大體積砼施工

1、東南大學(xué)土木工程學(xué)院特殊混凝土施工技術(shù)李維濱 建筑工程大體積砼常出現(xiàn)的部位： 厚大的地下室底板（特別是電梯井筒部位）、樁頂承臺(tái)梁、轉(zhuǎn)換梁或板、內(nèi)筒外框架超高層的大截面柱等。橋梁工程大體積砼常出現(xiàn)的部位： 橋大直徑樁基礎(chǔ)、懸索橋的錨碇和橋塔的一些部位、斜拉橋橋塔的一些部位、連續(xù)梁橋的墩臺(tái)梁等。大體積混凝土施工技術(shù)1大體積混凝土的定義 美國混凝土學(xué)會(huì)的定義：任何就地澆筑的大體積混凝土，其尺寸之大，必須采取措施解決水化熱及隨著引起的體積變形問題，以最大限度減少開裂。 日本建筑學(xué)會(huì)的定義：結(jié)構(gòu)斷面尺寸最小在80cm以上，水化熱引起混凝土內(nèi)最高溫度與外界氣溫之差，預(yù)計(jì)超過25的混凝土。 廣義的定義易于由

2、溫度應(yīng)力或收縮應(yīng)力引起裂縫的結(jié)構(gòu) 統(tǒng)稱為“大體積混凝土”長墻、大面積樓板、路面、深梁等2. 大體積砼的裂縫1）裂縫外荷載引起的可能性小 水化熱溫度變化溫度應(yīng)力混凝土收縮收縮應(yīng)力影響因素：水泥水化熱 內(nèi)外溫差 最小斷面尺寸 平面尺寸約束（伸縮縫間距） 混凝土收縮主要問題：控制溫度應(yīng)力 控制溫度變形、裂縫開展2）裂縫種類微觀裂縫： 粘著裂縫、水泥石裂縫、骨料裂縫(少) 不可見、不規(guī)則、不貫穿混凝土可承受拉力宏觀裂縫： 微觀裂縫擴(kuò)展的結(jié)果(0.05mm)2）裂縫種類表面裂縫不屬結(jié)構(gòu)性裂縫，砼收縮時(shí)會(huì)進(jìn)一步開展深層裂縫部分切斷，有一定危害性貫穿裂縫結(jié)構(gòu)斷面切斷，危害嚴(yán)重3)裂縫寬度限制 GBJ5001

3、0 對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，最大允許裂縫 室內(nèi)正常環(huán)境0.3mm 露天或室內(nèi)潮濕環(huán)境0.2mm 4)裂縫產(chǎn)生的原因 (1)混凝土裂縫產(chǎn)生的原因: a)由外荷載的直接應(yīng)力（主應(yīng)力）引起 b)由結(jié)構(gòu)的次應(yīng)力引起 c)由變形引起（溫度、收縮、膨脹、不均勻沉降）(2)大體積混凝土裂縫產(chǎn)生的原因 多由變形引起：升溫溫度變形 降溫收縮變形 當(dāng)變形受到約束產(chǎn)生應(yīng)力應(yīng)力f t時(shí)，開裂 *外約束無約束：變形最大，應(yīng)力為0 全約束：變形為0，應(yīng)力最大 彈性約束：既有變形，又有應(yīng)力內(nèi)約束結(jié)構(gòu)物內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)變形的相互約束水泥水化熱引起的溫度應(yīng)力和溫度變形水泥水化大量熱量（502.42J/g或120Cal/g）聚集在結(jié)構(gòu)內(nèi)部急

4、驟升溫內(nèi)外溫差溫度應(yīng)力和溫度變形當(dāng)溫度應(yīng)力f t時(shí)，開裂控制溫差內(nèi)外約束條件的影響 溫度變化變形受約束約束應(yīng)力外約束（地基、模板等） 升溫膨脹變形受限壓力，較?。g期短） 降溫收縮變形受限拉力，較大（中點(diǎn)近基巖）內(nèi)約束：升溫階段，表面受拉 改善約束外界氣溫的變化影響 混凝土內(nèi)部溫度與：澆筑溫度 絕熱溫升（水化熱） 表面散熱條件 環(huán)境溫度 等因素相關(guān) 控制混凝土表面溫度與外界溫度之差混凝土的收縮變形)混凝土的塑性收縮變形混凝土硬化之前發(fā)生（沉降不均勻）)混凝土的體積變形終凝以后發(fā)生體積變化（膨脹少、收縮多）與混凝土溫度、水泥用量相關(guān)) 混凝土的干燥收縮20%水化水，80%蒸發(fā)水收縮的主要原因吸附

5、水逸出干燥收縮：表面快 中心慢拉應(yīng)力不可忽視，但干燥收縮是可逆的)混凝土勻質(zhì)性的影響Ec不均勻收縮時(shí)應(yīng)力集中開裂)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件設(shè)計(jì)造型的影響造型復(fù)雜（如開槽、留洞、截面突變等） 應(yīng)力集中開裂筏式底板、長墻、箱形基礎(chǔ)等的溫度收縮應(yīng)力特點(diǎn) 工業(yè)與民用建筑的設(shè)備基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、筏式底板、立墻以及地下隧道的溫度收縮應(yīng)力是值得深入研究并加以解決的問題。這些結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是： 筏式底板、長墻、箱形基礎(chǔ)等的溫度收縮應(yīng)力特點(diǎn)(1)均為地下或半地下建筑，有防水要求，須控制裂縫開展，一般不存在承載力不足問題。(2)結(jié)構(gòu)形式常采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土超靜定結(jié)構(gòu)，溫差和收縮變化復(fù)雜，約束作用較大，容易引起開裂。筏式底板、長墻、箱

