群樁基礎(chǔ)大體積混凝土底板防裂控制施工工法

群樁根底大體積混凝土底板防裂控制施工技術(shù)研究與應(yīng)用鑒定資料青島城建集團二○一二年九月目錄鑒定大綱································································2工作報告································································4技術(shù)報告································································8社會及經(jīng)濟效益分析報告·················································35工程檢測報告···························································36群樁根底大體積混凝土底板防裂控制施工工法·······························45用戶使用報告···························································53檢索查新報告···························································56應(yīng)用實例·······························································63鑒定大綱一、工程名稱：群樁根底大體積混凝土底板防裂控制施工技術(shù)研究與應(yīng)用二、任務(wù)來源：自主研發(fā)三、完成單位：青島城建集團協(xié)作單位：濟南城建集團四、鑒定依據(jù)：?混凝土強度檢驗評定標準?GB/T50107-2021?建筑地基根底工程施工質(zhì)量驗收標準?GB50202-2002?預(yù)拌混凝土?GB14902-2003?粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)標準?GBJ146-90?混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程?JGJ/T10-2021五、鑒定目的：通過鑒定，對?群樁根底大體積混凝土底板防裂控制施工工法?作出客觀評價，評審該工程研究成果是否符合國家和地方的有關(guān)法規(guī)、政策，是否符合市政工程實際需要，為該施工技術(shù)推廣應(yīng)用提供科學依據(jù)。六、鑒定內(nèi)容：1、本工程的技術(shù)資料、文件是否齊全、符合要求，及技術(shù)、資料文件中的數(shù)據(jù)、圖表是否準確、完整。2、鑒定群樁根底大體積混凝土底板防裂控制施工工藝、施工方案是否合理。3、對群樁根底大體積混凝土底板防裂控制施工技術(shù)在工程中的應(yīng)用技術(shù)作出判斷；并綜合國內(nèi)同類施工方法進行比照分析，有何特點、獨創(chuàng)性、新穎性，準確評價工程水平。4、評估經(jīng)濟效益和社會效益。5、存在問題及改良建議。6、鑒定結(jié)論：全面準確提出意見。七、鑒定程序〔一〕組成鑒定委員會，通過成員名單及各工作組，選出主任〔二〕通過鑒定大綱〔三〕課題組匯報研究成果〔四〕專家質(zhì)詢與課題組辯論〔五〕鑒定委員會專家評審〔六〕專家分組討論，起草、審議、通過鑒定意見八、根據(jù)鑒定內(nèi)容全面、客觀、準確地提出鑒定意見。九、鑒定資料目錄1、工作報告2、技術(shù)報告3、社會及經(jīng)濟效益分析報告4、工程檢測報告5、群樁根底大體積混凝土底板防裂控制施工工法6、用戶使用報告7、檢索查新報告8、應(yīng)用實例此大綱經(jīng)鑒定委員會通過后生效。工作報告1.概述1.1立項背景大體積混凝土斷面大、水泥用量多，在施工過程中，水泥水化后釋放的水化熱會使混凝土產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力，導致混凝土產(chǎn)生外表裂縫和貫穿性裂縫，影響根底或主體結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性和防水抗?jié)B性。目前，國內(nèi)外針對大體積混凝土裂縫控制也有了很多研究，在參考了相關(guān)文獻例如：廈門海滄大橋、上海竹園第二污水處理廠等大體積混凝土澆筑時的裂縫控制，常用的技術(shù)措施有以下幾點。(1)降低水泥水化熱(2)降低混凝土入模溫度(3)加強施工中溫度控制(4)改善約束條件(5)提高混凝土的極限拉伸強度等。對于臨海粉煤灰吹填區(qū)域，因承載力過低，采用群樁根底，在該根底條件下的大體積混凝土澆筑施工而言難度更大。這是由于根據(jù)地質(zhì)情況，對預(yù)先打入的混凝土預(yù)制方樁排列密集，長短不一，對大體積混凝土底板的約束較大，導致混凝土更易出現(xiàn)裂縫。青島城建集團與濟南城建集團聯(lián)合開展技術(shù)攻關(guān)，在不斷試驗和總結(jié)的根底上，針對臨海粉煤灰吹填區(qū)域群樁根底條件下的大體積混凝土底板防裂施工問題，研制了一套可以嚴格保證施工質(zhì)量且高效的施工工藝，經(jīng)實踐驗證，該方法可縮短工期、降低本錢、有效防止大體積混凝土底板開裂。1.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀的調(diào)查經(jīng)過查新國內(nèi)多為普通大體積混凝土的施工，通過優(yōu)化大體積混凝土配合比，配合綜合溫控技術(shù)，最大限度地減少因水化熱引起的混凝土溫差應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫以及混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫。群樁根底大體積混凝土底板防裂控制，施工場地主要為淤泥混沙層和粉煤灰回填層，地址條件復(fù)雜，且預(yù)先打入的混凝土預(yù)制方樁排列密集，長短不一，對大體積混凝土的約束較大。對分析整體混凝土裂縫產(chǎn)生的原因和應(yīng)對措施比擬困難，對混凝土澆筑完畢后的后期裂縫控制如控制養(yǎng)護時間和測溫次數(shù)必須經(jīng)過計算作為參考，比擬復(fù)雜和繁瑣。1.3與當前國內(nèi)同類研究、同類技術(shù)做綜合比擬傳統(tǒng)工藝針對大體積混凝土水泥水化熱大，構(gòu)件斷面尺寸較厚，熱量不易排出等特點，傳統(tǒng)工藝從優(yōu)化配合比，加強養(yǎng)護，減小混凝土內(nèi)外溫差等方面入手，采取措施，以減少混凝土裂縫產(chǎn)生。群樁根底大體積混凝土底板防裂控制施工工藝結(jié)合地基承載力差的臨海復(fù)雜地質(zhì)條件下大體積混凝土防裂施工工藝，尤其是粉煤灰吹填造陸區(qū)域內(nèi)的大體積混凝土工程施工中防裂控制，相對于其它類似的大體積混凝土裂縫控制而言，分析了群樁根底對大體積底板混凝土裂縫的約束力影響，新增加了后澆帶處理和泌水處理措施，并且在混凝土測溫過程中選用電子測溫設(shè)備，能夠更精確的掌握混凝土內(nèi)部溫度，施工工藝先進合理，便于操作。2.課題研究的主要內(nèi)容和研究人員組成2.1課題研究的主要內(nèi)容本課題適用于地基承載力差的復(fù)雜地質(zhì)條件下，采用群樁根底對底板混凝土約束較大的大體積混凝土工程施工，例如：筏板根底、大型設(shè)備根底、樁根底的承臺、人防及地下建筑結(jié)構(gòu)等大體積混凝土的施工。研究的主要內(nèi)容如下：優(yōu)化大體積混凝土配合比，配合綜合溫控技術(shù)，最大限度地減少因水化熱引起的混凝土溫差應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫以及混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫。采用斜面分層澆注混凝土的方法，有利于快速釋放熱量進行快速連續(xù)澆筑，縮短了施工工期。本施工工藝，由于減少了施工工序之間的交叉，從而簡化施工程序，加快施工進度。