1、1兰州“兴利广场”工程基础筏板大体积砼施工温度及裂缝控制方案一、工程概况：兰州兴利广场建筑为地上三十二层，地下二层，钢筋砼框剪结构。基础采用砼筏板，主楼部分筏板为 2m 厚，裙房部分筏板为0.8m 厚。考虑到施工季节在 6 月份，且工期很紧，筏板砼浇筑后表面不能长时间采取保温措施来防止砼内外温差过大，产生温度应力致使砼裂缝，故对于主楼部分的基础筏板，拟采用砼内部用循环水降低砼内部温度的措施，以满足设计中对大体积砼内外温差不超过20 25，并控制砼每天降温速度小于 10。裙房部分的基础筏板厚度为 0.8m，按照正常的砼养护措施，可满足要求，故不再采用砼内部降温措施。 10792053106936
2、/220AQ基 础 底 板 .厚 部 分 平 面 示 意 图(砼 量 :m )32二、砼裂缝控制计算：本工程计算依据除砼供应商提供的砼入模温度、配合比、砼强度增长情况以及现场实际情况如气温条件、循环水温度、保温材料等外，计算方法及引用公式均采用“建筑施工计算手册” （江正荣编著，中国建筑工业出版社）中的有关内容。1、计算条件：a）设计要求：基础底板砼级别为 C35，抗渗等级 S8，砼耐久性要求： 最大水灰比 最小水泥用量 kg/m3 最大氯离子含 量% 最大碱含量 kg/m3首层（含）以下的室外构件及水池等0.55 280 0.3 3.0其它构件 0.65 225 1.0 /b）砼供应商提供：
3、（七公司砼构件公司）水泥用量 367 kg/m3；6 月份砼入模温度 25；砼粉煤灰掺量为水泥用量的 15%；砼强度增长情况见附图一；c）现场温度条件：6 月份平均气温 20；地下水温度 13（实测） ；2、砼自约束裂缝计算：计算砼浇筑后第三天温差最大时的情况。砼由于温差产生的拉应力和压应力分别为：2 E(t)T 1 t= 3 1-1 E(t)T 1 c= 3 1-砼浇筑后三天时的弹性模量 E(3)：3E(3)= EC(1-e-0.09t ) C35砼E C=3.15104N/mm2e=2.718t=3（天）E(3)= 3.15104（1-e -0.093）=0.7510 4N/mm2砼的热膨
4、胀系数=110 -5（见“手册”P647）砼3天时截面中心与表面之间的温差T 1按15计算（通过降温措施控制温差）砼泊松比=0.152 E(3)T 1 2 0.75104110-515 t=31-=31-0.15= 0.88N/mm21 E(3)T 1c= 3 1- = 0.44N/mm2根据供应商提供的砼强度增长数据（见附图一） ，砼浇筑后第3天砼抗拉强度f t=1.01N/mm2，抗压强度f c=8.27N/mm2。3、砼外约束裂缝控制计算：a）计算砼的绝热升温值T （t） ：mcQ最大绝热升温值 Tmax =C式中m c：每立方水泥用量367 kg/m 3（砼供应商提供）Q：每公斤水泥水
5、化热461KJ/kgft 1.01抗拉安全度 K= t= 0.88 = 1.15（安全） 。4C：砼比热，取C=0.96 KJ/kgk：砼密度，取=2400 kg/m 3367461Tmax =0.962400 = 73.43各龄期绝热计算升稳值：mcQTmax = C（1-e -mt） 取 m=0.384（见“手册”表 11-9）T（3） =73.43（1-e -0.3843）=50.22T（6） =73.43（1-e -0.3846）=66.10T（9） =73.43（1-e -0.3849）=71.11T（12） =73.43（1-e -0.38412）=72.69T（15） =73.4
6、3（1-e -0.38415）=73.19根据“手册”表11-12，插入法求出系数： （3天）=0.57； （6天） =0.54； （9天） =0.49； （12天） =0.39； （15天）=0.30；故砼各期龄内部中心最高温度（包括考虑砼入模温度在内）Tmax=T0+T（t） （t） （见手册11-17式） ，T 0：砼入模温度为25。Tmax（3天）=25+50.220.57=53.63Tmax（6天）=25+66.100.54=60.69Tmax（9天）=25+71.110.49=59.84Tmax（12天）=25+72.690.39=53.35Tmax（15天）=25+73.190.