6、形基礎(chǔ)等的溫度收縮應(yīng)力特點(diǎn)(3) 從大體積混凝土的定義來看，只有壩體溫凝土及工民建中的少數(shù)特厚壁結(jié)構(gòu)(大于1.52.0m)的混凝土可稱為“大體積混凝土”。其他的地下結(jié)構(gòu)，如厚度只有2050cm的水池、水處理池，2040cm的地下隧道、通廊；2050cm的各種立墻以及厚度為100cm左右的筏式基礎(chǔ)等。嚴(yán)格說，僅按幾何尺寸不應(yīng)列為大體積混凝土，而是介于兩者之間的“中體積鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”(4)超靜定的地下和半地下構(gòu)筑物，凡能滿足工藝和構(gòu)造要求的截面尺寸，一般都能滿足承載力要求且有較大的安全度。因此掌握溫度收縮作用是控制裂縫的主要因素。(5)混凝土標(biāo)號較高，水泥用量較大，壁厚較小，收縮變形較大，常見收

7、縮裂縫。筏式底板、長墻、箱形基礎(chǔ)等的溫度收縮應(yīng)力特點(diǎn)(6)控制裂縫必須考慮鋼筋作用，這些結(jié)構(gòu)一般均為配筋結(jié)構(gòu)，其構(gòu)造配筋率約為0.20.5%，抗不均勻沉降的受力配筋率達(dá)0.5%以上，屋蓋結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件配筋率為1%1.5%，桁架受拉構(gòu)件為510%。筏式底板、長墻、箱形基礎(chǔ)等的溫度收縮應(yīng)力特點(diǎn)(7)水化熱溫升較高，降溫散熱較快，因此收縮與降溫共同作用是引起混凝土裂縫的主要因素，其次，不均勻沉降及抗震問題都須適當(dāng)考慮。(8)控制裂縫的方法不象壩體混凝土那樣采用特殊低熱水泥及復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)，而主要是靠改進(jìn)構(gòu)造設(shè)計(jì)、合理配筋及改進(jìn)澆筑、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)等方法提高結(jié)構(gòu)的抗裂性能。筏式底板、長墻、箱形基礎(chǔ)等的溫度收縮

8、應(yīng)力特點(diǎn)裂縫的變化規(guī)律(1)收縮及溫差越大，越容易開裂；裂得越寬，裂縫越密，隨時(shí)間由中間向兩邊延伸。(2)收縮和溫度變化的速度越快，越會(huì)產(chǎn)生上述結(jié)果。(3)結(jié)構(gòu)材料越薄(溫差梯度越大，承受均勻溫度收縮的層厚越小)，越容易開裂。(4)開裂后的薄層呈現(xiàn)翹曲，即分層剝落現(xiàn)象。(5)基層或底層(即結(jié)構(gòu)物地基)對結(jié)構(gòu)的約束作用越大，越容易開裂。(6)一般條件下，結(jié)構(gòu)物的幾何尺寸越大，越容易開裂，裂縫經(jīng)常垂直于較長方向，但不呈絕對關(guān)系，有些結(jié)構(gòu)尺寸雖小，但開裂嚴(yán)重，有些結(jié)構(gòu)尺寸雖大，但卻沒有顯著開裂。裂縫的變化規(guī)律3.溫度應(yīng)力計(jì)算 3.1計(jì)算溫度應(yīng)力的基本假定1） 地基是非剛性的2） 結(jié)構(gòu)物與地基接觸面上

9、的剪應(yīng)力 與水平變位呈線性關(guān)系3）降溫與收縮的共同作用 是引起混凝土開裂的主要原因 根據(jù)以上假定可以認(rèn)為：建筑工程中的大體積混凝土，主要承受均勻溫差和均勻收縮，因而外約束應(yīng)力是主要的。 根據(jù)計(jì)算假定，當(dāng)兩種物體沿水平面接觸，產(chǎn)生相對位移時(shí)，在水平接觸面上由于摩擦和粘結(jié)阻力，必然產(chǎn)生剪應(yīng)力。相對位移越大，剪應(yīng)力亦越大。作為某種近似，土力學(xué)曾假定某點(diǎn)的剪應(yīng)力與該點(diǎn)水平位移成正比，其比例系數(shù)便是引起單位位移的剪應(yīng)力： CxuCzCx3.2溫度應(yīng)力計(jì)算 1)適用條件： 此時(shí)在溫度收縮變形作用下全截面基本為均勻受力彈性地基上均勻受力的長條板 溫度收縮應(yīng)力基本公式的推導(dǎo)當(dāng)基礎(chǔ)板相對地基有一溫差T(約束體與

10、被約束體間相對溫差)時(shí)，計(jì)算板內(nèi)約束應(yīng)力，此時(shí)只考慮對貫穿裂縫起控制作用的平均拉力。 Cxu （1）在筏式底板的任意點(diǎn)x此裁取一段dx長的微體，由于均勻受力假定，微體的高度取全高H，其厚度為t，承受均勻內(nèi)力為N (即x的合力)，地基對板的剪力為Q(的合力)。取水平投影(暫時(shí)忽略地基對板的垂直應(yīng)力y ，列出平衡方程x0N+dNN+（）Htdx+ tdx=0 溫度收縮應(yīng)力基本公式的推導(dǎo)任意點(diǎn)的位移由約束位移與自由位移合成：溫度收縮應(yīng)力基本公式的推導(dǎo)溫度收縮應(yīng)力基本公式的推導(dǎo)（5）式對x微分將（1）、（6）式代入（3）式 Cxu （1）即溫度收縮應(yīng)力基本公式的推導(dǎo)令則（8）式變?yōu)椋?0）式通解為令溫