本施工工藝，采用800mm后澆帶做法，防止了混凝土因長度大引起的溫度收縮裂縫，保證了施工質(zhì)量。2.2課題研究人員組成主要研制人員名單序號姓名性別出生年月技術(shù)職稱文化程度工作單位1張凱男1975.6工程師研究生青島城建集團2陳聰男1980.11工程師本科青島城建集團3陳奎松男1986.7助工?？魄鄭u城建集團4劉鋒男1973.6高工本科濟南城建集團5孔德中男1984.3助工本科濟南城建集團6于天光男1962.10高工本科青島城建集團7曲健男1975.7高工本科青島城建集團8曹現(xiàn)迎男1974.6高工本科青島城建集團9類維波男1980.12工程師本科青島城建集團10于建欣男1986.1助工本科青島城建集團3．研究過程2007年8月至2007年10月課題小組在青島市婁山河污水處理廠工程中，對群樁根底條件下的大體積混凝土底板防裂施工問題，進行了施工技術(shù)探討和研究，確定施工工藝。2021年4月至2021年6月課題小組在青島婁山河污水處理廠一期出水標準升級工程中，對群樁根底條件下的大體積混凝土底板防裂施工問題，再次進行了施工技術(shù)分析，完善了施工工藝。2021年5月至2021年7月課題小組在青島太原路固體廢棄物中轉(zhuǎn)站遷建工程中，對群樁根底條件下的大體積混凝土底板防裂施工問題，第三次進行了施工技術(shù)的深入研究和工藝提升。大體積混凝土澆筑常用的技術(shù)措施有以下幾點。(1)降低水泥水化熱(2)降低混凝土入模溫度(3)加強施工中溫度控制(4)改善約束條件(5)提高混凝土的極限拉伸強度等。對于沿海粉煤灰吹填區(qū)的地下大體積混凝土澆筑施工而言難度更大，這是由于施工場地主要為淤泥混沙層和粉煤灰回填層，地址條件復(fù)雜，且預(yù)先打入的混凝土預(yù)制方樁排列密集，長短不一，對大體積混凝土的約束較大。青島城建集團與濟南城建集團聯(lián)合開展技術(shù)攻關(guān)，在不斷試驗和總結(jié)的根底上，針對臨海粉煤灰吹填區(qū)域群樁根底條件下的大體積混凝土底板防裂施工問題，研制了一套可以嚴格保證施工質(zhì)量且高效的施工工藝，經(jīng)實踐驗證，該方法可縮短工期、降低本錢、有效防止大體積混凝土底板開裂。4．該工程研究的目的意義解決了工程施工中，水泥水化后釋放的水化熱會使混凝土產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力，導致混凝土產(chǎn)生外表裂縫和貫穿性裂縫，影響根底或主體結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性和防水抗?jié)B性。而且施工場地主要為淤泥混沙層和粉煤灰回填層，地址條件復(fù)雜，且預(yù)先打入的混凝土預(yù)制方樁排列密集，長短不一，對大體積混凝土的約束較大。為臨海粉煤灰區(qū)域大體積混凝土澆筑施工提供了很好的范例。5．已應(yīng)用和推廣的情況青島市婁山河污水處理廠位于青島市李滄區(qū)西部的婁山河入海口，廠區(qū)總規(guī)劃用地約22萬m2，場地原為青島發(fā)電廠的粉煤灰排放場。其中生物反響池長141m*寬120m，分東、西兩池〔每池長141m,寬60m〕，凈高7.2m，底板厚850mm，外池壁厚650mm，C80預(yù)應(yīng)力混凝土管樁根底。該工程采用本工藝施工，效果較好；青島婁山河污水處理廠一期出水標準升級工程位于青島市李滄區(qū)婁山河入海口青黃高速公路西側(cè)，粉煤灰吹填區(qū)域，總占地面積1萬㎡，工程造價3859萬元。其中污泥濃縮預(yù)缺氧池40m*22m*9m〔池深〕，底板800mm厚，池壁600mm厚，該工程采用本工藝施工，效果較好；青島市太原路固體廢棄物中轉(zhuǎn)站遷建工程位于李滄區(qū)濱海路36號，婁山河污水處理廠西側(cè)的電廠粉煤灰吹填區(qū)，占地面積約10萬㎡。其中中轉(zhuǎn)車間底板長144m，寬82.5m；地下一層，地下室埋深8.2m。本工程設(shè)計采用樁根底及大體積成片筏板根底，底板厚度800mm，局部1500mm在青島城建集團承包的青島市城市糞便無害化處置工程施工中，地處粉煤灰吹填區(qū)域，根底結(jié)構(gòu)形式樁根底，其中隔離液及調(diào)節(jié)池底板及外墻厚度較大，準備采用群樁根底大體積混凝土底板防裂控制施工工法進行施工。6．結(jié)論與展望臨海粉煤灰吹填區(qū)地下混凝土結(jié)構(gòu)防裂控制施工工法通過優(yōu)化大體積混凝土配合比，配合綜合溫控技術(shù)，最大限度地減少因水化熱引起的混凝土溫差應(yīng)力產(chǎn)生的裂縫以及混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫。采用斜面分層澆注混凝土的方法，有利于快速釋放熱量進行快速連續(xù)澆筑，縮短了施工工期。另外本施工工藝，由于減少了施工工序之間的交叉，從而簡化施工程序，加快施工進度。工程施工過程中嚴格執(zhí)行施工標準、操作規(guī)程，工程內(nèi)容符合設(shè)計要求，施工質(zhì)量符合質(zhì)量標準。同時社會效益和經(jīng)濟效益顯著，在市政同類相似的工程中經(jīng)受了檢驗，可以推廣。技術(shù)報告1.大體積混凝土底板裂縫早期控制計算根據(jù)施工擬采取的防裂措施和現(xiàn)場的施工條件，在大體積混凝土澆筑前先計算水泥水化熱絕熱溫升、各齡期的彈性模量、收縮變形和收縮當量溫差估算出混凝土內(nèi)部最大的溫度收縮應(yīng)力，假設(shè)小于混凝土的極限抗拉強度，表示采取的措施有效地抑制裂縫的出現(xiàn)；假設(shè)大于混凝土的極限抗拉強度，須從配合比、施工技術(shù)、養(yǎng)護、控制溫差等措施改善。1.1溫度應(yīng)力計算水化熱絕熱溫升計算工程采用青島山水牌普通硅酸鹽水泥，用量288kg/m3，粉煤灰用量48kg/m3，礦粉用量144kg/m3，青島山水牌普通硅酸鹽水泥第28天最終水化熱是Q0=330KJ/kg，通過計算得到澆筑后第3天釋放的水化熱是Q(3d)=Q0(1-e-mt)=330×〔1-e-0.384×3〕=225.7KJ/kg,澆筑后第7天水泥釋放的水化熱是Q(7d)=Q0(1-e-mt)=330×(1-e-0.384×7〕=307.55KJ/kg。假定混凝土處于上不能散發(fā)熱量的絕熱狀態(tài)，混凝土把內(nèi)部溫度持續(xù)上升與時間的規(guī)律由下式確定：在摻有粉煤灰的情況下按照以下公式計算水化熱絕熱溫升：絕熱最高溫升：T(t)―任意時間t，混凝土絕熱溫升值〔℃〕；W―每立方米中水泥用量〔kg〕；C―混凝土的比熱，一般取0.97×103J/(kg?℃)；―混凝土質(zhì)量密度，取2600kg/m3；t―混凝土澆筑后計算天數(shù)〔d〕；k—折減系數(shù)，對于粉煤灰取0.3；F—摻合料用量〔kg/m3〕；m―水泥品種與溫升速度有關(guān)的系數(shù)，0.3～0.5；具體見表1-1。根據(jù)公式得：T3d=(mc+KF)Q/Cρ=(288+0.3×192)×225.7/0.97×2400=33.5℃T7d=(mc+KF)Q/Cρ=(288+0.3×192)×307.55/0.97×2400=45.6℃表1-1m值隨溫度的變化取值澆筑溫度〔℃〕510152025 30m0.2950.3180.3400.3620.3840.406各齡期混凝土收縮變形值一般表達式：―各齡期混凝土的收縮相對變形值；―標準狀態(tài)下混凝土極限收縮值，取3.24×104；M1,M2,M3???Mn―修正系數(shù)；根據(jù)該地區(qū)地質(zhì)條件以及按照標準要求?。篗1=1.00,M2=0.92,M3=1.00,M4=1.357,M5=0.9,M6=1.09,M7=0.88,M8=1.02,M9=1.10,M10=0.86。ε(3d)=3.24×10-4〔1-e-0.01×3〕×0.92×1.357×0.9×1.09×0.88×1.02×1.10×0.86=0.9×10-5；ε(7d)=3.24×10-4〔1-e-0.01×7〕×0.92×1.357×0.9×1.09×0.88×1.02×1.10×0.86=2.3×10-5。