1、建筑工程大體積砼施工工法一、前言隨著我國經濟的發展和人民生活水平的提高，建筑業也得到空前的發展，建筑工程逐步向“高聳新”方向發展，一些高層建筑和超高層建筑逐漸成這一個城市的標志性建筑，這些建筑的基礎均需采用箱形基礎或筏板基礎等的大體積砼。雖然目前我國對大體積砼尚無明確定論，但一般以結構斷面最小尺寸在800mm以上，水化熱引起的砼內最高溫度和外界氣溫之差超過25的砼統稱為大體積砼。如果在施工時大體積砼影響了結構安全，造成的損失將是十分巨大的，造成的社會影響將是非常嚴重的二、大體積砼的特點：砼的組成材料一般由水泥、砂、石，以及一些摻加料經過復雜的化學反應形成的建筑結構非勻質性材料，它具有較高的抗壓
2、強度，良好的耐久性以及抗拉強底低、抗變形能力差，易開裂的特點三、施工中的注意事項：大體積砼在施工中應盡量避免砼水化熱產生的內外溫差過大，在施工當中應注意以下問題：1、水泥水化熱水泥在水化過程中要產生大量的熱量，是大體積砼內部熱量的主要來源。由于大體積砼截面厚度大，水化熱聚集在結構內部不易散失，使砼內部的混度升高。砼內部的最高溫度，大多發生在澆筑后的35d，當砼的內部與表面溫差過大時，就會產生溫度應力。當砼的抗拉強度不足以抵抗該溫度應力時，便開始產生溫度裂縫，這就是大體積砼要注意的主要事項。2、外界氣溫變化大體積砼在施工期間，外界氣溫的變化對大體積砼有重大影響。砼內部溫度是由澆筑溫度、水泥水化熱
3、的絕熱溫度和砼的散熱溫度三者的疊加。外界溫度越高，砼的澆筑溫度也越高。外界溫度下降，尤其是驟降，大大增加外層砼與砼內部的溫度梯度。 3、砼的收縮變形砼的拌合水中，只有約20的水分是水泥水化所必需的，其余80要被蒸發。砼中多余水分的蒸發是引起砼體積收縮的主要原因之一。 四、大體積砼施工措施我們對大體積砼在夏季施工中的困難進行了分析，避免在砼施工中溫度帶來的不便。一原材料要求：1、水泥：選用水化熱低和安全性好的水泥，如礦渣水泥、火山灰水泥，并在滿足設計強度要求的前提下，盡可能減少水泥用量，以減少水泥的水化熱。2、骨料A、石子、砂子的含泥量不超過1和3。B、在砼中摻加一定數量的毛石，減少水泥用量，同
4、時毛石可吸收砼中一定的水化熱，這是防止大體積砼產生裂縫的良好措施。C、夏季施工時采用遮陽設備或灑冷水的辦法降低骨料的溫度。3、外加劑：A、在砼中摻加粉煤灰或減水劑，來代替水泥化為骨料填充料，減少水泥用量。B、在砼中摻加緩凝劑，推遲水化熱的峰值期。C、在砼中摻加適量的微膨脹劑或膨脹水泥，使砼得到補償收縮，減少砼的溫度應力。二施工方法1、分層分段施工法：當砼澆筑水平面積大或澆筑路線較長，水平澆筑時間超過砼初凝時間，設計單位又不允許采用分層澆筑時，我們可以采用砼斜面分層分段法施工，即砼水平澆筑一層后，返回澆筑第2屋砼，并使第2層砼超前第一層砼不少于1m的距離，重新澆筑時均未超過初凝時間，以使砼分成幾
5、個層次，較快的散失熱量，并使澆筑后的砼分布均勻，避免溫度應力集中。如下圖：2、分層施工法。這種方法是指把澆筑的砼分成幾個薄層，每個薄層澆筑完畢后，間歇57天，盡量散失砼熱量后，再澆筑下一層的方法，但這種方法必須經過設計單位同意，并采取上下2層砼結合措施時方可采用。3、溫度控制法：（1）原材料在氣溫炎熱時采用降溫法，通過骨料用冷水澆或遮陰，以及采用攪拌用水容器中加入冰塊的辦法，來降低原材料溫度。（2）砼澆筑前，根據天氣情況對澆筑砼進行熱功計算，根據計算結果和澆筑后的情況，分別采用保溫法或降溫法，如表面溫度散熱快，溫度低，采用保溫法，如表面溫度高，采用澆水降溫法，如內部溫度過高時，通過向砼內設置的
