；經超聲波檢測未發現深層、貫穿裂縫；

(3)砼檢測同條件強度代表值為46.5；標養試塊強度代表值為58.5；

現場回彈: 去掉3 個最大值（49、47、46）、3 個最小值（40、41、41），余下的10 個回彈值，平均值：42.5。

7 結語

本項目的施工實踐，通過采取混凝土分區分塊分層澆筑、表面蓄水養護、內部冷卻管傳熱等措施，控制了大體積混凝土的內外溫差在規范與設計要求之內，保證了本項目的混凝土質量。