1.1.3混凝土當量溫差混凝土的當量溫差是將混凝土收縮引起的變形換算成引起同樣的變形所需要的溫度，一般公式：Ty(t)―各齡期混凝土的收縮當量溫差〔℃〕；―混凝土線膨脹系數(shù)，取1.0×10-5；T3d=ε(3d)/α=0.9℃；T7d=ε(7d)/α=2.3℃。1.1.4混凝土彈性模量一般計算公式：E(t)―混凝土澆筑后t時刻的彈性模量〔N/mm2〕；Ec―混凝土28d的彈性模量〔N/mm2〕；E(3d)=E0(1-e-0.09t)=3.25×104×(1-e-0.09×3)=0.77×104；E(7d)=E0(1-e-0.09t)=3.25×104×(1-e-0.09×7)=1.52×1041.1.5混凝土收縮應(yīng)力為了確切計算混凝土早期溫度應(yīng)力，考慮彈性模量和松弛系數(shù)的變化，一般計算公式如下：―混凝土溫度應(yīng)力〔N/mm2〕；―混凝土的最大溫差〔℃〕；―應(yīng)力松弛系數(shù)，一般取0.3～0.5；―混凝土泊松比，一般取0.15～0.20；L―底板長度〔mm〕；―約束狀態(tài)影響系數(shù)，可按下式計算：其中，H―根底底板厚度〔mm〕；Cx―地基水平阻力系數(shù)；見表1-2。第三天約束狀態(tài)影響系數(shù)：第七天約束狀態(tài)影響系數(shù)：均小于混凝土極限抗拉應(yīng)力1.71MPa，不會出現(xiàn)裂縫。表1-2地基水平阻力系數(shù)Cx的取值地基類型軟粘土砂質(zhì)粘土堅硬粘土風化巖巖石Cx的值0.01～0.030.03～0.060.06～0.100.60～1.001.00～1.501.2設(shè)計控制措施1.2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計合理合理設(shè)置施工縫和后澆帶，以減小約束應(yīng)力。對于臨海復(fù)雜地質(zhì)大體積混凝土而言，因水化產(chǎn)生的溫度應(yīng)力與混凝土澆筑塊的不均勻溫差約束系數(shù)有關(guān)系，該系數(shù)越大，溫度應(yīng)力越大，混凝土產(chǎn)生裂縫的幾率也越大。而該系數(shù)又與澆筑長度相關(guān)，澆筑長度越大，溫度應(yīng)力也越大。因此，適當?shù)姆謱臃謮K，減小澆筑塊長度是減小溫度應(yīng)力的一個有效措施。1.2.2科學配筋采取科學的配筋形式。鋼筋或其類似作用的材料在混凝土中首先承當著傳遞應(yīng)力的作用，混凝土產(chǎn)生變形時局部應(yīng)力可以被鋼筋的拉伸作用所抵消，如應(yīng)力從較高區(qū)域向較低區(qū)域轉(zhuǎn)移。另外，鋼筋在混凝土中一般呈網(wǎng)格狀分布，這本身就可以阻礙混凝土的流動，顯然網(wǎng)格越密，剛澆筑的混凝土內(nèi)部流動的幾率也越小。一般而言為了方便施工采取大直徑、小密度的配筋方法，因為密度越小，鋼筋間距越大，對集料的最大粒徑要求較小，反之密度大間距小，集料就要求越細，影響施工。因此在混凝土澆筑時，必須平衡這兩方面的矛盾，一般在不影響結(jié)構(gòu)受力的情況下，盡量疏散鋼筋。2.設(shè)置膨脹加強帶、后澆帶結(jié)構(gòu)物長度是影響溫度收縮應(yīng)力的因素之一，且在一定長度范圍內(nèi)對溫度應(yīng)力影響較為顯著。后澆帶、膨脹加強帶的設(shè)置能有效減少溫度給結(jié)構(gòu)物帶來應(yīng)力，因此減少裂縫的開裂。由下式可知：根底的溫度應(yīng)力與澆筑體的不均勻溫差約束系數(shù)A2有關(guān)，A2愈大，所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力愈大，A2關(guān)系式有以下確定：由此可見，溫度應(yīng)力與混凝土一次性澆筑長度有關(guān)，澆筑長度愈長，所出現(xiàn)的溫度應(yīng)力愈大，所以，合理設(shè)置后澆帶是十分有必要的。以太原路固體廢棄物中轉(zhuǎn)站遷建工程為例，該工程因結(jié)構(gòu)長度較大為144m，經(jīng)計算在長度方向上設(shè)置兩條2條后澆帶，寬度方向上設(shè)置一條后澆帶，每條后澆帶寬度800mm，并且一直保存到建筑主體完工時，用補償性混凝土將其澆筑完畢。膨脹加強帶采用添加51kg/m3AEA膨脹劑的混凝土在混凝土初凝前澆筑完成，后澆帶那么一直保存到主體施工完畢才澆筑，后澆帶采用的混凝土同膨脹加強帶的混凝土；后澆帶、膨脹加強帶均采用鋼絲網(wǎng)封閉并支好模板，以防在澆筑混凝土時混凝土流入后澆帶或者是膨脹加強帶，影響再次澆筑到后澆帶或者膨脹加強帶內(nèi)混凝土的質(zhì)量。后澆帶、膨脹加強帶的布置如圖2-1；分割后澆帶內(nèi)鐵絲網(wǎng)布置如圖2-2；留設(shè)到主體完工的后澆帶如圖2-3；主體完工后澆筑完的后澆帶如圖2-4。圖2-1加強帶、后澆帶布置圖鐵絲網(wǎng)分割后澆帶鐵絲網(wǎng)分割后澆帶圖2-2后澆帶分割設(shè)置澆筑完成的后澆帶后澆帶澆筑完成的后澆帶后澆帶圖2-3一直留設(shè)到主體完工的后澆帶圖2-4主體完工后后澆帶澆筑3.養(yǎng)護措施溫度應(yīng)力計算：由前面理論知識得，齡期為3天釋放的水化熱225.7KJ/kg，最大絕熱溫升33.5℃，澆筑3天后的混凝土的彈性模量是0.77×104N/mm2,計算得到的溫度應(yīng)力為0.53MPa，小于1.71MPa；齡期為7天釋放的水化熱307.55KJ/kg，最大絕熱溫升45.6℃，澆筑7天后的混凝土的彈性模量是1.52×104N/mm2,計算得到的溫度應(yīng)力為1.70MPa，小于1.71圖3-1入模溫度對大體積混凝土溫升的影響3.1最大絕熱溫升的測算Tmax=(mc+KF)Q/cρ式中：Tmax—混凝土內(nèi)部的最高溫升值〔℃〕；mc—混凝土中的水泥用量〔288kg/m3〕；Q—水泥28d水化熱〔330KJ/kg〕；F—混凝土中的活性摻和料用量〔192kg/m3〕；C—混凝土比熱、取0.97KJ/(kg·k)；ρ—混凝土密度取2600kg/m3；K—摻和料折減系數(shù)，取0.3；經(jīng)計算：Tmax=45.63.2保溫材料的厚度計算和覆蓋方法經(jīng)計算，本底板混凝土中心最高溫度為45.6℃，按有關(guān)規(guī)定要求混凝土內(nèi)外溫差控制在25℃Ta=Tmax-25=2因此，混凝土保溫材料厚度按下式計算δ—養(yǎng)護材料厚度K—傳熱系數(shù)修正值，取1.5Η—結(jié)構(gòu)物的厚度，取1.5米λ—保溫材料〔毛氈〕導熱系數(shù)，取0.06w/m·k；λ1—混凝土導熱系數(shù)，取2.33w/m·kΤa—混凝土外表溫度Τb—混凝土到達最高溫度時的大氣平均溫度，計算時可取Τa－Τb=15-20℃,Τmax－Τa=20δ＝0.5×1.5×15×0.06×1.5/(2.33×(45.6-25))=1.經(jīng)計算，所需保溫材料的厚度為1.9cm，即在施工時在混凝土外表覆蓋1.9cm，即可保證混凝土的保溫要求。由于夏季施工大氣溫度較高，混凝土外表水分蒸發(fā)較快，為了防止水分過快喪失，在保溫層上灑水保持3.3實時測溫加強測溫和溫度監(jiān)測與管理，實行信息化控制，隨時控制混凝土內(nèi)的溫度變化，內(nèi)外溫差控制在25℃以內(nèi)，及時調(diào)整保溫及養(yǎng)護措施，使混凝土塊體的溫度梯度和濕度不至于過大，以有效控制有害裂縫的出現(xiàn)。如圖3-2所示混凝土豎向測溫點，3-3水平測溫點布置示意圖，以及3-4圖3-2大體積混凝土的豎向測溫布置圖圖3-3大體積混凝土測溫點平面布置圖圖3-4現(xiàn)場大體積混凝土測溫4.臨海復(fù)雜地質(zhì)大體積地下混凝土有限元分析采用MIDAS/civil軟件對該工程大體積混凝土筏板根底進行溫度應(yīng)力有限元分析。MIDAS/civil是通用的空間有限元分析軟件，適用于大體積地下混凝土結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)、水利水電結(jié)構(gòu)的分析與設(shè)計。利用其獨特的GUI和圖形處理功能可按階段進行查看，將結(jié)構(gòu)輸出文本形式。