11、度收縮應(yīng)力基本公式的推導(dǎo)代入（11）式，得ch xsh x溫度收縮應(yīng)力基本公式的推導(dǎo)所以通解為根據(jù)邊界條件由（5）得得位移u的表達(dá)式(端部位移u,最大水平法向應(yīng)力、剪應(yīng)力都由位移導(dǎo)出)溫度收縮應(yīng)力基本公式的推導(dǎo) Cxu （1）溫度收縮應(yīng)力基本公式的推導(dǎo)從工程實(shí)踐方面可知，水平應(yīng)力x是設(shè)計(jì)主要控制應(yīng)力，是經(jīng)常引起垂直裂縫的主要應(yīng)力，其最大值在截面的中點(diǎn)x=0處，為Ch0=1在 上乘以應(yīng)力松弛系數(shù)得徐變應(yīng)力溫度收縮應(yīng)力基本公式的推導(dǎo)溫度收縮應(yīng)力基本公式的推導(dǎo)為了較為確切地計(jì)算早期混凝土的溫度應(yīng)力，考慮彈性模量的變化及松弛系數(shù)隨時(shí)間的變化，將溫差分為許多區(qū)段T，各段內(nèi)將E(t)及H(t，)看作常量，

12、最后疊加得考慮徐變作用的應(yīng)力(一般大塊或厚板均屬二維平面應(yīng)力)：查表查表不同齡期混凝土彈性模量比較齡期(d)347142128彈性模量0.450.500.630.760.901.00Ei(t)Hi(t)Hi(t ,)溫度收縮應(yīng)力基本公式應(yīng)用上述公式可計(jì)算任意時(shí)問的應(yīng)力狀態(tài)，但根據(jù)裂縫出現(xiàn)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，澆筑后15天至30天出現(xiàn)較為不利的應(yīng)力狀態(tài)，可按此階段進(jìn)行驗(yàn)算水平法向應(yīng)力 超過抗拉強(qiáng)度，在中部開裂，一分為二，每塊板的水平應(yīng)力分布圖形完全相似，但其最大值減小，如果該值仍然超過抗拉強(qiáng)度，則形成第二批裂縫，每塊板再分成兩塊，共四塊板三條裂縫。如此持續(xù)下去一直到最后那塊板中部最大水平應(yīng)力小于或等于抗拉

13、強(qiáng)度，裂縫便穩(wěn)定，不再增加。因此此類結(jié)構(gòu)的裂縫“一再從中部開裂”是比較有規(guī)律的，許多現(xiàn)場裂繞觀察實(shí)踐證明基本上如此。開列有序性從式(18)可知：底板最大應(yīng)力同溫差、收縮差及線膨脹系數(shù)成正比，為線性關(guān)系。底板彈性模量E增加，應(yīng)力增加；底板受地基的約束即地基對底板的阻力系數(shù)Cx增加，應(yīng)力增加；底板厚度增加，應(yīng)力降低。但都呈非線性變化。特別顯而易見的是，最大應(yīng)力不僅與高長比(HL)有關(guān)，而且與絕對尺寸底板長度有關(guān)。長度增加，應(yīng)力增加，但不是線性關(guān)系。在較短的范圍內(nèi)，長度對應(yīng)力影響較大，超過一定長度后，影響變微，其后趨近一常數(shù)，繼之，長度無論如何增加，應(yīng)力不變。結(jié)論： 伸縮縫控制裂縫，只在較短的間距范

14、圍對削減溫度收縮應(yīng)力起顯著作用，超過一定長度，即使設(shè)縫也沒有意義?！傲羯炜s縫宜短些若過長則失去效用”。Cx小Cx大長度問題：超長底板不設(shè)伸縮縫？完全可能即可以實(shí)現(xiàn)伸縮縫間距(裂縫間距的推導(dǎo))將最大應(yīng)力公式改造一下即得 達(dá)到抗拉強(qiáng)度時(shí)的結(jié)構(gòu)允許最大長度(伸縮縫許可間距)，如果結(jié)構(gòu)物的長度超過伸縮縫間距則此伸縮縫間距就是裂縫間距。 當(dāng)水平應(yīng)力達(dá)到抗拉極限強(qiáng)度時(shí)，混凝土的拉伸變形即達(dá)到極限拉伸變形：伸縮縫間距(裂縫間距的推導(dǎo))最大伸縮縫間距以Lmax表示：伸縮縫間距(裂縫間距的推導(dǎo))平均伸縮縫間距以L：Cx=0會(huì)如何？降低溫差提高混凝土極限應(yīng)變前述公式中，T為溫度差，包括水化熱溫差、氣溫差、收縮當(dāng)量

15、溫差查表查表溫度應(yīng)力的計(jì)算歸結(jié)為溫差計(jì)算結(jié)構(gòu)溫差計(jì)算結(jié)構(gòu)計(jì)算溫差T 可按下式計(jì)算：水化熱降溫溫差混凝土收縮當(dāng)量溫差降溫溫差計(jì)算困難，可通過計(jì)算溫度上升值來確定之混凝土內(nèi)部平均溫升混凝土表面溫升混凝土溫升分“絕熱溫升T(t)”和“非絕熱溫升”。實(shí)際是有散熱條件的，應(yīng)按“非絕熱溫升”計(jì)算。但混凝土厚度大于5m時(shí)，兩者較接近。結(jié)構(gòu)溫差計(jì)算最終絕熱溫升T1近似計(jì)算結(jié)構(gòu)厚度（m）1.11.52.03.05.06.00.360.490.570.680.790.82混凝土表面溫升T2計(jì)算混凝土收縮當(dāng)量溫差計(jì)算M1M10為各項(xiàng)修正系數(shù)，可查表標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下混凝土極限收縮值b=0.01混凝土收縮當(dāng)量溫差水化熱降溫溫

16、差（1）大體積砼內(nèi)部溫度變化規(guī)律 入模溫度、最高溫度及出現(xiàn)的時(shí)間、升溫階段及降溫階段養(yǎng)護(hù)注意的問題 4.大體積砼施工措施 (2)砼最高溫度的近似估算 砼內(nèi)部最高溫度: Tmax=Tj+W/10+F/50 Tj 砼入模溫度 W單方砼的水泥用量（kg/m3） F單方砼的粉煤灰用量（kg/m3）公式考慮了水泥用量及粉煤灰用量對砼最高溫度的影響。澆筑塊體的厚度、初期澆筑溫度的變化等影響因素沒能反映。該公式一般只作為初步估算，要精確計(jì)算需采用其它方法。1合理的平面立面設(shè)計(jì)，避免截面的突變，從而減少約束應(yīng)力。2合理的布置分布鋼筋，盡量采用小直徑、密間距，變截面處加強(qiáng)分布鋼筋3避免用高強(qiáng)混凝土，盡量選用中低