6、盤管注入冷循環水降低溫度，但不論那一種辦法均需保證砼內部溫度與表面溫度差小于25，砼表面溫度與砼表面氣溫小于25。這也是我們在砼澆筑完畢后對砼所能進行的唯一控制技術指標。三改善約束條件1、設置永久性伸縮縫將超長的現澆鋼筋砼結構分成若干段，減少約束體與被約束體之間的相互制約，以期釋放大部分變形，減少約束應力。2、設置后澆帶將大體積砼分成若干段，有效地削減溫度收縮應力。同時也有利于散熱，降低砼的內部溫度。后澆帶間距一般為2030m，帶寬1.0m左右，砼澆筑3040d后用砼封閉。3、設置滑動墊層在墊層砼上，先鋪一層低強度水泥砂漿，以降低新舊砼之間的約束力。以上措施均需在設計單位同意后方可采用。五、大
7、體積砼的設計計算在大體積砼施工前35天內，要注意收集骨料的技術指標、溫度狀況以及氣溫情況，根據收集的結果進行砼熱功計算，確定所采用的養護、保溫（降溫）措施，并隨時根據現場情況調整。1、砼拌合物溫度計算：TcTiwc/wcTi拌合物用料的溫度Wc拌合物用料的質量Tc拌合物溫度2、砼澆筑溫度TjTc+（TgTc）AiTg大氣溫度Tj澆筑溫度Ai溫度損失系數，其值按下列選用：（1）砼出罐溫度計算TITc0.16（TcTa）式中 TI砼出罐溫度（）Tc砼拌合溫度（）Ta砼攪拌棚溫度（）（2）混凝土澆筑溫度計算Tj=Tc+(Tg-Tc)(A1+A2+A3A11)式中 Tj砼澆筑溫度（）Tc砼拌合溫度（）
8、Tg室外平均氣溫（）A1+A2+A3A11溫度損失系數，其值按下列考慮：砼裝、卸、轉運，每次A0.032。砼運輸時A，為運輸時間（min），值按表如下：砼運輸時熱損失值運輸工具砼容積（m3）攪拌運輸車開敝式自卸汽車封閉式自卸汽車保溫手推車不保溫手推車吊 斗61.42.00.150.751.00.00420.00370.00170.0070.010.0015澆筑過程中A0.003，為澆筑時間（min）。（3）砼的絕熱溫升計算T=Th(1-m)式中：T在齡期時砼絕熱溫升（）;Th砼的最終絕熱溫升（）;m隨水泥品種、比表面及澆筑溫度而異;砼的齡期（d）；常數，為2.718.3、砼的絕熱溫度：因水泥一
9、般在澆筑后水化熱溫度最大，因此我們計算了3天齡期的砼內部的絕熱溫度。Tt=WQ（1-m）/cp式中 Tt砼絕熱溫度W每立方米砼中的水泥用量C砼的比熱，取0.97Kj/Kgk計算P砼的密度，取240Kg/m3計算Q每公斤水泥水化熱量Kj/Kg,如下表：水泥品種發熱量 Kj/Kg225#275#325#425#525#普通水泥201243289377461礦渣水泥188205247335m隨水泥品種、表面及澆筑溫度而異，m值選用如下表，中間溫度選用插值法。齡期：澆筑溫度51015202530m0.2950.3180.3400.3620.3840.4064、砼內部的最高溫度：TmaxTj+Tt不同澆
10、筑厚度不同齡期的降溫系數，表如下：澆筑層厚度（m）不同齡期（d）時的值369121518212427301.01.251.502.503.004.000.360.420.490.650.680.740.290.310.460.620.670.730.170.190.380.590.630.720.090.110.290.480.570.650.050.070.210.380.450.550.030.040.150.290.360.460.010.030.120.230.300.370.080.190.250.300.050.160.210.250.040.150.190.245、砼表面溫度計算
11、Tb()=Tq+h1（Hh1）T()Tb()齡期時的表面溫度Tq大氣溫度H砼的計算厚度：Hh+2h1h砼的實際厚度h1砼的虛厚度h1k/k計算折減系數，取0.666砼導熱系數，取2.33w/mk模板及保溫層的傳熱系數（w/m2k）保溫材料厚度保溫材料導熱系數：見下表空氣傳熱系數：取23w/m2kT()齡期時的砼內最高溫度同外界氣溫之差，T= Tmax-Tq6、比較：Tmax、Tb()、T()X的關系TmaxTb()25Tb()T()X25T()X：齡期時的保溫層下氣體溫度。如滿足上述兩個不等式，則采取如下措施可以控制大體積砼施工，如不滿足則需從原材溫度和保溫或降溫措施上考慮措施以滿足上述兩個不