MIDAS/civil進行溫度應(yīng)力分析包括熱傳導分析和溫度應(yīng)力分析連個過程，參照文獻主要步驟如下：輸入構(gòu)件的材料特征值〔彈性模量、熱傳導系數(shù)等〕輸入時間依存性材料特征值〔收縮與徐變等〕建立結(jié)構(gòu)模型〔建立結(jié)構(gòu)單元與邊界條件〕水化熱分析控制環(huán)境溫度函數(shù)、對流系數(shù)函數(shù)、但愿對流邊界輸入外界溫度熱源函數(shù)、分配熱源〔將熱源分配給相應(yīng)的單元〕施工階段的設(shè)定分析與查看結(jié)果：結(jié)果輸出4.1大體積混凝土有限元模型參數(shù)的選取模型的選取〔1/6結(jié)構(gòu)〕該工程實例是大型混凝土設(shè)備根底，其尺寸為144m×82.5m×1.5m，X軸方向設(shè)置2條后澆帶，Y軸方向設(shè)置1條后澆帶將根底分為6塊，參照文獻，取其中的一塊作有限元模型分析，其尺寸為48m×40m×1.5m，筏板根底下用打樁機打下有1909根450mm×450mm、長度為21m的預(yù)制方樁〔因在基坑開挖后，截去8m左右，實際埋在地基中的樁長度在13m左右〕，方樁深度確實定通過樁頂標高確定并結(jié)合貫入度輔助確定，然后澆筑100mm素混凝土墊層，假設(shè)由地基導熱，根據(jù)現(xiàn)有的工程特殊地質(zhì)〔最上層粉煤灰回填、地基與根底交界處出現(xiàn)地下水、持力層為沙土〕條件取地基尺寸為60m×50m×1.0m，混凝土設(shè)備筏板根底所澆筑的混凝土強度為C40P8，采用青島山水牌普通硅酸鹽水泥，并摻加大量粉煤灰與礦粉，用以替代一局部水泥降低水化過程產(chǎn)生的熱量減小裂縫開裂的概率，由于設(shè)置后澆帶采取分塊施工，每塊采取分三層澆筑施工，第一層澆筑厚度均為500mm，每一層的澆筑時間大約為4-5h，模型尺寸見下表4-1。表4-1模型尺寸及分層澆筑厚度劃分位置尺寸澆筑時間地基筏板根底澆筑第一層60m×50m×1.0m48m×40m×1.5m48m×40m×0.5m\\5-6h澆筑第二層澆筑第三層48m×40m×0.5m48m×40m×0.5m5-6h5-6h模擬分析材料熱特征值〔1〕參數(shù)的選取。混凝土有限元模型中有關(guān)材料物理特性的指標根據(jù)工程經(jīng)驗選取見下表。表4-2有限元模擬分析參數(shù)物理特性筏板根底地基比熱〔kcal/kg·℃〕比重〔kg/m3〕熱傳導率〔kcal/m·h·℃〕對流系數(shù)〔kcal/m2·h·℃〕28d抗壓強度〔N/mm2〕28d彈性模量〔N/mm2〕強度開展系數(shù)ACI熱膨脹系數(shù)泊松比水泥用量〔kg/m3〕熱原函數(shù)系數(shù)環(huán)境溫度〔℃〕混凝土澆筑溫度〔℃〕0.2426002.3312403.25×104a=4.5，b=0.951.0×10-50.2288K=48.99,a=0.7見圖4-1230.218001.812—1.0×103—1.0×10-50.2——見圖4-123在混凝土澆筑期間對外界大氣溫度連續(xù)30天的記錄并查當?shù)叵募練夂蛸Y料，最終借助MIDAS/civil輔助作圖繪制的溫度曲線如圖4-1：圖4-1環(huán)境溫度〔2〕初始條件與邊界條件。溫度的分布是不均勻的，在驗算貫穿性裂縫時，取截面均勻降溫差，為了簡化計算假設(shè)界面中部水化熱均勻溫升，最大絕熱溫升為48.99℃MIDAS建立的有限元模型及有限元劃分借助MIDAS/civil輔助建模，采用八節(jié)點立方體單元劃分模型，將地基與筏板根底按長度×寬度×高度為3m×2m×0.5m進行劃分，劃分后的模型如圖4-2：圖4-2midas建立的大體積筏板根底模型及有限元劃分4.2大體積混凝土有限元求解在固體熱傳導理論根底上根據(jù)變分原理建立混凝土結(jié)構(gòu)非溫度場有限元根本公式求得溫度場；由混凝土熱彈塑性體本構(gòu)關(guān)系建立混凝土熱彈塑性體溫度應(yīng)力有限元公式，求得混凝土溫度應(yīng)力。考慮到空間不穩(wěn)定的溫度場、以及熱傳導方程、初始和邊界條件，等價于以下函數(shù)：溫度在t=0時，假設(shè)初始溫度在第一類邊界上取邊界溫度，使以下函數(shù)去極小值：其中，是在求解域R上的體積分，是在邊界C上的面積分，式中：T是溫度，是絕熱溫升，是外表放熱系數(shù)，是導溫系數(shù)，是溫度，是邊界溫度?，F(xiàn)把求解域劃分有限單元，假設(shè)單元e的結(jié)點為,結(jié)點溫度，單元內(nèi)任意點的溫度都可以用溫度表示為：把單元e看做R上的一個子域,那么有：當單元無限小時，近似地認為均勻分布，那么有：式中：為了使I(T)取最小值，有：得：將上式代入得到：其中根據(jù)上式求出時結(jié)點溫度，在選取時間步長應(yīng)滿足。4.3大體積混凝土有限元結(jié)果分析〔1〕筏板根底中心溫度與時間的關(guān)系圖4-3筏板根底中心溫度與時間的關(guān)系〔2〕筏板根底外表溫度與時間的關(guān)系圖4-4筏板根底外表溫度與時間的關(guān)系圖4-5中心與外表溫差與時間的關(guān)系4.4模擬分析結(jié)果〔1〕溫度分析結(jié)果最大溫度云圖最小溫度云圖10小時溫度云圖30小時溫度云圖50小時溫度云圖80小時溫度云圖80小時溫度云圖120小時溫度云圖190小時溫度云圖210小時溫度云圖230小時溫度云圖260小時溫度云圖300小時溫度云圖360小時溫度云圖480小時溫度云圖680小時溫度云圖800小時溫度云圖980小時溫度云圖圖4-6溫度變化分析結(jié)果〔2〕應(yīng)力分析結(jié)果10小時應(yīng)力云圖30小時應(yīng)力云圖50小時應(yīng)力云圖80小時應(yīng)力云圖120小時應(yīng)力云圖150小時應(yīng)力云圖190小時應(yīng)力云圖210小時應(yīng)力云圖230小時應(yīng)力云圖260小時應(yīng)力云圖300小時應(yīng)力云圖360小時應(yīng)力云圖480小時應(yīng)力云圖600小時應(yīng)力云圖680小時應(yīng)力云圖980小時應(yīng)力云圖最小應(yīng)力云圖最大應(yīng)力云圖圖4-7應(yīng)力變化分析結(jié)果圖4-8整體應(yīng)力與時間的關(guān)系〔a〕〔b〕圖4-9控制點應(yīng)力和張拉應(yīng)力與時間的關(guān)系圖4-10控制點拉應(yīng)力比與時間的關(guān)系圖4-11控制點溫度與時間的關(guān)系通過對臨海復(fù)雜地質(zhì)〔臨海粉煤灰吹填區(qū)域〕1.5m厚大型設(shè)備筏板根底施工階段水化熱的模擬分析，分別從整體應(yīng)力和溫度變化、控制點的溫度與應(yīng)力變化得到：1〕隨著混凝土筏板根底內(nèi)水泥水化反響的進行，在此區(qū)域形成比擬大的溫度應(yīng)力梯度，混凝土核心區(qū)應(yīng)力逐步增大，通過分析可知，最大溫度應(yīng)力出現(xiàn)在160小時，對應(yīng)的應(yīng)力最大值為1.70MPa，此時的最大絕熱溫升為45.62〕在水泥水化過程中，混凝土核心區(qū)水化熱釋放的熱量也影響到地基，使得地基溫度也有所上升，此時根底與大氣的溫度差約為30℃。5．該工程研究的目的意義解決了工程施工中，水泥水化后釋放的水化熱會使混凝土產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力，導致混凝土產(chǎn)生外表裂縫和貫穿性裂縫，影響根底或主體結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性和防水抗?jié)B性。而且施工場地主要為淤泥混沙層和粉煤灰回填層，地址條件復(fù)雜，且預(yù)先打入的混凝土預(yù)制方樁排列密集，長短不一，對大體積混凝土的約束較大。為臨海粉煤灰區(qū)域大體積混凝土澆筑施工提供了很好的范例。6.技術(shù)經(jīng)濟指標的先進程度大體積底板混凝土澆筑完畢后，觀感質(zhì)量較好，未發(fā)現(xiàn)比擬明顯的裂縫，其中混凝土的配合比，水泥用量和溫度控制相對國內(nèi)其它類似工程控制較好，但工程也存在一些缺乏，主要在混凝土后澆帶處，發(fā)現(xiàn)細微裂縫三處，經(jīng)現(xiàn)場查看和分析主要因為混凝土邊緣保溫保濕養(yǎng)護覆蓋有遺漏，通過加強責任心完全可以防止，總體上該工藝比擬成熟和先進。