7、30=46.96b）计算各期龄砼收缩变形值 y(t) y(t)= 0y(1-e-bt)M1M2Mn5式中 0y：标准状态下砼的最终收缩值，取 0y=3.2410-4b：经验系数，取b=0.01t：砼期龄（天）Mn：修正系数，根据“手册”表11-13查得：M1=1.0； M 2=1.0； M 3=1.0； M 4=1.0； M 5=1.0； M6=0.93； M 7=1.1； M 8=1.43； M 9=1.0； M 10=0.76。 y（3） =3.2410-4（1- e -0.013）1.11=0.10610 -4 y（6） =3.2410-4（1- e -0.016）1.11=0.2091
8、0 -4 y（9） =3.2410-4（1- e -0.019）1.11=0.31010 -4 y（12） =3.2410-4（1- e -0.0112）1.11=0.40710 -4 y（15） =3.2410-4（1- e -0.0115）1.11=0.50110 -4c）计算砼各期龄的收缩变形当量温差T y（t） ： y（t）Ty（t） ：=-：砼的线膨胀系数，取1.010 -5 y（t） ：各龄期砼的收缩变形值-0.10610-4Ty（3） ：=- 1.010-5 =-1.06-0.20910-4Ty（6） ：=- 1.010-5 =-2.09-0.31010-4Ty（9） ：=- 1
9、.010-5 =-3.1-0.40710-4Ty（12） ：=- 1.010-5 =-4.07Ty（15） ： - -0.50110-4 =-5.016= 1.010-5d）计算各龄期弹性模量E （t） ：E（t） = Ec（1-e -0.09t）Ec：砼最终弹性模量C35砼 E c=3.15104N/mm2t：砼期龄（天）E（3） =3.15104（1- e -0.093）=0.74510 4N/mm2E（6） =3.15104（1- e -0.096）=1.31410 4N/mm2E（9） =3.15104（1- e -0.099）=1.74910 4N/mm2E（12） =3.15104
10、（1- e -0.0912）=2.08010 4N/mm2E（15） =3.15104（1- e -0.0915）=2.33310 4N/mm2e）计算砼各期龄温度收缩应力：砼各期龄的最大综合温差T 1= Tmax（t）+ T y（t） -Th（降温取负值）式中：Tmax（t）：砼各期龄内部中心最高温度（已包括砼入模温度在内）Ty（t） ：各期龄砼收缩变形当量温差Th：砼浇筑时的平均气温取20T （3） =53.63+1.06-20=34.69T （6） =60.69+2.09-20=42.78T （9） =59.84+3.10-20=42.94T （12） =53.35+4.07-20=37
11、.42T （15） =46.96+5.01-20=31.977砼各期龄温度收缩应力：E（t） T（t） （t） = -1- cS（t）R：砼线膨胀系数，取=1.010 -5 c：砼的泊松比，取 c=0.15R：砼的外约束系数，按一般土地基上限取R=0.4S（t）：考虑砼徐变影响松弛系数（按“手册”表11-17取用）：S（3）=0.186 S（6）=0.208 S（9）=0.214S（12）=0.215 S（15）=0.233砼各期龄最大降温收缩应力：0.7451041.010-5（-34.69） （3） = -1-0.150.1860.4 =0.23 N/mm21.3141041.010-5（