17、強(qiáng)度混凝土，采用60天或90天強(qiáng)度4采用滑動(dòng)層減少基礎(chǔ)的約束。5混凝土結(jié)構(gòu)上下表面布置螺紋鋼筋或冷軋扭鋼筋網(wǎng)片。(3)設(shè)計(jì)方面考慮的措施 水泥品種 :選用水化熱較低的32.5或42.5礦渣水泥。水泥用量：盡最大限度減少水泥用量，同時(shí)參照水泥廠的水泥強(qiáng)度歷史資料 。水灰比（水膠比）： 混合材：粉煤灰、礦渣、火山灰、超細(xì)礦粉等 外加劑：摻入高效復(fù)合減水劑 。砂石骨料：骨料：選用粒徑531.5mm的碎石 ，砂子的細(xì)度模數(shù)在2.5以上的中、粗砂 。 微膨脹劑 ：混凝土水灰比 、脹劑的摻量 、混凝土的養(yǎng)護(hù) 、混凝土的密實(shí)程度 、減水劑種類 、膨脹劑的應(yīng)用 。（4）大體積混凝土的配合比設(shè)計(jì).控制混凝土拌合

18、料的出機(jī)溫度和澆筑溫度。.混凝土的拌制 1）保證混合材的質(zhì)量，加強(qiáng)材質(zhì)檢驗(yàn)，進(jìn)行混凝土試配，根據(jù)試配結(jié)果確定。 2）外加劑及膨脹劑摻量準(zhǔn)確，摻量誤差控制總摻量的1以下。 3）攪拌均勻。 4）加料順序 .混凝土的輸送.澆筑方法: 1）分層連續(xù)澆筑 2）推移式澆筑法 3）混凝土密振搗 4）泌水處理 （5）施工工藝方面的措施大體積砼澆筑完畢，分兩次收水，用木蟹將表面搓毛，防止表面的收縮裂紋。 大體積砼澆筑完畢，塑料、薄膜保溫養(yǎng)護(hù)情況。 （5）混凝土的養(yǎng)護(hù): 降溫法 蓄水養(yǎng)護(hù) 保溫法 :基礎(chǔ)底板養(yǎng)護(hù)：1) 板面覆蓋薄膜，草袋，所需層數(shù)由計(jì)算確定。2) 覆蓋方法：板表面混凝土澆筑結(jié)束，約過1220小時(shí)后

19、，鋪草袋或薄膜。3）先覆蓋草袋或薄膜應(yīng)根據(jù)季節(jié)、混凝土的配合比設(shè)計(jì)、養(yǎng)護(hù)時(shí)間等確定。 空中澆筑板：1）模板一般應(yīng)選用木模板或膠合板 2)根據(jù)測試結(jié)果，一層膠合板模板內(nèi)外溫差約15，采用兩層模板或中間夾薄膜或懸掛草袋防止空氣流動(dòng)過快 3）底模板在鋪設(shè)，根據(jù)我們的測試實(shí)踐，在底模板下、木枋上鋪設(shè)12層塑料薄膜 （6） 溫度跟蹤監(jiān)測，信息化施工 測試混凝土的澆筑溫度，即混凝土的拌合料的溫度 可采用北京建工院發(fā)展中心生產(chǎn)的溫度測試儀，溫度探頭預(yù)先埋入大體積砼內(nèi)?；虿捎闷渌臏y溫方法 測點(diǎn)布置原則：測點(diǎn)須具有代表性，能全面反映大體積砼內(nèi)各部位的溫度 測溫點(diǎn)布置：根據(jù)大體積混凝土的對稱性，取其對稱部分布置

20、溫度測點(diǎn) 測溫制度：測溫從砼澆筑后24h開始，升溫階段每2h測一次，降溫階段每4h測一次，7天后，每8h測一次。 大體積混凝土的上下表面溫度是指上表面以下、下表面以上混凝土內(nèi)5cm。大體積砼澆筑前，測溫點(diǎn)布置。 大體積砼澆筑完畢，測試人員正在測溫。 大體積砼澆筑完畢，測試人員正在記錄測溫?cái)?shù)據(jù)。 大體積混凝土裂縫控制綜合措施設(shè)計(jì)構(gòu)造措施利用混凝土后期強(qiáng)度一般大體積混凝土的施工工期較長，上部荷載逐步施加，因此可以考慮采用齡期為4590天強(qiáng)度代替28天強(qiáng)度，以減少水泥用量。用f45，f60，f90代替f28，可減少水泥用量4070kg/m3 設(shè)計(jì)構(gòu)造措施設(shè)置滑動(dòng)層，減少約束應(yīng)力混凝土的強(qiáng)度等級宜在C

21、20C35的范圍內(nèi)選用。 在遇有約束作用較大的巖石類地基或較厚的混凝土墊層時(shí)，可在地基或墊層與基礎(chǔ)的接觸面上，或于兩端L/4（L基礎(chǔ)全長）的區(qū)段內(nèi)，鋪設(shè)滑動(dòng)層，減少約束應(yīng)力隔離層的作法為混凝土上涂刷一層35mm厚的瀝青膠或干鋪兩層瀝青油氈。美國ACI委員會(huì)提出可鋪設(shè)厚50左右的黃砂或石屑作為隔離層。 設(shè)計(jì)構(gòu)造措施設(shè)置緩沖層在底板的地梁、坑內(nèi)水溝等鍵槽部位， 可用厚度為3050mm的聚苯乙烯泡沫 或?yàn)r青木絲板作垂直隔 離，以緩和地 基對基礎(chǔ)收縮時(shí)的側(cè)向壓力。設(shè)計(jì)構(gòu)造措施避免應(yīng)力集中在大體積混凝土結(jié)構(gòu)的孔洞或截面突變 處，由于溫度和收縮作用，會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力 集中而導(dǎo)致開裂。應(yīng)采取增配鋼筋或設(shè) 置過渡段