7.工藝原理影響混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的因素很多，諸如混凝土的熱學、力學參數(shù)，彈性模量，約束強弱，絕熱溫升，徐變及松弛系數(shù)、收縮變形，保溫性能，養(yǎng)護條件等。大體積混凝土施工時，能否較好地控制裂縫的出現(xiàn)或開展，關(guān)鍵在于盡快釋放水泥水化產(chǎn)生的熱量，降低混凝土澆筑時的溫度，降低塊體內(nèi)部溫度，減小混凝土內(nèi)外溫差，在施工過程中預(yù)留測溫孔進行實時測溫必要時采取措施以到達減少溫度應(yīng)力引起的裂縫的目的。降低水泥水化熱可采用如下方法：①選用中低水化熱的水泥，如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥或粉煤灰水泥等。②盡量選用級配良好的集料，大量摻加粉煤灰等摻和料，充分利用混凝土的后期強度，減少水泥用量，每立方米混凝土每減少10kg水泥用量，混凝土水化溫度將降低1℃。③降低混凝土入模溫度可采用如下方法：①夏季砂石材料應(yīng)防止陽光直曬，并可噴冷水霧或冷氣預(yù)冷；用低溫水或冰水攪拌混凝土；運輸過程中也應(yīng)防止日曬。②保證模內(nèi)通風，加速模內(nèi)熱量散發(fā)。③摻入緩凝型減水劑，防止水化熱集中產(chǎn)生。加強施工中溫度控制可采用如下方法：①混凝土澆筑后，要保溫保濕長期養(yǎng)護，緩慢降溫，防止混凝土內(nèi)外溫度、濕度梯度過大。②加強測溫控溫，及時調(diào)整保溫養(yǎng)護措施，將混凝土內(nèi)外溫度差控制在25℃以下。③改善約束條件可采用如下方法：①分層分塊澆筑，合理設(shè)置施工縫及后澆帶，以放松約束條件并減少水化熱的聚集。②對大體積混凝土根底，可在與巖石地基或混凝土墊層之間設(shè)置滑動層(隔離層)，如刷瀝青、鋪卷材等，以消嵌固作用，釋放約束力。提高混凝土的極限拉伸強度可采用如下方法：①選擇良好級配的粗集料，嚴格控制砂石含泥量，可摻入適量的膨脹劑，振搗要密實。②根據(jù)大體積混凝土形狀，在易發(fā)生裂縫部位增配構(gòu)造鋼筋，承受收縮拉應(yīng)力。8.群樁根底大體積混凝土底板防裂控制施工工藝流程及操作要點8.1工藝流程A.澆筑前準備工作→B.綁扎底層鋼筋→C.布置冷水管→D.綁扎頂層鋼筋→E.支模板→F.布置測溫點→G.400mm斜面分層澆筑混凝土→H.標尺分層量取高度→I.分層振搗→J.人工找平→K.去除混凝土外表浮漿→L.拆?！鶰.養(yǎng)護→N.成品保護。(流程見圖5.1)施工準備那么包括〔1〕編制施工組織設(shè)計、材料供給方案、混凝土澆搗方案及測溫和養(yǎng)護等專項技術(shù)措施?！?〕審核商品混凝土攪拌站施工資質(zhì)及供給量情況，要求其所供給的商品混凝土組成的所有材料，如水泥、粉煤灰、骨料等品牌及質(zhì)量要求技術(shù)參數(shù)必須完全一致?！?〕對勞務(wù)隊進行大體積混凝土澆筑監(jiān)控要點的技術(shù)交底，明確澆筑重點。E布置測溫點F支模板E布置測溫點F支模板G400mm分層澆筑砼B綁扎底層鋼筋C布置冷水管D綁扎頂層鋼筋H.標尺分層量取高度I.分層振搗J.人工找平K.去除混凝土外表浮漿、泌水A澆筑前準備工作L.拆模N.成品保護M.養(yǎng)護、測溫圖8.1工藝流程圖8.2操作要點8.2.1混凝土的攪拌和運輸混凝土的垂直及水平運輸采用混凝土輸送泵，現(xiàn)場設(shè)輸送泵2部。商品混凝土供料應(yīng)保證混凝土輸送泵的連續(xù)供給，減少混凝土在泵管中的停留時間。輸送管的布設(shè)要順直，轉(zhuǎn)彎宜緩，接頭嚴密，泵管布置要考慮施工順序，由遠而近。卸下的泵管應(yīng)及時將混凝土倒出并沖洗，以便再接管利用，同時應(yīng)準備一節(jié)軟管，以便工人澆筑混凝土時及時換接澆筑部位，減少因換管耽誤時間。8.2.2混凝土的澆筑按照每層混凝土澆筑面積的大小將其劃分成一定數(shù)量的施工區(qū)域，并分別設(shè)置后澆帶，每一小塊澆筑區(qū)間的混凝土均采用斜面分層澆筑法，從中心向四周均勻澆筑，分層高度以標尺衡量，一般400～500mm為一層以加快混凝土散熱，根據(jù)各層的工程量及澆搗速度，正確計算混凝土輸出量。以保證上下層混凝土的銜接時間都在初凝前完成。每一層的混凝土澆筑時采用“分層趕漿法〞施工。8.2.3混凝土的振搗混凝土拌合料在攪拌、澆筑入模后，必須振動搗固，密實成型，結(jié)構(gòu)密實，使拌合料的顆粒之間以不同的震動加速度發(fā)生液化，破壞初始顆粒之間不穩(wěn)定平衡狀態(tài)，骨料顆粒依靠自重到達穩(wěn)定位置，游離水分擠壓上升，氣泡逸出外表，混凝土最終逐漸到達密實狀態(tài)。從而大大提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性。振搗棒插入混凝土的深度以進入下一層混凝土50mm～100mm為宜，消除兩層之間接縫，在振搗上層混凝土時，要在下層混凝土初凝之前進行?？稍谡駬v棒距端部450mm處綁紅皮筋作為深度標記。振搗器插點要均勻排列，采用“行列式〞或“交錯式〞的次序移動。不應(yīng)混用，防止漏振。振動器移動間距為500mm。一旦發(fā)現(xiàn)混凝土有初凝前兆〔用鋼筋插入有明顯孔洞〕，應(yīng)及時調(diào)整局部混凝土澆搗順序，防止出現(xiàn)施工冷縫，施工現(xiàn)場重點注意以下部位：1落深和面積較大的承臺部位、電梯和設(shè)備井坑、外墻板及水池墻板上下止水口局部。由于每臺泵速度不勻或個別由于停泵導致混凝土不連續(xù)供給的問題，應(yīng)在混凝土初凝前催促施工方進行二次泌水處理，克服混凝土早期脫水裂縫，檢查混凝土平整度。檢查現(xiàn)場測溫落實情況，及時分析溫度差變化，組織有關(guān)方面及時解決混凝土澆搗過程中出現(xiàn)的技術(shù)問題。2根據(jù)溫度變化及時落實已澆搗至設(shè)計標高局部混凝土外表保溫工作，保溫塑料薄膜覆蓋前必須完成二次泌水處理，減少混凝土外表裂縫，并澆水濕潤。薄膜覆蓋必須落實，薄膜內(nèi)保存一定水分，其它保溫材料根據(jù)溫度變化分層覆蓋。3根底承臺混凝土澆筑過程中要采取措施，降低混凝土的入模溫度，控制坍落度，控制坍落度的波動，不得加水，并要振搗密實。4混凝土澆搗方法從一個方向斜坡式分層連續(xù)澆搗，不留施工縫。5混凝土振搗采用上下、前后同時振搗的方法進行，即在混凝土澆筑點上下配備振搗棒操作工進行振搗。振動棒應(yīng)快插慢拔。插點布置均勻排列，逐點移動，順序進行，不應(yīng)遺漏，移動間距一般不超過30～40mm。泵送混凝土澆筑速度準備足夠的振動機械和人員。由于混凝土塌落度大，混凝土流淌坡度小，距離長，依次在澆筑點后面需配備振搗人員對斜坡進行振搗。8.2.4后澆帶處理后澆帶混凝土施工前，應(yīng)先將后澆帶處外表松散混凝土及砂漿清理干凈，露出新茬混凝土，用水沖洗干凈，澆筑混凝土時，先用水將模板內(nèi)的雜物沖洗干凈，然后才能正式澆筑混凝土，并注意將混凝土充分攪搗密實，保濕養(yǎng)護28天以上。8.2.5泌水處理混凝土拌合料澆筑之后到開始凝結(jié)期間，由于骨料和水泥漿下沉，水分上升，在已澆筑混凝土外表析出水分，形成泌水，使混凝土外表拌合料的含水量增加，產(chǎn)生大量浮漿，硬化后使面層混凝土強度低于內(nèi)部的混凝土強度，并產(chǎn)生大量容易剝落的“粉塵〞，混凝土在采用分層施工澆筑工藝時，必須去除泌水和浮漿，否那么會嚴重影響上下層混凝土之間粘結(jié)能力。影響鋼筋和混凝土粘結(jié)強度，產(chǎn)生裂縫。大體積混凝土底板在澆筑、振動過程中，可能會產(chǎn)生大量的泌水，由于混凝土為一個大坡面，泌水沿坡面流至墻、板底，應(yīng)派專人把水排盡，并用掃帚將混凝土外表浮漿去除。不斷排除大量泌水，有利于提高混凝土質(zhì)量和抗裂性能。泌水的處理方式如下圖3.2.5圖8.2.58.2.6混凝土的養(yǎng)護混凝土養(yǎng)護有兩個目的：一是創(chuàng)造使水泥得以充分水化的條件，加速混凝土硬化及強度形成；二是防止混凝土成型后因日曬、風吹、枯燥、寒冷等自然因素的影響而出現(xiàn)超出正常范圍的收縮、裂縫及破壞等現(xiàn)象。