承台基础砼冬季施工质量控制措施

摘要：该工程的基础采用混凝土灌注桩及2.4m高的混凝土承台基础共同承担，由于2.4m高的承台基础施工处在冬季施工且为大体积混凝土，为保证冬季大体积混凝土的施工质量，我们采取了多种控制措施。

关键词：大体积混凝；土；裂缝问题 ；温度监测；砼温度变化曲线；承台基础

一、工程概况

本工程为长平矿井末精煤装车仓，地处山西省高平市晋城无烟煤矿业集团长平矿技术改造项目选煤厂区内，为3个直径22 m的筒仓。基础采用混凝土灌注桩及2.4m高的混凝土承台基础共同承担，为保证冬季大体积混凝土的施工质量，我们制定了保温措施及方案。

二、影响大体积混凝土施工质量的原因分析

影响大体积混凝土施工质量的首要原因是裂缝问题。大体积砼易产生裂缝，产生裂缝的原因有多种，如约束情况，周围环境湿度、温度、混凝土的匀质性，施工分段是否妥当，结构形式等，都可能致使大体积混凝土产生裂缝，末精煤装车仓工程，由于其截面尺寸较大，所以外荷载和次应力引起的裂缝可能性较小，但是，正由于结构截面大，水泥水化时所释放的热量就不易散发，使砼产生较大的温度变化，从而造成混凝土的膨胀和收缩作用。由此造成的温度梯度收缩应力是导致大体积混凝土主生裂缝的主要原因。这种裂缝有两种：①表面裂缝：大体积混凝土由于其内部与表面的散热速率不一样，在其表面形成温度梯度，从而表面产生拉应力，内部产生压应力，此时，混凝土的龄期短，抗拉强度低。由温差产生的表面拉应力，超过此时的混凝土极限抗拉强度，就会在混凝土表面产生裂缝，这种裂缝一般发生在混凝土浇注后的早期（3-4d）。②贯穿裂缝： 混凝土浇注数天后，水化热已基本释放，开始进入混凝土的降温阶段，由于逐渐降温使混凝土产生收缩，再加上混凝土硬化过程中，由于混凝土内部拌合水的水化和蒸发及胶质体的胶凝作用，促使混凝土硬化时收缩，这两种收缩由于受到基底或结构本身的约束，也会产生很大的拉应力，当这个拉应力超过混凝土此时的抗拉强度，混凝土的整个截面就可能产生贯穿裂缝，这种收缩裂缝的危害才是最大的，从控制裂缝的观点看，表面裂缝危害小，但也会影响结构的使用和外观，而贯穿裂缝则要影响结构的整体性，耐久性和防水性，可能导致结构的不正常使用。无论是贯穿性裂缝，还是表面的裂纹都是要绝对杜绝的。

三、大体积砼的施工控制措施

为了防止因温度而产生的裂缝，把温度裂缝控制在某个界限内，就必须进行温度控制，根据已往的施工经验，为了防止有害裂缝的出现，我们在该工程大体积混凝土施工中采用以下措施。

3.1采用P•O42.5山西晋牌水泥，该水泥强度富余系数大，可进一步降低水泥用量。

3.2优化配合比设计，在混凝土中掺入粉煤灰，以降低混凝土早期的水化热。

3.3采用高效复合防冻剂，以推迟混凝土的凝结时间，进一步推迟了混凝土水化热峰值发生时间。

3.4加入10%的抗裂防水剂，用以抵消水泥水化、混凝土降温带来的收缩。

3.5控制出厂混凝土的坍落度和混凝土的出机温度。

3.6控制浇注时的混凝土入模温度不低于5℃，采取斜面分层连续浇注，且每层厚度为80cm，上下层间隔时间不得超过混凝土的初凝时间6个小时。上下层的温度差不宜超过2℃，分层浇注增加散热面，加快热量的释放，使浇注后的混凝土温度分布比较均匀，并可避免形成施工冷缝。控制好混凝土的坍落度和入模温度，并加强混凝土的振捣，确保混凝土的连续供应。

3.7施工顺序：从北向南，先深后浅，每斜面均由混凝土自然流淌形成，然后沿长边按斜面逐层向前推进，自下而上至基础顶面，层与层间隔不得超过6小时，并全面振捣，以混凝土开始泛浆和不冒气泡为准。