22、的措施。設(shè)計(jì)構(gòu)造措施增設(shè)暗梁在現(xiàn)澆鋼筋混凝土地下室、水池等結(jié)構(gòu)施工時(shí)，為了防止底板與邊墻、邊墻之間因約束應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫及邊墻上部因邊緣效應(yīng)引起的裂縫，可在施工縫上下等薄弱部位增配416 4 22的鋼筋予以加強(qiáng)。設(shè)計(jì)構(gòu)造措施合理配筋當(dāng)混凝土的底板或墻體厚度較小時(shí)，增配構(gòu)造鋼筋，能起到抵抗混凝土溫度裂縫的作用。但對于大塊式基礎(chǔ)，構(gòu)造筋對控制貫穿性裂縫的作用略小。構(gòu)造鋼筋應(yīng)盡可能采用變形鋼筋、小直徑和小間距。直徑約1016mm，間距100150mm，按全截面對稱配置。全截面含筋率宜控制在0.3%0.5%。實(shí)踐證明，含筋率小于0.3%時(shí)，對混凝土的裂縫控制作用不大。當(dāng)配筋率太大時(shí)，則較易引起混凝土的收

23、縮裂縫，且不經(jīng)濟(jì)。大塊式混凝土的鋼筋宜分散多層設(shè)置，或在中截面處增配空間網(wǎng)片狀鋼筋作構(gòu)造鋼筋，不宜集中在底層或上下兩層。設(shè)計(jì)構(gòu)造措施合理設(shè)置施工縫“抗”的方法即不設(shè)任何施工縫，通過采取措施減少被約束體與約束體之間的相對溫差，減少約束，改善配筋，減少混凝土收縮，提高混凝土抗拉強(qiáng)度等，以抵抗溫度收縮變形和約束應(yīng)力?！胺拧钡姆椒匆栽O(shè)置永久性伸縮縫的辦法，將超長的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)分成若干段，以釋放大部分變形，減少約束應(yīng)力。設(shè)計(jì)構(gòu)造措施 “放”“抗”結(jié)合的方法采用“后澆帶”的施工方法在施工期間設(shè)置作為臨時(shí)施工縫的“后澆帶”，將結(jié)構(gòu)分成若干段，可有效削減溫度收縮應(yīng)力。采用“跳倉打”的施工方法將整個(gè)結(jié)構(gòu)

24、按垂直施工縫分段，間隔一段，澆筑一段，經(jīng)過不少于5d的間歇期后再澆筑成整體。采用“混凝土薄層澆筑”的施工方法將底板水平分成幾個(gè)施工層，施工層之間的結(jié)合按施工縫處理。分層厚度一般控制在0.62.0m范圍內(nèi)，層間間歇時(shí)間約取57d為宜。設(shè)計(jì)構(gòu)造措施合理制定溫控指標(biāo)大體積混凝土施工前，應(yīng)對施工階段大體積混凝土澆筑塊體的最高溫度、溫度收縮應(yīng)力進(jìn)行驗(yàn)算，以此確定施工階段混凝土的澆筑溫度、內(nèi)表溫差、降溫速度及溫度陡降等控制指標(biāo)，制定相應(yīng)的技術(shù)措施（包括混凝土原材料的選擇、混凝土拌制運(yùn)輸過程中的降溫措施、保溫養(yǎng)護(hù)措施等），以達(dá)到控制裂縫的目的。幾個(gè)溫控指標(biāo)溫控指標(biāo)溫控指標(biāo)一般可分為兩類： 一是為了防止表面裂

25、縫而控制內(nèi)外溫差和表面溫度陡降； 二是為防止貫穿性裂縫而控制內(nèi)部溫差?；炷翝仓囟然炷两Y(jié)構(gòu)工程施工及驗(yàn)收規(guī)范(GB50204-92)規(guī)定：大體積混凝土澆筑溫度不宜超過28。注意：混凝土澆筑溫度以振搗后的混凝土表面下50MM處的溫度為準(zhǔn)。溫控指標(biāo)內(nèi)外溫差混凝土結(jié)構(gòu)工程施工驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定：混凝土表面和內(nèi)部溫差應(yīng)控制在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)，當(dāng)設(shè)計(jì)無具體要求時(shí)，溫差不宜超過25。注意：表面溫度以混凝土表面下50MM處的溫度為準(zhǔn)。溫控指標(biāo)內(nèi)部溫差內(nèi)部溫差是指混凝土內(nèi)同一點(diǎn)在不同時(shí)間的溫度差值。塊體基礎(chǔ)大體積混凝土施工技術(shù)規(guī)程規(guī)定：混凝土塊體的降溫速度宜不大于1.5/天。溫控指標(biāo)溫度陡降寒潮來臨、冷空氣影響

26、、暴雨襲擊、撤除保溫層時(shí)間不當(dāng)?shù)染蓪?dǎo)致混凝土表面溫度突然下降，引起表面裂縫。鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程規(guī)定：溫度陡降不應(yīng)超過10。從原材料方面采取技術(shù)措施合理選擇水泥品種選用中、低熱的水泥品種，減少水化熱選用C3S及C3A含量低的中、低熱水泥。礦渣硅酸鹽水泥（32.5#的3天水化熱180kJ/kg）從原材料方面采取技術(shù)措施合理選用骨料在滿足施工要求的情況下，盡量選用粒徑較大、級配良好的石子，以減少用水量和水泥用量、混凝土的收縮和泌水性。粗骨料中的針、片狀顆粒按重量計(jì)應(yīng)不大于15%。摻加塊石。在無筋或少筋的大塊混凝土中，可摻入不超過混凝土體積的25%的大塊石，以減少水泥用量，降低水化