大體積混凝土的養(yǎng)護期間必須嚴格控制其內(nèi)外溫差，確保不出現(xiàn)有害裂縫，確?；炷临|(zhì)量，測定澆筑后的混凝土外表和內(nèi)部溫度，將溫差控制在25度范圍內(nèi)?；炷脸跄笮枰采w，終凝后開始澆水?；炷翉姸任吹竭_1.2N／mm2以前不得上人踩踏。覆蓋物可用麻袋片、草簾、竹簾、鋸末、砂及爐渣等，澆水次數(shù)以使混凝土保持濕潤為準，養(yǎng)護用水應(yīng)與拌制用水相同?；炷镣獗聿槐銤菜蚋采w塑料布時，可涂刷薄膜養(yǎng)生液，以防止混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)，以此進行養(yǎng)護。大體積混凝土養(yǎng)護可以采用不透水、氣的塑料薄膜將混凝土外表敞露的局部全部嚴密地覆蓋起來，保證混凝土在不失水的情況下得到充分養(yǎng)護。混凝土養(yǎng)護時間不得少于14d。大面積混凝土結(jié)構(gòu)可以蓄水養(yǎng)護。當日平均氣溫低于5℃8.2.7混凝土的測溫混凝土的測溫點布置原那么1真實反映混凝土塊體的內(nèi)外溫差、降溫速度及環(huán)境溫度的布置原那么。2溫度監(jiān)測點以根底底板平面圖對稱軸線的半條軸線為測溫區(qū)，在測溫區(qū)內(nèi)溫度監(jiān)測點呈平面布置；3混凝土澆筑塊體的外表溫度，應(yīng)以混凝土外表以內(nèi)50mm處的溫度為準；混凝土澆筑塊體底外表的溫度以混凝土底外表上50mm處的溫度為準；沿澆筑高度，在底部、中部和外表布置，垂直測點間距一般為500mm～1000mm；平面內(nèi)布置在澆筑塊體的邊緣和中間部位。4所有測溫孔均應(yīng)編號，進行混凝土內(nèi)部不同深度和外表溫度的測量。社會及經(jīng)濟效益分析報告青島市太原路固體廢棄物中轉(zhuǎn)站遷建工程，在大體積混凝土底板澆筑時，優(yōu)化混凝土配合比，摻入適量粉煤灰和礦粉，減少水化熱的同時，也降低了水泥含量，節(jié)約了大量資金。底板砼共計12000立方，比普通混凝土節(jié)約水泥125KG/立方，共節(jié)約本錢約計：0.125噸/立方*480元/噸*12000立方=720000元采用該工藝施工，不僅節(jié)約本錢，對混凝土裂縫控制有很大改善，室外回填土施工完畢后，底板上未出現(xiàn)明顯的滲漏點，受到業(yè)主和監(jiān)理的一致肯定，節(jié)約了維修本錢，給企業(yè)帶來良好的聲譽，社會效益顯著。群樁根底大體積混凝土底板防裂控制施工工法青島城建集團濟南城建集團張凱陳聰陳奎松劉鋒孔德中1.前言大體積混凝土斷面大、水泥用量多，在施工過程中，水泥水化后釋放的水化熱會使混凝土產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力和收縮應(yīng)力，導致混凝土產(chǎn)生外表裂縫和貫穿性裂縫，影響根底或主體結(jié)構(gòu)的整體性、耐久性和防水抗?jié)B性。因此，在大體積混凝土澆筑施工時，應(yīng)采取有效的技術(shù)措施以降低混凝土內(nèi)部的最高溫度、延緩降溫速率、減小內(nèi)外溫差、減小混凝土收縮、提高混凝土極限拉伸力及改善約束條件等方面。對于臨海粉煤灰吹填區(qū)域，因承載力過低，采用群樁根底，在該根底條件下的大體積混凝土澆筑施工而言難度更大。這是由于根據(jù)地質(zhì)情況，對預(yù)先打入的混凝土預(yù)制方樁排列密集，長短不一，對大體積混凝土底板的約束較大，導致混凝土裂縫更難控制。青島城建集團與濟南城建集團聯(lián)合開展技術(shù)攻關(guān)，在不斷試驗和總結(jié)的根底上，針對臨海粉煤灰吹填區(qū)域群樁根底條件下的大體積混凝土底板防裂施工問題，研制了一套可以嚴格保證施工質(zhì)量且高效的施工工藝，經(jīng)實踐驗證，該方法可縮短工期、降低本錢、有效防止大體積混凝土底板開裂。本工法為總結(jié)現(xiàn)場施工經(jīng)驗而成。2.工法特點2.1優(yōu)化大體積混凝土底板配合比，配合綜合溫控技術(shù)，最大限度地減少因水化熱引起的混凝土溫差應(yīng)力和臨海粉煤灰區(qū)域群樁根底對底板混凝土的約束力產(chǎn)生的裂縫。2.2采用斜面分層澆注混凝土的方法，有利于快速釋放熱量進行快速連續(xù)澆筑，縮短了施工工期。2.3優(yōu)化了施工工序之間的交叉，從而簡化施工程序，加快施工進度。2.4采用800mm寬后澆帶做法，防止了底板混凝土因長度大引起的溫度收縮裂縫，保證了施工質(zhì)量。3.適用范圍本工法適用于地基承載力差的復(fù)雜地質(zhì)條件下，采用群樁根底對底板混凝土約束較大的大體積混凝土工程施工，例如：筏板根底、大型設(shè)備根底、樁根底的承臺、人防及地下建筑等的大體積混凝土底板的施工。4.工藝原理影響混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的因素很多，諸如混凝土的熱學、力學參數(shù)，彈性模量，約束強弱，絕熱溫升，徐變及松弛系數(shù)、收縮變形，保溫性能，養(yǎng)護條件等。大體積混凝土底板施工時，能否較好地控制裂縫的出現(xiàn)或開展，關(guān)鍵在于盡快釋放水泥水化產(chǎn)生的熱量，降低混凝土澆筑時的溫度，降低塊體內(nèi)部溫度，減小混凝土內(nèi)外溫差，在施工過程中預(yù)留測溫孔進行實時測溫必要時采取措施以到達減少溫度應(yīng)力引起的裂縫的目的。因臨海粉煤灰區(qū)域群樁根底對底板混凝土的約束力更大，通過采取以下五種措施來控制底板混凝土裂縫。降低水泥水化熱可采用如下方法：①選用中低水化熱的水泥，如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥或粉煤灰水泥等。②盡量選用級配良好的集料，大量摻加粉煤灰等摻和料，充分利用混凝土的后期強度，減少水泥用量，每立方米混凝土每減少10kg水泥用量，混凝土水化溫度將降低1℃。③降低混凝土入模溫度可采用如下方法：①夏季砂石材料應(yīng)防止陽光直曬，并可噴冷水霧或冷氣預(yù)冷；用低溫水或冰水攪拌混凝土；運輸過程中也應(yīng)防止日曬。②保證模內(nèi)通風，加速模內(nèi)熱量散發(fā)。③摻入緩凝型減水劑，防止水化熱集中產(chǎn)生。加強施工中溫度控制可采用如下方法：①混凝土澆筑后，要保溫保濕長期養(yǎng)護，緩慢降溫，防止混凝土內(nèi)外溫度、濕度梯度過大。②加強測溫控溫，及時調(diào)整保溫養(yǎng)護措施，將混凝土內(nèi)外溫度差控制在25℃以下。③改善約束條件可采用如下方法：①分層分塊澆筑，合理設(shè)置施工縫及后澆帶，以放松約束條件并減少水化熱的聚集。②對大體積混凝土根底，可在與巖石地基或混凝土墊層之間設(shè)置滑動層(隔離層)，如刷瀝青、鋪卷材等，以消嵌固作用，釋放約束力。提高混凝土的極限拉伸強度可采用如下方法：①選擇良好級配的粗集料，嚴格控制砂石含泥量，可摻入適量的膨脹劑，振搗要密實。②根據(jù)大體積混凝土形狀，在易發(fā)生裂縫部位增配構(gòu)造鋼筋，承受收縮拉應(yīng)力。5.工藝流程及操作要點5.1工藝流程施工準備→混凝土的攪拌和運輸→混凝土的澆筑→混凝土的振搗→后澆帶處理→泌水處理→混凝土的測溫→混凝土的養(yǎng)護5.2操作要點施工準備施工準備那么包括〔1〕編制施工組織設(shè)計、材料供給方案、混凝土澆搗方案及測溫和養(yǎng)護等專項技術(shù)措施?！?〕審核商品混凝土攪拌站施工資質(zhì)及供給量情況，要求其所供給的商品混凝土組成的所有材料，如水泥、粉煤灰、骨料等品牌及質(zhì)量要求技術(shù)參數(shù)必須完全一致?！?〕對勞務(wù)隊進行大體積混凝土澆筑監(jiān)控要點的技術(shù)交底，明確澆筑重點?；炷恋臄嚢韬瓦\輸混凝土的垂直及水平運輸采用混凝土輸送泵，現(xiàn)場設(shè)輸送泵2部。商品混凝土供料應(yīng)保證混凝土輸送泵的連續(xù)供給，減少混凝土在泵管中的停留時間。輸送管的布設(shè)要順直，轉(zhuǎn)彎宜緩，接頭嚴密，泵管布置要考慮施工順序，由遠而近。