3.8加强温度监控，及时调整保温养护措施，将混凝土内外温差控制在25℃以下。

3.8.1承台基础的养护措施及测温点布置：混凝土浇注完毕应立即保温，尽可能延长正温养护时间，混凝土基础实体的周围采用彩条布加草袋子进行封闭，同时用开碘钨灯的方法对基础侧面进行加温养护，具体做法是在承台基础的周围固定模板的斜杆上围一层彩条布，并在彩条布的上方加盖一层草帘子，在内部每隔3m设置一个碘钨灯进行加热保温；承台基础表面采用一层塑料薄膜和一层草袋子对混凝土表面进行覆盖养护，塑料薄膜有助于更好的防止混凝土表面的水份蒸发且有助于保温，草袋子有助于更好的保温，根据现场温度计实测，如果混凝土中心温度与表面温度、表面温度与环境温度的温差大于25℃时，再附加一层塑料布和一层草袋子。确保混凝土中心温度与表面温度、表面温度与环境温度的温差不大于25℃。并通过预埋测温孔用温度计对混凝土的中间和表面温度进行监控，在混凝土基础的表面上设置7个测温点，基础本体内部布置7个测温点。后期的监测、养护同样非常重要，一定要在时间、人员、材料、设备予以保证。测温点的布置如下图所示：

3.8.2承台基础砼内部温度的理论计算

(1).最大绝热温升

Th=（mc+K*F）Q/cρ=（406+0.25*109）*375/0.97*2400=69.8℃

(2).砼中心计算温度

T1（t）=Tj+Th*ξ(t)

T1（t）―t龄期砼中心计算温度（℃）；

Tj―砼的浇筑温度（℃）；

Th―最大绝热温升（℃）；

ξ(t)―t龄期降温系数。

3天的中心温度

T3=10+69.8*0.63=53.9℃

6天的中心温度

T6=10+69.8*0.60=51.88℃

9天的中心温度

T9=10+69.8*0.55=48.39℃

12天的中心温度

T12=10+69.8*0.46=42.11℃

15天的中心温度

T15=10+69.8*0.36=35.13℃

(3).砼的表面计算温度

T2（t）=Tq+4h’(H-h’)(T1(t)-Tq)/H2

T2（t）―砼表面温度

Tq―施工期大气平均温度；

h’―砼虚铺厚度（m）；

H―砼计算厚度（m）；

T1(t)―砼中心温度（℃）。

砼施工过程中大气平均温度为-5℃。虚铺厚度h’=2.33*2/3*2.6=0.6m。

3天的表面温度

T3=-5+4*0.6*(2.4-0.6)*(53.9+5)/2.42=39.2℃

6天的表面温度

T6=-5+4*0.6*(2.4-0.6)*(51.88+5)/2.42=37.7℃

9天的表面温度

T9=-5+4*0.6*(2.4-0.6)*(48.39+5)/2.42=32.7℃

12天的表面温度

T12=-5+4*0.6*(2.4-0.6)*(42.11+5)/2.42=30.3℃

15天的表面温度

T15=-5+4*0.6*(2.4-0.6)*(35.13+5)/2.42=25.1℃

3.8.3砼实际测温记录

实测数据与理论数据的比较

天数(d) 3 6 9 12

表 中 表 中 表 中 表 中

计算数据（℃） 39.2 53.9 37.7 51.88 32.7 48.39 30.3 42.11

实测数据（℃） 34 51 43 53 34 49 - 42

通过实测数据与计算数据的比较可以看出，实际施工过程中温度峰值比理论计算的峰值推后1～2天时间出现，且比理论数据略小，可能是由于处于冬季施工的原因，使砼水化热的峰值降低，并且出现峰值的时间有所推迟。

四、结束语

该工程通过制定保温措施、控制施工质量及我们的共同努力，基础砼养护期满后，砼外观质量良好，未发现温度裂缝，结果表明砼强度未受到冬季施工的影响。最后在工期及质量上受到建设及监理单位的一致好评，为我处以后在施工同类工程时积累了一定的经验数值。