12、-42.78） （6） = -1-0.150.2080.4 =0.55 N/mm21.7491041.010-5（-42.94） （9） = -1-0.150.2140.4 =0.76 N/mm22.081041.010-5（-37.42） （12）=-1-0.150.2150.4 =0.79 N/mm22.3331041.010-5（-31.97） （15）=-1-0.150.2330.4 =0.82 N/mm2砼各期龄的实际抗拉强度（按砼供应商提供数据，见附图一）天数 强度增长% 抗压强度设计值 fc（N/mm 2） 对应抗拉强度设计值 ft（N/mm 2）3 49.5 16.70.495
13、=8.27 1.016 69 16.70.69=11.52 1.2489 79 16.70.79=13.19 1.3612 84 16.70.84=14.03 1.4115 87 16.70.87=14.53 1.44ft抗裂安全度 K（t）= （t）1.01K（3）= 0.23 =4.391.24K（6）= 0.55 =2.251.36K（9）= 0.76 =1.791.41K（12）= 0.79 =1.781.44K（15）= 0.79 =1.763、结论：根据计算，在本工程的条件下，通过在砼内采取降温措施使砼内外温差不大于15是安全的，否则将有可能因温度产生砼裂缝。三、测温及测温点布置：
14、1、共布置十个测温点，每个点在底板断面上测三个位置，分别从底板表面往下100mm、1000mm、1900mm，平面位置大致如下图所示：2、每个点按边长200mm呈三角形分别埋入测温管，且分别从砼基底上表面伸入100mm、1000mm、1900mm。分别编号为A 1、A 2、A 3，以此类推。 10792053106936/220AQBACDEFGHIJ93、测温管采用15mm薄壁钢管，下端堵严，并在管内灌入机油（约200mm） ，测温管在浇筑砼前事先埋入砼内并固定，管上口应高出砼上表面100mm。上口应用棉纱堵上，以防掉入垃圾。在测温点处插上小旗作为标记。4、测温从砼浇入后12小时开始，每4小
15、时侧一次，并作好记录（包括大气温度） 。5、测温持续15天。6、测温采用液晶显示数字电子侧温仪，精度为0.5。四、底板砼循环水降温措施1.基本参数：砼:比容热 C=0.92KJ/；干密度 =2500/m 3 水: 比容热 C=4.1868KJ/；干密度 =1000/ m 3 2.计算及设计思路假定将 1m3 混凝土温度降低 10（1 m 3）则需带走的热量为：10Q=2500kg/ m31 m30.92KJ/kg10=23000KJ若用地下水来冷却上述 Q 值，假定地下室水温升 10，则需要要的地下水量为：G=23000KJ/（4.1868 KJ/kg10）=550kg若假定在 48 个小时内
16、完成上述热交换工作，则热水管内流量为：G/48h=550kg/48h=11.46kg/hg=3.18310-3L/S需降温部位混凝土体积为 3300 m3。若要将其温度降低 10，则需要用水量：3300 m 3550kg=1815 m3。要在 48 小时内完成降温，设计秒流量应该为：10.5L/S。应将整个降温系统分为 2 个区域进行。3.降温实施方案：以上计算及设计思路均为假定，为了保证有良好的降温效果，保证降温在混凝土内部平稳地进行，不出现大的温度不均匀现象，我们考虑采用 De20 管径的 PEX 交联管做为降温支管，布置如图二。PEX 管可以满足前面假定所设想的设计要求，更因为它具有比较好的耐热性和低廉的价格以及更小的阻力系数，使得运行比较经济，安装方便。11管路系统分为 2 个系统，每个系统由一台泵和分水器以及降温支管组成，2 个系统共用一个备用泵和一个 3T、6T 矩形钢板水箱。加压泵的扬程为 H=30m，流量为 Q=40t/h，N=7.5KW抽水泵的扬程为 H=15m，流量为 Q=65m3/h，N=5.5KW布置如示意图，见附图综合考虑：在砼浇筑 2 小时后，开始循环水降温。水 箱 每 小 时 有 60M3 T水 箱沉 淀 池 沉 淀 池T1T2 0过 滤 器备 用DN150DN50液 位 计 AA81810A-附 图 二 :降 温 管 布 置 图