卸下的泵管應(yīng)及時將混凝土倒出并沖洗，以便再接管利用，同時應(yīng)準備一節(jié)軟管，以便工人澆筑混凝土時及時換接澆筑部位，減少因換管耽誤時間。混凝土的澆筑按照每層混凝土澆筑面積的大小將其劃分成一定數(shù)量的施工區(qū)域，并分別設(shè)置后澆帶，每一小塊澆筑區(qū)間的混凝土均采用斜面分層澆筑法，從中心向四周均勻澆筑，分層高度以標尺衡量，一般400～500mm為一層以加快混凝土散熱，根據(jù)各層的工程量及澆搗速度，正確計算混凝土輸出量。以保證上下層混凝土的銜接時間都在初凝前完成。每一層的混凝土澆筑時采用“分層趕漿法〞施工，如圖。圖5.2.3 筏板根底分層澆筑分布示意圖混凝土的振搗混凝土拌合料在攪拌、澆筑入模后，必須振動搗固，密實成型，結(jié)構(gòu)密實，使拌合料的顆粒之間以不同的震動加速度發(fā)生液化，破壞初始顆粒之間不穩(wěn)定平衡狀態(tài)，骨料顆粒依靠自重到達穩(wěn)定位置，游離水分擠壓上升，氣泡逸出外表，混凝土最終逐漸到達密實狀態(tài)。從而大大提高混凝土結(jié)構(gòu)耐久性。振搗棒插入混凝土的深度以進入下一層混凝土50mm～100mm為宜，消除兩層之間接縫，在振搗上層混凝土時，要在下層混凝土初凝之前進行。可在振搗棒距端部450mm處綁紅皮筋作為深度標記。振搗器插點要均勻排列，采用“行列式〞或“交錯式〞的次序移動。不應(yīng)混用，防止漏振。振動器移動間距為500mm。一旦發(fā)現(xiàn)混凝土有初凝前兆〔用鋼筋插入有明顯孔洞〕，應(yīng)及時調(diào)整局部混凝土澆搗順序，防止出現(xiàn)施工冷縫，施工現(xiàn)場重點注意以下部位：1落深和面積較大的承臺部位、電梯和設(shè)備井坑、外墻板及水池墻板上下止水口局部。由于每臺泵速度不勻或個別由于停泵導致混凝土不連續(xù)供給的問題，應(yīng)在混凝土初凝前催促施工方進行二次泌水處理，克服混凝土早期脫水裂縫，檢查混凝土平整度。檢查現(xiàn)場測溫落實情況，及時分析溫度差變化，組織有關(guān)方面及時解決混凝土澆搗過程中出現(xiàn)的技術(shù)問題。2根據(jù)溫度變化及時落實已澆搗至設(shè)計標高局部混凝土外表保溫工作，保溫塑料薄膜覆蓋前必須完成二次泌水處理，減少混凝土外表裂縫，并澆水濕潤。薄膜覆蓋必須落實，薄膜內(nèi)保存一定水分，其它保溫材料根據(jù)溫度變化分層覆蓋。3根底承臺混凝土澆筑過程中要采取措施，降低混凝土的入模溫度，控制坍落度，控制坍落度的波動，不得加水，并要振搗密實。4混凝土澆搗方法從一個方向斜坡式分層連續(xù)澆搗，不留施工縫。5混凝土振搗采用上下、前后同時振搗的方法進行，即在混凝土澆筑點上下配備振搗棒操作工進行振搗。振動棒應(yīng)快插慢拔。插點布置均勻排列，逐點移動，順序進行，不應(yīng)遺漏，移動間距一般不超過30～40mm。泵送混凝土澆筑速度準備足夠的振動機械和人員。由于混凝土塌落度大，混凝土流淌坡度小，距離長，依次在澆筑點后面需配備振搗人員對斜坡進行振搗。后澆帶處理后澆帶混凝土施工前，應(yīng)先將后澆帶處外表松散混凝土及砂漿清理干凈，露出新茬混凝土，用水沖洗干凈，澆筑混凝土時，先用水將模板內(nèi)的雜物沖洗干凈，然后才能正式澆筑混凝土，并注意將混凝土充分攪搗密實，保濕養(yǎng)護28天以上。泌水處理混凝土拌合料澆筑之后到開始凝結(jié)期間，由于骨料和水泥漿下沉，水分上升，在已澆筑混凝土外表析出水分，形成泌水，使混凝土外表拌合料的含水量增加，產(chǎn)生大量浮漿，硬化后使面層混凝土強度低于內(nèi)部的混凝土強度，并產(chǎn)生大量容易剝落的“粉塵〞，混凝土在采用分層施工澆筑工藝時，必須去除泌水和浮漿，否那么會嚴重影響上下層混凝土之間粘結(jié)能力。影響鋼筋和混凝土粘結(jié)強度，產(chǎn)生裂縫。大體積混凝土底板在澆筑、振動過程中，可能會產(chǎn)生大量的泌水，由于混凝土為一個大坡面，泌水沿坡面流至墻、板底，應(yīng)派專人把水排盡，并用掃帚將混凝土外表浮漿去除。不斷排除大量泌水，有利于提高混凝土質(zhì)量和抗裂性能。泌水的處理方式如下圖。圖泌水的處理混凝土的測溫混凝土的測溫點布置原那么1真實反映混凝土塊體的內(nèi)外溫差、降溫速度及環(huán)境溫度的布置原那么。2溫度監(jiān)測點以根底底板平面圖對稱軸線的半條軸線為測溫區(qū)，在測溫區(qū)內(nèi)溫度監(jiān)測點呈平面布置；3混凝土澆筑塊體的外表溫度，應(yīng)以混凝土外表以內(nèi)50mm處的溫度為準；混凝土澆筑塊體底外表的溫度以混凝土底外表上50mm處的溫度為準；沿澆筑高度，在底部、中部和外表布置，垂直測點間距一般為500mm～1000mm；平面內(nèi)布置在澆筑塊體的邊緣和中間部位。4所有測溫孔均應(yīng)編號，進行混凝土內(nèi)部不同深度和外表溫度的測量。混凝土的養(yǎng)護混凝土養(yǎng)護有兩個目的：一是創(chuàng)造使水泥得以充分水化的條件，加速混凝土硬化及強度形成；二是防止混凝土成型后因日曬、風吹、枯燥、寒冷等自然因素的影響而出現(xiàn)超出正常范圍的收縮、裂縫及破壞等現(xiàn)象。大體積混凝土的養(yǎng)護期間必須嚴格控制其內(nèi)外溫差，確保不出現(xiàn)有害裂縫，確?；炷临|(zhì)量，測定澆筑后的混凝土外表和內(nèi)部溫度，將溫差控制在25度范圍內(nèi)?；炷脸跄笮枰采w，終凝后開始澆水。混凝土強度未到達1.2N／mm2以前不得上人踩踏。覆蓋物可用麻袋片、草簾、竹簾、鋸末、砂及爐渣等，澆水次數(shù)以使混凝土保持濕潤為準，養(yǎng)護用水應(yīng)與拌制用水相同?；炷镣獗聿槐銤菜蚋采w塑料布時，可涂刷薄膜養(yǎng)生液，以防止混凝土內(nèi)部水分蒸發(fā)，以此進行養(yǎng)護。大體積混凝土養(yǎng)護可以采用不透水、氣的塑料薄膜將混凝土外表敞露的局部全部嚴密地覆蓋起來，保證混凝土在不失水的情況下得到充分養(yǎng)護?；炷琉B(yǎng)護時間不得少于14d。大面積混凝土結(jié)構(gòu)可以蓄水養(yǎng)護。當日平均氣溫低于5℃6.材料與設(shè)備6.1混凝土原材料采用商品混凝土，各種原材料均按照國家標準要求選用。水泥：符合?硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥?的現(xiàn)行國家標準。砂：選用質(zhì)地堅硬、級配良好的B類低堿活性人工砂。石子：優(yōu)先選用5mm～25mm的低堿自然連續(xù)級配的碎石。混凝土摻合料和外加劑：應(yīng)符合?混凝土外加劑質(zhì)量標準?(GB8076—2021)、?用于水泥和混凝土中的粉煤灰?GB/T1596-2005，其應(yīng)用要符合?混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)標準?GB50119-2003、?粉煤灰在混凝土和砂漿中應(yīng)用技術(shù)規(guī)程?JGJ28-86、?混凝土中摻用粉煤灰的技術(shù)規(guī)程

