某大体积混凝土筏板温度监测及裂缝控制

张元涛 ，张绕林

（1.云南建投第十七建设有限公司，昆明 650500；2.云南省建筑科学研究院 云南省建筑结构与新材料企业重点实验室，昆明 650223）

1 工程概况

本工程建筑高度为 95.100m，地下2层，地上21层，突出屋面2层。结构为框架-核心筒结构，基础形式采用长螺旋钻孔压灌桩。多层建筑高度为 14.100m，地下2层，地上3层，结构形式为框架结构，基础形式采用长螺旋钻孔压灌桩。本工程地下室主楼基础底筏板厚度为 1.5m，商业楼基础底筏板厚度为 0.4m，局部电梯井坑及消防集水坑深达 2.5～4.5m，属典型大体积混凝土；地下室底板（含承台）混凝土标号均为 C35，抗渗等级均为P6，水灰（胶）比为 0.41, 砂率为 42.5%，外加剂为 PCA-I 聚羧酸液剂，掺量 1.65%。本工程商品混凝土配合比如表1所示。

表1 配合比kg/m3

拌和物性能：（1）坍落度：设计坍落度为 180mm±30mm，出厂坍落度为 180mm；（2） 凝结时间：实测初凝 140min，终凝575min；（3） 原材料质量控制：水泥采用 P·O42.5，砂的含泥量≤2%，石的含泥量≤1%。

2 混凝土浇筑及养护方案

2.1 混凝土浇筑工艺流程

混凝土浇筑工艺流程:布置混凝土泵→混凝土供货→坍落度测试→验收合格→开机、泵送砂浆、润管→浇筑混凝土→振捣作业面阶梯推进→混凝土表面第一次赶平、压实→混凝土表面二次赶平、压实、拉毛→混凝土及时覆盖保温保湿→养护混凝土测温监控。

2.2 混凝土浇筑时间及方法

2.2.1 混凝土浇筑时间

2019年7月2日20:02 开始 浇筑，到 2019年7月5日01：30 浇筑结束，浇筑总方量为 2190m3。

2.2.2 混凝土浇筑方法

混凝土采用泵送，坍落度大，流动性好，浇筑采用斜面分层布料方法施工。

3 混凝土温度监测

对混凝土进行温度监测需要掌握并做好以下几方面的工作。

1）对混凝土进行温度监测的目的是实时监测筏板混凝土在施工和养护期间, 沿筏板深度方向的混凝土温度变化状态,实行信息化控制，及时调整保温及养护措施，以防止有害裂缝的出现。

2）监测范围包括：现场布置2个测位，共6个测点对基础筏板混凝土温度进行监测。

3）监测依据：（1）本工程设计图纸；（2）GB/T 51028—2015《大体积混凝土温度测控技术规范》[1]；（3）GB 50496—2018《大体积混凝土施工标准》[2]。

4）监测仪器设备包括：JTM-V10A 智能振弦温度读数仪1 台（编号 010657）；传感器6个。所用检测检测仪器均经标校，并在有效使用期内。

5）温控指标及报警线。根据 GB 50496—2018《大体积混凝土施工标准》的要求，本工程温控指标为：（1）混凝土浇筑体在入模温度基础上的温升值不宜大于 50℃；（2）混凝土浇筑体里表温差（不含混凝土收缩当量温度）不宜大于 25℃；（3）混凝土浇筑体降温速率不宜大于 2.0℃/d；（4）拆除保温覆盖时混凝土浇筑体表面与大气温差不应大于 20℃。

6）测温点布置。在钢筋安装完成后混凝土浇筑前，将调试好的温度传感器进行预埋，温度传感器应附着于钢筋上但应与钢筋隔离，尽量选择不会因浇筑混凝土而导致探头的位置，安装好之后应保护好外露的接头不受损坏和污染。

大体积混凝土测温时，为保证每个测点能够准确反映出混凝土主要点的温度数变化情况，传感器可放入导管内，也可以直接埋入混凝土内，每个测点位应在上、中、下分别安装温度传感器，实时掌握大体积混凝土表面温度、中部温度和底部温度。严格来说，埋入传感器之前，应提前建立大体积混凝土有限元分析模型，并根据实际情况进行模拟现场施工情况，并对模型进行分析，避免传感器遗漏或者重叠，影响监测数据。

本次温度监测在基础筏板平面共布置2个测温点位，每个平面测温点位沿厚度方向分别布置3个测温点。

4 数据采集和温度曲线分析

4.1 数据采集

混凝土温度采用测温仪器人工采集数据，并将温度监测数据以表格方式记录并绘制温度时间曲线。

1#测温点位测温时间为 2019年7月4日 19:30～2019年7月13日 23:30，共计 220h，1#测温点位共测温74次，前 3d每2小时测温1次，后 6d 每4小时测温1次；2#测温点位测温时间为 2019年7月5日 01:30～2019年7月13日 23:30，共计 9d，2#测温点位共测温72次，前 3d 每2小时测温1次，后6d 每4小时测温1次。

4.2 温度时间曲线分析

根据实测温度时间曲线分析，可以得到以下结论：

1）在混凝土升温和降温过程中，里表温差始终没有超过控制值，说明施工现场采取的养护措施满足要求，达到了控制里表温差和裂缝的目的。

2）混凝土浇筑后，内部温度基本 2～3d 内达到峰值，之后温度开始缓慢回落[3]。

3）沿厚度方向，上、中、下部温度当中，中部温度高，在降温过程中也基本保持最高，上部温度最低，且受环境影响较大，整个过程中波动比较大，下部温度介于两者之间[4]。到散温后期，会出现中部温度比下部温度稍低，初步分析原因为浇筑时候气温较高，混凝土内部温度缓慢降低，对于厚度方向而言，自上至下热量散失呈递减趋势，再加上筏板底部土壤对底部混凝土起到一定的保温作用，因此会出现这种情况。

4）上部混凝土温度受环境影响较大，曲线多呈波动，也有比较平缓的时间段，说明在这段时间里，保温措施已起到一定的作用，因此，在大体积混凝土施工过程中，对表面进行保温养护工作具有很大的工程意义。

5 结语

大体积混凝土本身几何尺寸较大，能够保证具有足够的强度和刚度，但在施工过程中，由于温差过大引起的裂缝很难避免，现实工程中，只能尽可能做到将裂缝的开展控制到无害范围内，避免出现贯穿裂缝。施工过程中可以采取现场实时温度监测和根据已有数据进行混凝土内部温度计算预测，从2 方面来入手控制温差，实现有效控制裂缝的产生。