1、X大 体 积 混 凝 土 的 温 度 监 测 实 例邵 晓 蓉 1 沈 云 刚 2(1. 绍 兴 文 理 学 院 土 木 系 ,浙 江 绍 兴 312000 ;2. 浙 江 宝 业 建 设 集 团 有 限 公 司 ,浙 江 绍 兴 312000)摘 要 :工 程 的 厚 筏 板 基 础 为 大 体 积 混 凝 土 ,施 工 中 通 过 对 混 凝 土 进 行 温 度 实 时 监 测 ,直 接 观 测 到 了 大 体 积 混 凝 土 内 部 的温 度 变 化 过 程 ,反 映 出 控 制 措 施 的 实 际 效 果 ,大 体 积 混 凝 土 基 础 的 温 差 裂 缝 得 到 有 效 控 制 .
2、关 键 词 :大 体 积 混 凝 土 ;厚 筏 板 基 础 ;温 度 监 测中 图 分 类 号 :TU528. 1 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :1008 - 293X(2005) 09 - 0065 - 04我 国 的 大 体 积 混 凝 土 以 往 多 用 于 水 工 结 构 ,混 凝 土 强 度 等 级 低 . 近 十 几 年 来 ,由 于 高 层 、 超 高 层 建 筑 的兴 起 和 发 展 ,其 基 础 多 采 用 了 箱 基 、 筏 基 等 大 体 积 混 凝 土 . 1大 体 积 混 凝 土 基 础 的 特 点 是 混 凝 土 用 量 庞 大 ,厚 度 大 ,工 程
3、 条 件 复 杂 ,常 采 用 现 浇 钢 筋 混 凝 土 超 静 定结 构 ,温 差 和 收 缩 变 化 复 杂 ,约 束 作 用 较 大 ,容 易 引 起 开 裂 . 水 泥 水 化 热 温 升 较 高 ,降 温 散 热 较 快 ,因 此 收 缩与 降 温 共 同 作 用 是 引 起 混 凝 土 裂 缝 的 主 要 因 素 . 2 当 混 凝 土 内 部 温 度 与 外 界 环 境 温 度 相 差 很 大 时 ,就 会 导致 混 凝 土 产 生 裂 缝 而 影 响 结 构 的 正 常 使 用 .大 体 积 混 凝 土 结 构 温 度 裂 缝 与 骨 料 品 种 、 配 合 比 、 外 加
4、剂 和 掺 合 料 、 浇 筑 温 度 、 浇 筑 顺 序 、 外 界 气 温 、 保温 措 施 、 养 护 条 件 等 因 素 直 接 有 关 . 施 工 过 程 中 存 在 着 很 多 不 确 定 性 ,理 论 计 算 难 以 完 全 模 拟 实 际 情 况 . 因此 ,须 对 混 凝 土 温 度 进 行 实 时 监 控 ,及 时 了 解 混 凝 土 温 度 场 变 化 情 况 ,采 取 合 理 的 温 度 控 制 措 施 . 31 工 程 简 况宁 波 市 鄞 州 区 商 会 大 厦 建 筑 面 积 114 000m2 ,地 下 1 层 ,地 上 27 层 ,为 厚 筏 板 基 础 ,底
5、 板 厚 1. 5m ,柱 基部 位 底 板 在 4m 4m 范 围 内 局 部 加 厚 0. 2m 和 0. 35m ,局 部 电 梯 井 部 位 混 凝 土 深 约 4. 55m ,浇 筑 时 间 为 2005年 4 月 5 月 ,南 北 楼 整 体 混 凝 土 工 程 量 约 为 6 400m3 ,混 凝 土 强 度 等 级 为 C40 ,属 于 典 型 的 大 体 积 混 凝 土 ,有 必 要 进 行 混 凝 土 温 度 实 时 监 控 .2 材 料 选 用(1)水 泥 :选 用 海 螺 牌 42. 5 级 普 通 硅 酸 盐 水 泥 ,水 泥 的 含 碱 量 控 制 在 0. 6 %