?DBJ01-10-93的規(guī)定和要求?；炷恋呐浜媳确弦韵乱?guī)定：1混凝土的配合比應(yīng)通過計算和試配確定；除了強度計算外，還要計算水化熱。2混凝土的配合比設(shè)計應(yīng)按?普通混凝土配合比設(shè)計技術(shù)規(guī)程?JGJ55-2001執(zhí)行；3混凝土的強度符合國家現(xiàn)行?混凝土強度檢驗評定標準?GB/T50107-2021的有關(guān)規(guī)定。6.2鋼筋原材料鋼筋原材料按照國家標準要求選用。錨固長度見表。表鋼筋的錨固長度鋼筋混凝土C30C35C40HPB23524d22d20dHRB335d<=2530d27d25dd>2533d30d27dHRB400d<=2536d33d30dd>2539d36d33d鋼筋接頭受力鋼筋的連接應(yīng)優(yōu)先采用機械連接或焊接，縱向受力鋼筋的接頭位置應(yīng)相互錯開，并符合?混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標準?〔GB50010-2002〕中的有關(guān)規(guī)定。6.3機具設(shè)備工程主要用的機具設(shè)備見表6.3。表6.3機具設(shè)備明細表序號機械/設(shè)備名稱型號數(shù)量備注1塔吊QTZ63/2插入式振動棒φ508個3混凝土運輸罐車10立方10輛4混凝土泵送車48m2輛5混凝土拖式泵HBT601個7.質(zhì)量控制7.1質(zhì)量標準大體積混凝土施工及驗收必須符合國家質(zhì)量驗收標準、施工驗收標準、規(guī)程如下：?建筑工程施工工程質(zhì)量驗收統(tǒng)一標準?GB50300-2001?混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收標準?GB50204-2002?混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計標準?GB50010-2002?混凝土強度檢驗評定標準?GB/T50107-2021?建筑地基根底工程施工質(zhì)量驗收標準?GB50202-2002?預(yù)拌混凝土?GB14902-2003?粉煤灰混凝土應(yīng)用技術(shù)標準?GBJ146-90?混凝土泵送施工技術(shù)規(guī)程?JGJ/T10-20217.2質(zhì)量保證措施大體積混凝土底板結(jié)構(gòu)裂縫控制一般采用永久性變形縫作法，或用蛇形冷卻水管來降低水化熱，或使用微膨脹混凝土。另外，為了有效地控制有害裂縫的出現(xiàn)和開展，必須從控制混凝土的水化升溫、延緩降溫速率、減小混凝土收縮、提高混凝土的極限拉伸強度、改善約束條件和設(shè)計構(gòu)造等方面全面考慮，結(jié)合實際采取措施。設(shè)計方面1合理布置分布筋，為了保證每個澆筑層上下均有溫度筋，可建議設(shè)計人員將分布筋做適當調(diào)整。盡量采用小直徑，密間距；一般用φ8鋼筋，雙向配筋，間距15cm。這樣可以增強抵抗溫度應(yīng)力的能力。上層鋼筋的綁扎，應(yīng)在澆筑完下層混凝土之后進行。2采用滑動層來減小根底的約束；對大體積混凝土根底和巖石地基，或根底與厚大的混凝土墊層之間設(shè)置滑動層，如采用平面澆瀝青膠鋪砂、或刷熱瀝青或鋪卷材。在垂直面、鍵槽部位設(shè)置緩沖層，如鋪設(shè)30～50mm厚瀝青木絲板或聚苯乙烯泡沫塑料，以消除嵌固作用，釋放約束應(yīng)力。3設(shè)置后澆帶。當大體積混凝土平面尺寸過大時，可以適當設(shè)置后澆帶，以減小外應(yīng)力和溫度應(yīng)力；同時也有利于散熱，降低混凝土的內(nèi)部溫度。4在大體積混凝土根底內(nèi)設(shè)置必要的溫度配筋，在截面突變和轉(zhuǎn)折處，底、頂板與墻轉(zhuǎn)折處，孔洞轉(zhuǎn)角及周邊，增加斜向構(gòu)造配筋，以改善應(yīng)力集中，防止裂縫的出現(xiàn)。材料方面1科學的選用材料配比，用較低的水灰比，降低水泥用量來降低混凝土的絕對溫升值，可以使混凝土澆筑后的內(nèi)外溫差和降溫速度控制的難度降低，也可降低保溫養(yǎng)護的費用，這是大體積混凝土配合比選擇的特殊性。強度等級在C20～C35的范圍內(nèi)選用，水泥用量盡量不超過380kg/m3。2采用低熱或中熱的水泥，如礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰水泥、復(fù)合水泥等。所用的水泥應(yīng)進行水化熱測定，水泥應(yīng)不結(jié)塊，符合質(zhì)量標準并有質(zhì)保書和復(fù)驗單。3粗骨料采用盡可能大粒徑，但不宜大于40mm，所含泥土不得呈塊狀或包裹石子外表且含泥量不得超過1％。細骨料應(yīng)選用中、粗砂且含泥量不得超過3％。在厚大無筋或少筋的大體積混凝土中，摻加總量不超過20％的大石塊，減少混凝土的用量，以到達節(jié)約水泥和降低水化熱的目的。4摻加粉煤灰，磨細礦渣粉等摻合料。粉煤灰可以提高混凝土的和易性，大大改善混凝土工作性能，同時可替代水泥，降低水化熱。摻加量為水泥用量的15％，降低水化熱15％左右。5減水劑、緩凝劑和膨脹劑等外加劑應(yīng)有質(zhì)保書和復(fù)驗單，配制計量要正確?；炷林袚饺敫咝p水劑，不僅使混凝土工作性能有了明顯的改善，同時又減少拌和用水量，節(jié)約10％左右的水泥，從而降低了水化熱。一般泵送混凝土為了延緩凝結(jié)時間，要加緩凝劑，反之凝結(jié)時間過早，將影響混凝土澆筑面的粘結(jié)，易出現(xiàn)層間縫隙，使混凝土防水、抗裂和整體強度下降。為了防止混凝土的初始裂縫，宜加膨脹劑。施工方面1采用混凝土斜面分層或分塊澆筑大體積混凝土，合理設(shè)置水平或垂直施工縫，或在適當?shù)奈恢迷O(shè)置施工后澆帶，以放松約束程度，減少每次澆筑長度的蓄熱量，防止水化熱的積聚，減少溫度應(yīng)力。2控制水化熱的升溫，混凝土的中心與外外表的最大溫差不高于25-30度，總降溫差30度；在混凝土入模時，采取措施改善和加強模內(nèi)的通風，加速模內(nèi)熱量的散發(fā)。選擇較適宜的氣溫澆筑大體積混凝土，盡量避開炎熱天氣。夏季可采用低溫水或冰水攪拌混凝土，可對骨料噴冷水霧或冷氣進行預(yù)冷，或?qū)橇线M行覆蓋或設(shè)置遮陽裝置防止日光直曬，運輸工具如具備條件也應(yīng)搭設(shè)遮陽設(shè)施，以降低混凝土拌合物的入模溫度。3合理安排施工程序，控制混凝土在澆筑過程中均勻上升，防止混凝土拌合物堆積過大高差。在結(jié)構(gòu)完成后及時回填土，防止地下混凝土結(jié)構(gòu)長期暴露。4控制降溫速度，對根底、厚板承臺等構(gòu)件可在混凝土內(nèi)部預(yù)埋冷卻水管，通入循環(huán)冷卻水，進行水冷散熱；用后澆帶加膨脹止水條減小溫度引起的收縮；5加強施工中的溫度控制。根據(jù)方案布置圖，混凝土澆筑前檢查測溫點布設(shè)情況及防止?jié)仓r損壞該設(shè)施，并建立測溫點初始值?；炷脸跄埃鋵嵍蚊谒幚?，克服由于早期脫水引起的裂縫，并適量澆水后覆蓋薄膜，并落實保溫措施。根據(jù)要求，嚴格檢查混凝土保溫措施落實情況?；炷翝矒v過程中以及養(yǎng)護期內(nèi)，應(yīng)嚴密監(jiān)測混凝土內(nèi)溫度變化情況。自澆搗時起1～7d，每1h測定一次；第8～14d，每4h測定一次?？刂苹炷恋臏夭?，當溫差超過25℃養(yǎng)護方面1用棉氈和塑料薄膜進行保溫和保濕；緩緩降溫，充分發(fā)揮徐變特性，減小溫度應(yīng)力，夏季應(yīng)注意防止曝曬，注意保濕，冬期應(yīng)采取措施保溫覆蓋，以免發(fā)生急劇的溫度梯度。2防水混凝土終凝后立即進行養(yǎng)護，養(yǎng)護時間不得小于14天?；炷翝餐?2h內(nèi)，應(yīng)先蓋塑料薄膜一層后蓋草包或麻袋兩層、面再蓋塑料薄膜一層進行養(yǎng)護。為防止內(nèi)外溫度過大，在混凝土溫度升高時不宜在混凝土外表澆水。3采取長時間的養(yǎng)護，規(guī)定合理的拆模時間，延緩降溫時間和速度，充分發(fā)揮混凝土的“應(yīng)力松弛效應(yīng)〞。8.平安措施8.1認真貫徹“平安第一，預(yù)防為主〞的方針，根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定組成專職平安人員，抓好工程的平安生產(chǎn)。8.2按規(guī)定正確使用“三寶〞〔平安帽、平安帶、平安網(wǎng)〕。8.3預(yù)留坑口、溝槽邊緣、防護設(shè)施要定型化、工具化、并平安可靠。8.4臨時用電要標準，做到“三級配電，兩級保護〞正確使用配電箱。8.5高處作業(yè)要防墜落，必須按規(guī)程搭設(shè)腳手架，做好平安防護。深坑、溝槽底作業(yè)要有平安爬樓，并有應(yīng)急措施。8.6各種機械設(shè)備、電器設(shè)備和防護用品，要定期檢測，各種票據(jù)要齊全有效。8.7機械設(shè)備不帶病運轉(zhuǎn)，不準超負荷作業(yè)，不準在運行中維修、保養(yǎng)。8.8雨季、冬季施工要防雷、防汛、防滑、防凍，大風天氣要防傾覆。8.9基坑，溝槽要防塌落，臨邊要防護，坑邊荷載不超標。8.10模板支撐須設(shè)計，撤除模板要審批。9.環(huán)保措施9.1編制環(huán)境保護實施方案，并對現(xiàn)場工人和操作人員進行環(huán)境保護教育