12、等式。7、砼所需保溫材料厚度計算： 滿足6中兩個不等式后，根據下式計算所需的保溫材料厚度；保溫材料厚度H砼計算厚度保溫材料導熱系數砼表面溫度砼澆筑 后35d平均氣溫傳熱修正系數取132.0，視保溫材料的透風性能和風力情況而定。六、施工工藝1、砼拌制：砼原材料采用電子或磅秤嚴格進行計量，采用強制式攪拌機進行攪拌，攪拌時間符合規定，并使砼攪拌均勻。2、砼澆筑：由于大體積砼的澆筑方量大，一般均采用砼輸送泵進行輸送，輸送時注意以下事項：A、布料設備出口不得向模板內側面直沖布料，也不得直沖鋼筋骨架。B、澆筑水平結構砼時，不得在同一處連續布料，應在23m范圍內水平移動布料，且宜垂直于模板布料。C、為防止砼
13、發生離析，砼的自由落差高度不得大于2.0m。3、砼振搗砼采用機械振搗。振動棒的操作要求做到快插慢拔。在振搗過程中，要將振動棒上下略有抽動，以使上下砼振搗均勻。每個振點振搗時間以2030秒為宜，且以砼表面呈水平不再顯著下沉，不再出現氣泡，表面泛出灰漿為準，不得有漏振、欠振、過振現象。振搗過程中要防止振動模板，并盡量避免碰撞鋼筋、管道、預埋件等。然后用刮桿刮平，在初凝前用平板振動器二次振搗，排除因砼泌水而在粗骨料和水平鋼筋下部產生的水份和空隙，防止砼沉落而出現裂縫。平板振動器的移動間距，保證覆蓋已振實邊緣部分。4、砼養護（1）養護時間：為保證砼在適宜的硬化條件下，防止在早期由于干縮產生裂縫，在大體
14、積砼澆筑完畢，并抹平后立即鋪一層塑料膜并用30mm厚草簾加以覆蓋，養護時間不少于14天。（2）砼測溫為了掌握砼的升溫和降溫的變化規律以及各種材料在各種條件下的溫度影響，對砼及時進行溫度監測控制。A、測溫孔布置：沿澆筑的高度方向在砼的底部、中部和表面，如圖所示設置。平面布置在邊緣和中間，測溫孔采用預埋管（20mm，銅管底部鉚死，防止水進入銅管內）。B、在砼溫度上升階段，每隔4小時測一次；下降階段，每隔8小時測一次，同時要測大氣溫度。在14天的養護時間內，每天測溫不少于2次。C、所有測溫孔均相應編號，并進行砼內部不同深度和表面溫度的測量，可分上、中、下依次排列。D、測溫記錄交技術負責人閱鑒、分析，
15、作為對砼施工質量控制的依據。應及時控制砼內外兩個溫度，同時驗證計算值與實測值的差別，以便撐握其動態。E、當溫差超過25時，及時加強保溫或延緩拆除保溫材料，防止砼產生溫差應力和裂縫。七、季節性施工措施根據氣象資料，如大體砼施工期間大氣溫度高，為降低砼入模溫度，采取以下措施降溫。1、對砂、石子進 行灑水降溫。2、在泵機水箱內放置冰塊，將攪拌水溫控制在15以下。3、砼輸送管采用麻布片纏繞，防止陽光暴曬造成砼輸送過程中升溫。并每隔一定時間灑水濕潤。4、在砼澆筑地點架設遮陽網，遮陽網采用鋼架桿支承，用鐵絲斜拉至四周剪力墻架體上。5、對未澆筑至標高的砼，為防止砼表面水份蒸發造成硬化，在初凝前時間內蓋上彩條布遮陽。八、施工機具砼輸送泵、強制式攪拌機、平松振動器、振搗棒、木槎板等。九、質量標準和要求1、溫度測量工作必須由專人負責，及時準確的測量以保證測量數據的準確性。2、嚴格控制砼內部溫度，砼表面溫度，砼表面大氣溫度，溫差在25以內。十、工程實例：2002年，臨沂廣場世紀城工程基礎墊層，由于基層為巖石，地形起伏較大，砼厚度大，最厚處有3.2m，通過大體積砼施工工法與應用，取得了很好的效果，并為我們在主樓基礎筏板（厚度為1.8m，一次澆筑）施工積累了豐富的經驗，出色的完成了施工任務，保證了工程質量。
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