6、以 下 .(2)石 子 :选 用 花 岗 石 碎 石 ,最 大 粒 径 31. 5mm ,连 续 级 配 ,累 计 筛 余 量 在 1 %以 下 ,等 级 为 一 级 .(3)砂 :选 用 淡 化 海 砂 ,细 度 模 数 2. 8 - 3. 5 之 间 . 砂 的 含 泥 量 在 1 %以 下 ,等 级 为 一 级 .(4)混 凝 土 的 抗 渗 等 级 为 S8 ,坍 落 度 120 20mm.(5)掺 入 粉 煤 灰 ,代 替 部 分 水 泥 用 量 . 推 迟 水 泥 水 化 热 峰 值 的 出 现 ,改 善 混 凝 土 工 作 性 能 和 可 靠 性 .(6)外 加 剂 :使 用 高
7、 效 减 水 剂 和 UEA ,减 少 用 水 量 ,降 低 水 泥 的 水 化 热 ,使 混 凝 土 产 生 适 度 膨 胀 ,能 有效 抑 制 混 凝 土 裂 缝 出 现 ,减 少 混 凝 土 温 差 冷 缩 裂 缝 .3 混 凝 土 浇 筑 施 工 控 制3. 1 混 凝 土 浇 筑泵 送 混 凝 土 流 动 度 较 大 ,底 板 混 凝 土 浇 捣 采 用 “ 分 段 定 点 、 一 个 坡 度 、 薄 层 浇 捣 、 循 序 渐 进 ” 的 方 法 ,能第 25 卷 第 9 期2005 年 9 月 绍 兴 文 理 学 院 学 报JOURNAL OF SHAOXING UNIVERSI
8、TY Vol. 25 No. 9Sep. 2005X 收 稿 日 期 :2005 - 07 - 20作 者 简 介 :邵 晓 蓉 (1970 - ) ,女 ,浙 江 诸 暨 人 ,助 研 ,研 究 方 向 :结 构 工 程 .较 好 地 适 应 泵 送 工 艺 ,提 高 泵 送 效 率 ,简 化 混 凝 土 的 泌 水 处 理 . 底 板 和 承 台 的 混 凝 土 分 层 浇 筑 ,厚 度 分 三层 ,每 层 500mm. 分 层 浇 筑 可 使 混 凝 土 水 化 热 尽 快 散 失 ,增 加 混 凝 土 的 密 实 度 ,提 高 混 凝 土 的 抗 裂 能 力 .混 凝 土 的 浇 捣
9、时 正 确 控 制 器 插 入 深 度 及 振 捣 时 间 ,在 振 捣 过 程 中 ,应 将 振 动 棒 插 入 下 层 混 凝 土 5cm 左右 ,以 消 除 两 层 之 间 的 接 缝 ,无 论 哪 个 部 位 ,后 浇 混 凝 土 必 须 在 前 一 层 混 凝 土 初 凝 前 接 上 ,且 层 间 间 隔 时 间应 尽 量 缩 短 . 连 续 浇 筑 间 隙 时 间 不 准 超 过 2h ,避 免 出 现 冷 缝 .底 板 混 凝 土 表 面 经 过 振 捣 水 泥 浆 较 厚 ,如 不 进 行 处 理 会 造 成 表 面 裂 缝 ,因 此 ,在 浇 捣 完 毕 后 ,要 对 混 凝
10、土 表 面 及 时 处 理 ,使 混 凝 土 表 面 平 整 一 致 ,整 个 混 凝 上 施 工 完 毕 ,达 到 一 定 强 度 后 ,用 保 温 薄 膜 、 麻 袋 覆 盖养 护 .在 底 板 混 凝 土 施 工 前 ,充 分 考 虑 施 工 期 间 的 环 境 温 度 ,从 以 往 的 经 验 看 ,大 体 积 混 凝 土 出 现 裂 缝 ,与 环境 温 度 陡 降 有 关 . 必 须 提 早 做 好 保 温 措 施 ,并 关 注 天 气 预 报 .3. 2 温 度 控 制为 控 制 混 凝 土 内 部 温 度 与 表 面 温 度 之 差 不 超 过 25 C ,施 工 中 主 要 采
