水循環降溫在筏板基礎大體積砼的應用

【摘要】為防止大體積筏板基礎施工中混凝土的溫度變化和收縮導致有害裂縫的產生，大體積混凝土施工時應采取有效措施控制混凝土的水化熱溫度。本文以平頂山天河盛世東苑筏板基礎為例對水循環降溫大體積混凝土施工參數選取、施工工藝和質量控制作了論述。實踐表明該方法不僅達到了大體積混凝土施工降溫及質量要求，而且加快了施工進度，為后續工作贏得了時間。

【關鍵詞】大體積筏板;水循環降溫;參數選擇;施工工藝

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

1、工程概況

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

（1）工程為商業加住宅，基礎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要求。

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

（3）高度重視水化熱升溫問題，控制混凝土結構的內部與外部溫差以及砼表面與大氣溫差在設計規定的允許范圍25°C以內。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量。

（4）在筏板基礎內布置冷卻水管。

2、施工工藝方案

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

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。在冷凝管的進出水口各設置一道閥門，以控制進水的方向和流量。

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，保證從進水口進入的水是冷水（常溫水），進出水口每8小時交換一次，使得大體積混凝土內部溫度比較均一，降低溫度裂縫出現的可能性。

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天達到50.8℃、54.2℃、55.2℃后下降;混凝土內部中心溫度在第6天、第9天達到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

（1）設于該基礎工程的兩個冷卻循環水系統在整個基礎底板的最深處、底板的四個角及結構尺寸變化較大的地方。

（2）在筏板混凝土中埋設測溫導管，測溫導管采用內徑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，導管內不要進水，長度筏板基礎高度的1/2。

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

（4）據實際情況選擇半導體液晶顯示溫度計。

（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。在測量混凝土內部溫度的同時，測量外界的環境溫度。根據測點編號順序，記錄所測溫度數據，當測位的混凝土內外溫差不大于25℃并趨于穩定時為止。

3.2混凝土溫度控制措施

3.2.1通水控制溫度

根據混凝土澆筑過程中的測溫情況，適時向管內通水，帶走混凝土內部的部分熱量，使混凝土內部的溫度降低到要求的限度，控制冷卻水進、出水的溫差不大于45℃。根據測溫數據相應調整水循環的速度，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，在循環過程中自動調節溫差。冷卻水管安裝時，要用鋼筋骨架和支撐桁架固定牢靠。設置循環水蓄水池，把循環出的熱水澆筑到砼表面來減少砼內外的溫差。混凝土澆筑體降溫速率控制在2.0℃/d以內。

3.2.2混凝土的保溫養護

混凝土澆搗后4～5h內，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。在養護期間，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，采取加速鋼管內循環換水流。

4、施工方法及質量保障

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

（1）配合比：符合設計強度等級、耐久性、抗滲性、體積穩定性等要求外，并應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設計尺寸進行均勻分段、分層澆筑。

（3）混凝土澆筑完畢后，按溫控技術措施要求進行養護。

（4）保濕養護作用：砼養護可遵循降溫速率"前期大后期小"原則。養護前期砼降溫速率可稍大，養護后期控制降溫速率。

結語：

經過對大體積進水口、出水口溫度檢查與統計分析調整水流速度達到降溫目的，以及基礎筏板施工后進行裂縫排查，基面及側面無溫度張力裂縫，強度平整度及輪廓邊線均滿足設計要求。由于控溫準確度是大體積砼不因水化熱而產生裂縫的關鍵因素，而采用目前的設備檢測及記錄，準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管理，以便控制施工質量。

參考文獻：

[1]《大體積混凝土施工規范》GB50496-2009.

[2]《地下工程防水技術規范》GB50108-2001.

[3]《混凝土結構工程施工質量驗》GB50204-2002.

[4]《大體積混凝土施工規范》（GB50496-2009）.

作者簡介：

焦金輝，中國電建市政建設集團有限公司，天津。