27、熱。細(xì)骨料以中、粗砂為宜(細(xì)度模數(shù)2.5以上)控制砂率（滿足可泵性要求即可）。嚴(yán)格控制砂、石的含泥量。石子控制在小于1%，黃砂控制在小于2%。從原材料方面采取技術(shù)措施合理選用外摻料在混凝土中加入適量的外加劑，可以改善混凝土的特性，減少水泥用量，減少混凝土的溫升。同時(shí)可降低水化熱釋放的速度，延緩溫度峰值出現(xiàn)的時(shí)間。混凝土中摻入一定量的粉煤灰不僅能改善混凝土特性，而且能代替部分水泥，減少水化熱。但應(yīng)注意摻加粉煤灰后混凝土早期強(qiáng)度有所降低。采用補(bǔ)償收縮混凝土：在混凝土內(nèi)摻水泥用量10%12%的混凝土膨脹劑，以實(shí)現(xiàn)超長結(jié)構(gòu)的無縫施工(慎用)。從原材料方面采取技術(shù)措施合理選用外摻料在混凝土中加入適量的外

28、加劑，可以改善混凝土的特性，減少水泥用量，減少混凝土的溫升。同時(shí)可降低水化熱釋放的速度，延緩溫度峰值出現(xiàn)的時(shí)間。0.25%水泥重量的木鈣可改善和易性，減少10%拌和水，節(jié)約10%水泥，降低水化熱，延遲水化熱釋放的速度，熱峰推遲，且可緩凝（58小時(shí)）從原材料方面采取技術(shù)措施合理選用外摻料混凝土中摻入一定量的粉煤灰不僅能改善混凝土特性，而且能代替部分水泥，減少水化熱。但應(yīng)注意摻加粉煤灰后混凝土早期強(qiáng)度有所降低。 粉煤灰可代替一部分水泥有一定活性，改善粘塑性、可泵性，降低水化熱，改善后期強(qiáng)度，但早期強(qiáng)度和p均有所降低，且易出現(xiàn)早期細(xì)微裂縫采用補(bǔ)償收縮混凝土：在混凝土內(nèi)摻水泥用量10%12%的混凝土膨

29、脹劑，以實(shí)現(xiàn)超長結(jié)構(gòu)的無縫施工(慎用)。從施工方面采取措施控制混凝土出機(jī)溫度和澆筑溫度為了降低混凝土的總溫升，減少內(nèi)外溫差，控制混凝土出機(jī)溫度和澆筑溫度是一個(gè)很重要的措施。對混凝土出機(jī)溫度影響最大的是石子及水的溫度，砂次之，水泥的影響較小。具體施工中可采取加冰拌和，砂石料遮陽覆蓋，送管道用草袋包裹灑水降溫等技術(shù)措施。從施工方面采取措施預(yù)埋水管，降低最高溫升冷卻水管大多采用直徑為25mm的薄壁鋼管，按照中心距1.53.0m交錯(cuò)排列,水管上下間距一般也為1.53.0m，并通過立管相連接。改進(jìn)混凝土攪拌和振搗工藝即采用二次投料和二次振搗的新工藝，提高混凝土的強(qiáng)度。從施工方面采取措施合理選擇混凝土澆筑

30、方案大體積混凝土的澆筑方法可采用分層連續(xù)澆筑或分段分層踏步式推進(jìn)的澆筑方法。一般情況下，應(yīng)盡量采用分層連續(xù)澆筑。對于工程量較大，澆筑面積也大，一次連續(xù)澆筑層厚度不大，且澆筑能力不足時(shí)的混凝土工程，宜采用分段分層踏步式推進(jìn)的澆筑方法。從施工方面采取措施（接上頁）合理選擇混凝土澆筑方案從施工方面采取措施混凝土的泌水處理應(yīng)采取在側(cè)模留設(shè)孔洞等措施將澆筑混凝土過程中形成的泌水排出坑外。端部回澆信息化施工溫度監(jiān)控見工程示例 （1） 南京婁子巷高層住宅2m厚轉(zhuǎn)換板的施工結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層采用厚度為2m的砼板，該板底面+23.55m，施工面積約1313m2，砼澆筑量約13002=2600m3，板混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C4

31、0。轉(zhuǎn)換板混凝土一次澆筑完成，不留施工縫，不設(shè)后澆帶。施工時(shí)間夏季。（1998.8）（2） 南京陸軍指揮學(xué)院安居工程2.1m轉(zhuǎn)換板的施工結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層采用厚度為2.1m的砼厚板，厚板中鋼工字梁勁性骨架。該板底面位于+8.10m，施工面積約1800m2，砼澆筑量約3700m3，板砼設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C50。施工時(shí)間為冬季。(2001.1.9)4.工程實(shí)例南京婁子巷高層商住樓2m厚砼轉(zhuǎn)換板施工澆筑砼時(shí)，應(yīng)注意加載對稱，宜對稱澆筑，并注意泵管的抖動(dòng)影響澆筑砼時(shí)，氣溫為30，采用地下水?dāng)嚢?，用一臺(tái)砼泵自攪拌泵送，另用一臺(tái)重力式攪拌機(jī)結(jié)合塔吊輔助運(yùn)輸。婁子巷轉(zhuǎn)換板平面婁子巷高層轉(zhuǎn)換板某點(diǎn)溫度變化南京宏安高層商住樓2

32、.1m厚鋼骨砼轉(zhuǎn)換板施工2001年1月13日澆筑2.1m厚轉(zhuǎn)換板，兩天半澆完2001年1月13日澆筑2.1m厚轉(zhuǎn)換板時(shí)，氣溫為0，注意澆筑前的砼配合比論證優(yōu)化，澆筑后保溫和保濕養(yǎng)護(hù)。南京陸軍指揮學(xué)院轉(zhuǎn)換板平面南京陸軍指揮學(xué)院轉(zhuǎn)換板溫度變化（3）南京江北醫(yī)院底板的施工 南京市江北醫(yī)院的混凝土底板厚度分別為1100mm、600mm，軸線地梁為16001400mm。施工面積約2000m2，砼澆筑量約1500m3，底板混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C35S8。板砼各部分的中心最高溫度分別為：60cm厚34.5；1.1m厚51.5；1.4m厚暗梁61.5。底板砼在整個(gè)施工過程中內(nèi)外溫差均小于25，且大部分時(shí)間均小于2

