中建四局深圳总承包公司 深圳 51800
摘要：本项目底板混凝土共计有大约1.5万方，其产生的水化热十分巨大，其中入模温度、内外温差、降温速率必须符合规范要求，浇筑混凝土前必须提前设计温度测量点，养护过程中应准确测量记录温度的变化，针对温度的变化情况采取相应的保温措施，以避免混凝土温度裂缝的产生。
关键词：大体积混凝土；温度控制；温度测量；保温措施
近年来，随着国民经济和建筑技术的发展，大体积混凝土在土木工程的各个领域中均有应用.然而，大体积混凝土在浇筑施工过程中，水泥会产生大量的水化热，这样混凝土内部积聚热量温度高，产生压应力；外部由于空气流通、散发，温度低，产生拉应力；这是导致混凝土出现各种温度裂缝的主要原因，温度裂缝的出现严重影响着建筑物的结构安全和使用功能.因此，大体积混凝土施工的关键是温度控制，包括：入模温度、内外温差、降温速率，相应的规范要求包括：混凝土温升不宜大于50℃、混凝土里表温差不宜大于25℃、混凝土降温速率不宜大于2.0℃、混凝土表面温度与大气温度差不宜大于20℃等。对于温差较大的情况，需要采用相应的保温措施。本文以前海综合交通枢纽的底板大体积混凝土施工及温度监测简述大体积混凝土温度控制的应用研究。
1 工程概况
工程位于深圳市前海深港现代服务业合作区。项目东侧毗邻正在运营的1、5及11号地铁线前海湾站，西北侧毗邻正在施工的双界河地下道路工程，项目西侧为前海交通枢纽远期用地。底板由主塔楼底板和裙楼底板组成，总面积约6739m2，混凝土浇筑方量约14880m3。根据贯通南北的膨胀加强带作为裙楼与塔楼的分界把地下室地板划分成两块。
浇捣筑之前，查阅天气预报信息，雨天不浇捣砼。混凝土完成终凝后，应立即对混凝土进行养护，完成塑料薄膜和湿麻袋覆盖后，砌矮砖墙进行蓄水养护，蓄水厚度应按照规范公式进行计算。
2 大体积混凝土施工工艺
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图1 底板混凝土浇筑工艺流程图
底板混凝土浇筑施工须在浇筑过程中避免形成冷缝，浇筑应该提前做好浇筑时间节点计划，根据计划调整场地内混凝土浇筑施工平面布置。
3 温度监测及控制
3.1 温度计算
3.1.1 入模温度
深圳市气象局2020年6月份的平均温度为30℃，于是，我们设定砼出料温度30℃，每立方米砼的水泥用量（普硅425）：Ｗ＝283kg/m3，水泥水化热：Ｑ＝375KJ/kg 混凝土密度：p=2350kg/m3，经商混站试配，混凝土入模温度27℃。
3.1.2相关温度计算
1）混凝土内部中心温度（绝热温升）计算：
根据公式Tc=（∑TiWc）/（∑Wc）
式中Tc－混凝土的拌合温度（℃）
W－各种材料的重量（KG）
C－各种材料的比热（KJ/KG*K）
Ti－各种材料的初始温度（℃）
Tc=26.68℃
2）混凝土浇筑温度计算
Tj=Tc+（Tq-Tc）A1=27℃
3）计算混凝土的绝热温升
混凝土绝热温升按以下公式计算：
Tk＝mcQ（1-e-mt）/Cρ Tmax=46.65（℃）
4）计算混凝土内最高温度
T1（t）=Tj+Th·ξ（t）
第3天混凝土中心最高温度 Th·ξ（t）= 46.65´1=46.65（℃）
混凝土中心最高温度 T1（t）= Tj+Th·ξ（t）=27+46.65=73.65（℃）
3.2温度监测
3.2.1测温仪器
温度测控系统和应变监测系统的采集软件是由中国建筑技术中心自主研发的，多个通道同步采集，能够修正由电缆导线引起的对温度数据的影响，精度高、分析快、超限报警灯及时。
3.2.2测温点布置及相关要求
对于大体积混凝土的测温，我方将制定严格的温控方案加以控制，即控制砼内外温差在25℃以内，根据混凝土的浇捣方向和底板厚度来考虑测温点的布置。
1）测温目的：大体积混凝土施工时，混凝土内部热量较难散发，外部热量散发较快，内部和外部热化效应会在混凝土表面产生拉应力。当温差过大使混凝土表面拉应力超过当时的混凝土极限抗拉强度时，在混凝土表面会产生有害裂缝。
2）温度监测及温控方法