11、 取 如 下 措 施 :首 先 ,尽 量 降 低 混 凝 土 入 模 浇 筑 温 度 ,必 要 时 用 湿 润 草 帘 遮 盖 泵 管 .其 次 ,为 防 止 混 凝 土 表 面 散 热 过 快 ,避 免 内 、 外 温 差 过 大 而 产 生 裂 缝 ,混 凝 土 终 凝 后 ,立 即 进 行 保 温 养 护 ,保 温 养 护 时 间 根 据 测 温 控 制 ,当 砼 表 面 温 度 与 大 气 温 度 基 本 相 同 时 ,撤 掉 保 温 养 护 ,改 为 浇 水 养 护 . 浇 水 养 护不 得 少 于 14d ;保 温 养 护 措 施 :先 铺 一 层 塑 料 布 ,上 面 铺 两 层
12、 麻 袋 ,根 据 温 差 来 决 定 麻 袋 的 增 加 量 . 如 温 差 超 过25 C时 ,按 计 算 增 加 麻 袋 的 厚 度 .遇 雨 天 必 须 在 麻 袋 上 再 加 一 层 塑 料 布 防 雨 ,并 落 实 排 水 措 施 .最 后 ,增 加 循 环 水 管 降 温 措 施 .4 筏 板 基 础 温 控 监 测4. 1 测 温 点 布 置结 合 本 工 程 地 形 特 点 布 置 测 温 点 ,由 于 本 工 程 形 状 规 则 ,除 电 梯 井 位 置 外 厚 度 相 近 ,因 此 从 经 济 性 及代 表 性 考 虑 ,以 1/ 4 板 块 作 为 布 点 区 ,分 别
13、 在 电 梯 井 位 置 布 置 2 个 点 、 底 板 边 、 角 、 中 心 及 大 气 各 一 点 (共 6点 ) ,根 据 这 些 点 的 温 度 变 化 调 整 整 个 板 块 的 养 护 方 式 . 混 凝 土 每 点 垂 直 布 置 3 个 传 感 器 . 分 别 在 距 上 下 表面 10cm 处 及 中 心 处 ,详 见 图 1.4. 2 测 温 方 式测 量 选 用 温 度 传 感 器 预 埋 方 式 ,并 采 用 多 点 式 温 度 测 控 仪 进 行 数 据 采 集 . 以 混 凝 土 中 心 与 表 面 温 差 达到 23 度 时 作 为 预 警 温 度 . 及 时
14、调 整 养 护 措 施 .专 人 负 责 测 温 ,在 混 凝 土 温 度 上 升 阶 段 每 2 小 时 测 温 一 次 (浇 筑 后 3 - 5 天 内 ) ,温 度 下 降 的 前 4 天 每 4小 时 测 温 一 次 ,以 后 每 8 小 时 测 温 一 次 . 测 温 终 止 时 间 为 混 凝 土 中 心 温 度 与 大 气 平 均 温 度 差 小 于 25 时 .根 据 大 体 积 混 凝 土 情 况 ,按 照 混 凝 土 每 天 降 温 速 度 控 制 在 2 左 右 计 算 ,整 个 测 温 时 间 大 约 为 15 天 .4. 3 混 凝 土 温 度 计 算根 据 气 象
15、预 报 ,在 浇 筑 南 北 楼 底 板 混 凝 土 时 ,大 气 平 均 气 温 To = 20 C.66 绍 兴 文 理 学 院 学 报 (自 然 科 学 ) 第 25 卷4. 3. 1 混 凝 土 内 部 最 高 温 度 计 算由 于 结 构 处 于 散 热 条 件 下 ,计 算 实 际 最 高 温 升 值 Tmax ,可 仅 考 虑 单 位 胶 凝 材 料 用 量 和 混 凝 土 浇 筑 温 度两 个 因 素 .Tmax = KQ/ 10 + Tq + F/ 50 = 398/ 10 + 25 + 71/ 50 = 66. 22 C式 中 :Tmax :混 凝 土 内 部 最 高 温