33、0。江北醫(yī)院底板平面江北醫(yī)院底板溫度變化4.潤揚(yáng)長江大橋南錨碇基礎(chǔ)、錨體施工潤揚(yáng)長江公路大橋主跨1890m，橋型采用雙塔懸索橋，其南錨碇基礎(chǔ)為重力式結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)平面尺寸6951m（排樁軸線間距），底面標(biāo)高-26.00m，頂面標(biāo)高+3.00m，高29m?；A(chǔ)由底板、填芯和頂板三部分組成：底板和頂板均為3m厚C30鋼筋混凝土，其鋼筋與周圍排樁內(nèi)鋼筋拉接；填芯為23m厚C15素混凝土，其與周圍排樁接觸面鑿毛處理?；A(chǔ)混凝土 基坑周圍設(shè)置15001700的鉆孔灌注樁，且在排樁外埋置單排凍結(jié)孔，凍結(jié)孔與排樁中心間距為1.4m，設(shè)計(jì)凍結(jié)壁有效厚度為1.3m，最大有效厚度不宜大于2m；基坑開挖時(shí)，對暴露的排樁

34、和凍結(jié)壁采用鋪設(shè)一層厚度為30cm密度小于0.04的聚苯乙烯泡沫塑料板，并根據(jù)基坑開挖施工環(huán)境變化作適當(dāng)調(diào)整；基坑開挖結(jié)束后，接漿5cm厚，水泥砂漿標(biāo)號100號，砂漿初凝前澆筑C25混凝土，墊層混凝土至標(biāo)高-26.000m。施工方法：1） 優(yōu)化混凝土配合比設(shè)計(jì)：采用大摻量粉煤灰；摻加外加劑；測試水化熱。2） 采用分層澆筑分塊，C30混凝土設(shè)置冷卻水管。3） 溫度監(jiān)控，24小時(shí)自動(dòng)測試。4） 正確評定凍土帶對邊緣混凝土的影響。 大面積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)1.混凝土墻體結(jié)構(gòu)的施工引起墻體結(jié)構(gòu)裂縫的客觀原因：一是混凝土的內(nèi)外溫差，二是混凝土自身的收縮。1.混凝土墻體結(jié)構(gòu)的施工（1）設(shè)計(jì)方面的措施墻體養(yǎng)

35、護(hù)困難，因此構(gòu)造配筋應(yīng)增強(qiáng)，配筋率宜不低于0.5，同時(shí)采取直徑小、間距不大于150mm，提高混凝土的極限拉伸變形值和分散收縮應(yīng)力值。墻與柱的連接處，宜插入11.5m的水平增強(qiáng)鋼筋。留置后澆縫墻體內(nèi)設(shè)置誘導(dǎo)縫采用中低強(qiáng)度的混凝土2. 配合比設(shè)計(jì)(1) 配制高性能混凝土，配合比設(shè)計(jì)思想與大體積混凝土的配合比設(shè)計(jì)類似。(2) 墻體厚度大，要重點(diǎn)考慮混凝土內(nèi)的最高溫度。(3) 細(xì)骨料選細(xì)度模數(shù)2.73.1之間。3. 施工措施 混凝土的澆筑宜一次澆筑到頂，不出現(xiàn)施工冷縫?；炷凉?yīng)能力大、拌合料緩凝時(shí)間足夠長、墻體不太長，可分層分圈澆筑。 振搗必須充分，避免出現(xiàn)沉縮裂縫、收縮裂縫。 模板拆除時(shí)間根據(jù)混凝

36、土墻體的具體情況及混凝土的配合比確定。拆模后墻體宜懸掛草袋噴水養(yǎng)護(hù)，或派專人24小時(shí)澆水養(yǎng)護(hù)。3. 施工措施 澆筑混凝土前，最好將模板澆水濕透，保證表面混凝土充分水化。 地下室外墻可盡快回填土，以利于保溫保濕。 柱與墻的連接部位應(yīng)充分振搗。樓面大面積混凝土的施工主要解決混凝土的收縮引起的裂縫問題樓面大面積混凝土的施工技術(shù)（1） 采用螺紋鋼筋或冷軋扭鋼筋（2） 板面采用雙層細(xì)而密的構(gòu)造鋼筋，超長結(jié)構(gòu)可采用部分預(yù)應(yīng)力補(bǔ)償收縮混凝土。（3） 有條件設(shè)置后澆縫。（4）.設(shè)置加強(qiáng)帶。1 設(shè)計(jì)措施2.混凝土配合比設(shè)計(jì)（1）.配制高性能混凝土，配合比設(shè)計(jì)思想與大體積混凝土的配合比設(shè)計(jì)類似。 重點(diǎn)考慮：低收縮

37、，高抗拉強(qiáng)度混凝土是解決超大面積混凝土結(jié)構(gòu)收縮裂縫的主要措施，通過合理的混凝土配合比設(shè)計(jì)，新型復(fù)合外加劑使用，活性摻合料摻入，合理的施工工藝，改善混凝土性能；減少混凝土收縮，提高抗拉強(qiáng)度及耐久性。2.混凝土配合比設(shè)計(jì)（2）.大面積混凝土配合比設(shè)計(jì)中，需加入膨脹劑。（3）充分重視混凝土原材料的質(zhì)量。3. 施工措施（1）生產(chǎn)工藝1）加強(qiáng)原材料的品質(zhì)檢驗(yàn)?？刂粕笆嗔?、級配。2）嚴(yán)格控制配料的稱量精度。計(jì)量允許偏差不應(yīng)超過限制。3. 施工措施（1）生產(chǎn)工藝3）在夏季高溫氣候下施工，采取措施降低混凝土的入模溫度。增加骨料堆倉高度，減少太陽對骨料的輻射；安排在夜間澆筑混凝土；在氣溫較高難以達(dá)到要求時(shí)，