为有效防止温度裂缝的产生，必须可靠地监测大体积混凝土的内外温差，为及时调整大体积混凝土的养护提供可靠的理论数据。为此，将安排专人周期性对大体积混凝土的温度变化进行准确监测。针对本工程的温度控制指标为：中心温度与表面温度差≤25℃，降温速度≤2／24h℃。一般情况下，底板大体积混凝土在浇筑完成10小时后插入，此时混凝土终凝并完成混凝土表面的收面。
3）测温点布置
测温点布置原则：选择具有代表性的两个交叉性竖向剖面，竖向剖面交叉宜通过中心区域。
竖向剖面的周边及内部应设置测温点周边及内部测温点宜上下、左右对齐；每个竖向位置设置的测温点不应少于3处，间距不应小于0.5m且不宜大于1m；每个横向设置的测温点不应少于4处，间距不应小于0.5m且不应大于10m。
周边测温点应设置在混凝土浇筑体表面以内40-80mm位置处，竖向剖面交叉处应设置内部测温点。
沿混凝土浇筑体厚度方向，每一点位的测点根据混凝土底板不同厚度布置3-5点。埋设时竖向共设了3~5根导线，采用1根20的钢筋做竖向支撑，用20mm*20mm*20mm的小木方绑在钢筋上做隔离，然后安装测温元件，用扎带或者钢丝绑扎牢靠。
4）测温阶段的要求：
a入模至浇捣完毕的前3天期间内每隔2小时测温1次，4-6天，每隔4小时测温1次，以后每隔6-8小时测温一次。14天后或温度梯度＜20℃ 时，可停止测温。每次测温应记录、计算每个测温点的升降值及温差值。
b当中心温度与表面温度差超过22 ℃时，必须向主管报警。当超过25℃时，必须采取有效技术措施。
c测温人员应坚守岗位，认真操作，加强责任心，并仔细作好记录。
5）蓄水厚度计算
为保证混凝土表面和内部温差不大于25℃，内部最高温度可达73.65℃，因此混凝土表面温度不得低于48.65℃。保温法控制计算包括选定保温材料、计算保温材料需要的厚度。
δi=0.5hλi（Tb-Ta）K/λ（Tmax-Tb）
计算可知，对于裙楼部分，1.0m及1.5m板厚区域保温材料可采用麻袋，厚度分别为0.014m和0.02m，塔楼部分保温材料若采用麻袋，厚度最大将达到0.097m，厚度较大，很难满足不透风要求，可采用蓄水养护的方式对塔楼区底板进行养护。
上述数据只是理论来决定保温层的厚度。考虑到种种不利因素和天气变化、昼夜温差。结合公司以往经验和工程的实际情况，拟采用：对于采用麻袋养护的裙楼区域，混凝土表面覆盖一层塑料薄膜，再覆盖一层麻袋（满足保温材料厚度要求），最后在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜（保水）。对于塔楼区的蓄水养护，砌砖墙时墙体可高于理论计算高度20cm，需随时通过测温情况，当混凝土表面与中心温度实测值差值大于25℃时，根据上式计算及时调整现场的蓄水的厚度，防止大体积混凝土裂缝的产生。
6）温控措施
1）在混凝土浇筑过程中，为减少混凝土表面曝晒时间，防止混凝土表面水分蒸发，表面收面能上人（浇筑完成约10小时）后用一层塑料薄膜覆盖，两层薄膜搭接不小于300mm，薄膜上铺两层湿麻袋盖严，不露边露角。
2）混凝土的养护采用人工采用蓄水加薄膜加麻袋养护，保障降温速率小于2℃/天。
3）缩短养护洒水间隔，应使麻袋或草袋内外自始自终要保持水分，防止干湿循环。
4）养护期间，要密切注意大气与混凝土表面的温度变化。
5）养护时间大于14天。
4 结语
本文以前海交通枢纽项目一次底板大体积混凝土施工为例，对混凝土浇筑前的入模温度进行科学计算，浇筑过程合理安排测温点，浇筑后采用现代科技手段进行温度监测，科学养护，最大限度的减少了温度应力产生的裂缝。大体积混凝土施工质量控制尤其是裂缝控制十分重要，其中温度应力产生的影响是可以依据科学手段和合理的措施有针对性的减小甚至消除。通过对整个大体积混凝土施工过程的一系列应用措施，希望本文对同类工程提供参考。
参考文献：
[1]中国人民共和国住房和城乡建设部，国家市场监督管理总局.大体积混凝土施工标准：GB 50496-2018.北京：中国建筑工业出版社，2018.
[2]孙峻 大体积混凝土浇筑过程中的温度场变化规律研究.建筑施工。1001-1001（2019）09-1738-03
[3]何正伟.土建工程模板施工的技术要点分析.江西建材，2015（10）：63；67.