16、度Tq :混 凝 土 入 模 温 度K:温 度 修 正 系 数 (可 取 1. 0 - 1. 2)Q :水 泥 (含 膨 胀 剂 )用 量 (kg/ m3)F :粉 煤 灰 用 量 (kg/ m3)4. 3. 2 混 凝 土 的 表 面 温 度混 凝 土 采 用 两 层 麻 袋 、 一 层 塑 料 薄 膜 养 护 ,大 气 平 均 温 度 To = 20 C.T = To + 4 h (H - h ) T1/ H2= 20 + 4 0. 44 (2. 58 - 0. 44) 46. 22/ 2. 582 = 46. 74 C式 中 T:混 凝 土 的 表 面 温 度 / C ;To :大 气
17、平 均 温 度 / C ;H :混 凝 土 的 计 算 厚 度 ,H = h + 2h = 1. 7 + 2 0. 44 = 2. 58m ;T1 :为 混 凝 土 达 到 最 高 温 度 时 ,混 凝 土 中 心 温 度 与 外 界 气 温 之 差 .T1 = Tmax - To = 66. 22 - 20 = 46. 22 Ch :混 凝 土 的 虚 厚 度 ,h = k / = 0. 666 2. 33/ 3. 5 = 0. 44m4. 3. 3 混 凝 土 中 心 最 高 温 度 与 表 面 温 度 之 差Tmax - T = 66. 22 - 46. 15 = 20. 07 C 25
18、 C满 足 要 求 ,可 以 保 证 质 量 .4. 4 测 温 措 施具 体 测 温 按 下 列 要 求 实 施测 温 项 目 测 温 措 施室 外 气 温 及 环 境 温 度 每 昼 夜 不 少 于 4 次混 凝 土 入 模 温 度 每 2h 一 次终 凝 前 混 凝 土 温 度 每 2h 一 次混 凝 土 表 面 的 温 度 每 2h 一 次浇 筑 后 3 天 内 每 2h 一 次浇 筑 后 3 天 外 至 第 七 天 每 4h 一 次随 时 掌 握 混 凝 土 内 部 温 度 变 化 情 况 是 指 导 大 体 积 混 凝 上 养 护 工 作 的 关 键 所 在 . 本 工 程 采 用
19、 全 自 动 测温 方 法 ,采 用 热 电 偶 测 温 仪 ,把 铜 - 康 铜 热 电 偶 埋 置 于 混 凝 土 中 ,利 用 电 位 差 计 原 理 ,测 出 测 点 和 冰 点 间 的电 位 差 ,通 过 计 算 机 处 理 后 ,算 出 两 点 间 的 温 差 ,确 定 测 点 的 温 度 . 该 仪 器 装 置 读 数 精 度 为 0. 1 C 以 内 ,每隔 30min 自 动 打 印 记 录 .在 混 凝 土 初 凝 后 (大 约 浇 筑 后 2h 开 始 测 温 ) ,通 过 温 度 监 测 增 加 对 混 凝 土 表 面 草 袋 覆 盖 和 围 护 ,温 差控 制 在 2
20、5 C 以 内 ,底 面 和 上 表 面 混 凝 土 温 差 控 制 在 20 C以 内 ,取 得 了 相 当 好 的 效 果 .5 测 温 结 果 及 分 析5. 1 温 控 效 果本 工 程 基 础 底 板 混 凝 土 浇 筑 分 两 次 进 行 ,从 监 测 的 数 据 可 知 ,底 板 混 凝 土 温 度 在 达 到 最 大 值 后 缓 慢 下降 ,未 出 现 回 升 现 象 . 南 楼 电 梯 井 混 凝 土 内 部 最 高 温 度 与 表 层 最 低 温 度 之 差 于 浇 筑 后 第 二 天 达 到 29 C ,立即 采 取 措 施 后 ,即 降 至 25 C内 ,其 余 部 位