38、攪拌過程中通過加入冰粒降低混凝土溫度。4）充分拌和。高性能混凝土水膠比小，拌和水量少，膠凝材料用量多，充分強(qiáng)力拌和一定時(shí)間，采用強(qiáng)制式攪拌，攪拌時(shí)間延長30s60s。（2） 混凝土施工工藝1）振搗方式:防止“早振”及“過振”。 2）混凝土表面處理,樓應(yīng)采取反復(fù)抹壓多次，利于解決塑性裂縫。3）澆筑與養(yǎng)護(hù)方法4）根據(jù)具體情況設(shè)置膨脹變形帶（加強(qiáng)帶） 1南京國際展覽中心工程占地11.57萬m2 , 建筑面積8.5萬m2 ；二層樓面采用超長、薄板預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)， 主展廳的樓面為不設(shè)溫度縫的超長、大面積樓蓋，長方向達(dá)243m，短方向111.5m，板厚150mm，三樓E、F軸處的樓蓋單向很長，需考慮溫度收縮對

39、結(jié)構(gòu)的影響；樓面單塊面積大、樓板薄、泵送線路長達(dá)200m，所以要求混凝土有較好的施工性能和力學(xué)性能，即低收縮、微膨脹、早期強(qiáng)度高、抗拉力學(xué)性能好，7d強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%以上以滿足預(yù)應(yīng)力張拉要求。工程設(shè)計(jì)對混凝土性能要求很高， 樓面為C40高性能預(yù)應(yīng)力混凝土，總量9900 m3。工程實(shí)例國展中心二層樓面平面圖2南師大研究生公寓樓底板南師大研究生公寓樓混凝土底板厚度為450mm，長度為82100mm，承臺(tái)厚度為1900mm、4650mm，地梁為1000mm1200mm，施工面積約3200m2，砼澆筑量約3000m3，底板混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C40S8。該底板不設(shè)置后澆帶，混凝土一次澆筑完成，不留

40、施工縫。地下室外墻一次澆筑長度120m。3.江寧區(qū)醫(yī)院綜合樓 地下室外墻高4.8m，長度150m左右，經(jīng)精心施工，基本未出現(xiàn)裂縫。南師大研究生公寓樓底板（1）施工管理人員應(yīng)對大型混凝土結(jié)構(gòu)施工的難度及存在的問題有充分的認(rèn)識。（2）解決混凝土的施工質(zhì)量問題，應(yīng)從混凝土的自身、施工工藝兩方面綜合考慮，科學(xué)合理地設(shè)計(jì)混凝土的配合比。（3）施工前，應(yīng)制定詳細(xì)的施工方案，設(shè)計(jì)可行的施工方法。嚴(yán)格按照施工方案設(shè)計(jì)的施工程序進(jìn)行。（4）采用商品混凝土，應(yīng)和商品混凝土攪拌站合作，制定合理的混凝土施工方案。對提高混凝土施工質(zhì)量的思考3.鋼纖維混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)3.1鋼纖維混凝土的發(fā)展 鋼纖維混凝土（steel

41、fiber reinforced concrete 簡稱SFRC）是由水泥、粗集料、和隨機(jī)分布的短鋼纖維組合成的復(fù)合材料。1907年原蘇聯(lián)開始用金屬纖維增強(qiáng)混凝土。1910年美國發(fā)表了有關(guān)短鋼纖維混凝土地研究報(bào)告。19101960年英國、法國、德國和美國的學(xué)者先后提出用鋼纖維改進(jìn)混凝土性能和改進(jìn)鋼纖維形狀、提高鋼纖維和混凝土粘結(jié)強(qiáng)度的專利。1963年美國學(xué)者提出了鋼纖維阻裂機(jī)理或稱為纖維間距理論。3.1鋼纖維混凝土的發(fā)展70年代初，美國研制成功了熔鋼抽絲法?？闪畠r(jià)制造鋼纖維。70年代末至80年代初，美國、日本、英國等相應(yīng)制定了有關(guān)鋼纖維混凝土的試驗(yàn)、施工規(guī)范。鋼纖維混凝土的研究、應(yīng)用得到了較快

42、的發(fā)展。 我國70年代開始研究和應(yīng)用鋼纖維混凝土，80年代以來已在多處大型工程中應(yīng)用。3.2鋼纖維混凝土的應(yīng)用現(xiàn)狀1.路面、橋面和機(jī)場跑道。目前我國生產(chǎn)的鋼纖維約有40用于路面。2.隧道襯砌和護(hù)坡。3.橋梁結(jié)構(gòu)和鐵路軌枕。4水工結(jié)構(gòu)。5.港口和海洋工程。6.建筑結(jié)構(gòu)。3.3鋼纖維的種類1.切斷鋼纖維。2.剪切鋼纖維3.熔抽鋼纖維3.4鋼纖維混凝土施工技術(shù)3.4.1.鋼纖維混凝土的配合比設(shè)計(jì)1.強(qiáng)度雙控制。即所配制的鋼纖維混凝土應(yīng)同時(shí)滿足抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度或抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度要求。2.纖維的混凝土體積率根據(jù)抗拉或抗折強(qiáng)度的配制要求確定。或根據(jù)已有資料并通過試驗(yàn)確定。3.水灰比宜選用0.450.50，對于以耐久性要求為主的鋼纖維混凝土不得大于0.50。單方水泥用量宜為360400kg，當(dāng)鋼纖維的體積率較大時(shí)，水泥用量可適當(dāng)增加，但不應(yīng)大于500kg。4.鋼纖維的混凝土的砂率與鋼纖維的體積率有關(guān)，砂率一般不低于50，同時(shí)水泥用量提高10。5.用水量根據(jù)材料規(guī)格、鋼纖維體積率、水灰比、坍落度參照表。3.4.2 鋼纖