21、 混 凝 土 内 部 最 高 温 度 与 表 层 最 低 温 度 之 差 均 小 于 25 C ,温 控 防 裂工 作 取 得 了 成 功 .76第 9 期 邵 晓 蓉 沈 云 刚 :大 体 积 混 凝 土 的 温 度 监 测 实 例 5. 2 温 度 和 温 差 变 化 规 律为 研 究 底 板 大 体 积 混 凝 土 沿 厚 度 方 向 不 同 部 位 温 度 和 各 部 位 之 间 温 差 的 变 化 规 律 ,本 文 选 择 了 一 个测 点 的 数 据 进 行 分 析 .由 图 2 可 知 ,混 凝 土 内 部 温 度 在 浇 筑 后 前 3 天 升 温 最 快 ,3 天 后 达 到
22、 峰 值 ,混 凝 土 内 部 温 度 最 高 可 达72. 2 C ,后 随 龄 期 增 长 缓 慢 下 降 . 由 图 3 可 知 ,温 差 (混 凝 土 中 间 部 位 与 底 面 、 顶 面 间 温 差 ) 有 2 个 峰 值 ,一是 混 凝 土 浇 筑 后 升 温 时 ,出 现 在 浇 筑 后 第 2 天 ,一 般 不 会 形 成 温 差 裂 缝 ;二 是 混 凝 土 降 温 过 程 时 ,此 时 温 差拉 应 力 与 收 缩 拉 应 力 一 起 作 用 ,若 超 过 了 混 凝 土 当 时 的 抗 拉 极 限 时 会 产 生 裂 缝 ,本 例 中 混 凝 土 中 间 部 位 与底
23、面 间 温 差 峰 值 出 现 在 浇 筑 后 第 2 天 ,混 凝 土 中 间 部 位 与 顶 面 间 温 差 峰 值 出 现 在 浇 筑 后 第 9 天 ,说 明 保 温措 施 得 当 ,推 迟 了 该 峰 值 的 出 现 时 间 .参 考 文 献 :1 杨 嗣 信 . 高 层 建 筑 施 工 手 册 M . 北 京 :中 国 建 筑 工 业 出 版 社 ,1992 ,573 - 574.2 王 铁 梦 . 工 程 结 构 裂 缝 控 制 M . 北 京 :中 国 建 筑 工 业 出 版 社 ,1997 ,146 - 147.3 康 庆 等 . 温 度 实 时 监 控 技 术 在 大 体
24、及 混 凝 土 基 础 底 板 工 程 中 的 应 用 J . 建 筑 技 术 ,2005 (1) ,45 - 46.Temperature Monitoring of Mass ConcreteShao Xiaorong Shen Yungang(1. Department of Civil Engineering , Shaoxing University , Shaoxing , Zhejiang , 312000 ; 2. Baoye ConstructionGroup Ltd. ,Shaoxing ,Zhejiang ,312000)Abstract :We use raft fou
25、ndation as mass concrete in the project. During the construction ,temperature changes insideconcrete are timely detected through real - time monitoring. The whole changing process of temperature in mass con2crete is observed directly. The actual effect of various measures of the crack control is shown ,and cracks of mass con2crete foundation caused by temperature are controlled.Key words :mass concrete ;raft foundation ;temperature monitoring86 绍 兴 文 理 学 院 学 报 (自 然 科 学 ) 第 25 卷
