张龙超大截面箱型钢管混凝土柱施工关键技术分析

徐 州 工 程 学 院 成 人 教 育 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )图书分类号：密 级：毕 业 设 计 (论 文 )超大截面箱型钢管混凝土柱施工关键技术分析Summarize The Key Technology Type Steel Tube Concrete Column Construction Of Large Section Box姓 名 张 龙学 号 120310798专 业 土 木 工 程指 导 教 师 刘 志 勇2014 年 3 月 18 日徐 州 工 程 学 院 成 人 教 育 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )I摘要随着现代经济高速的发展，全国各地的高层超高层建筑如雨后春笋般呈现在大家的面前，单纯的混凝土结构已经不能适应超高层的结构要求，在上世纪六七十年代普遍认为全钢结构性能优于混凝土结构，然而到了上世纪八九十年代全钢结构已经不能完成进一步提升高度的要求了。混凝土与钢结构的结合正好解决了这个问题，所以钢管混凝土被大量的应用在超高层建筑当中。本文对超大截面箱型钢管混凝土柱施工关键技术进行了深入地研究，对类似超大截面箱型钢管混凝土柱的实际施工具有一定的指导意义。关键词：超大截面柱；箱型钢管混凝土；泵送技术；裂缝控制徐 州 工 程 学 院 成 人 教 育 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )II目 录摘要 .II1 绪论 .11.1 钢管混凝土的发展历史与现状 .11.2 超大截面箱型钢管混凝土柱 .32 超大截面箱型钢管混凝土柱施工关键技术的总结 .42.1 配合比的选定 .42.2 超大截面箱型钢管混凝土的浇筑方法 .52.3 超大截面箱型钢管混凝土的泵送技术 .82.4 超大截面箱型钢管混凝土的质量监测技术研究 102.5 超大截面箱型钢管混凝土裂缝的控制技术 112.6 本章小结 123 超大截面箱型钢管混凝土施工技术经济价值评价 143.1 模糊综合评价法 143.2 确定评价因素 143.3 计算结果 15结论 .16致谢 .17参考文献 .18徐 州 工 程 学 院 成 人 教 育 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )01 绪论1.1 钢管混凝土的发展历史与现状（1）钢管混凝土的简介钢管混凝土是指在钢管中填充混凝上而形成且钢管及其核心混凝土能共同承受外荷载作用的结构构件，按截面形式不同，可分为圆钢管混凝土，方、矩形钢管混凝土和多边形钢管混凝土等。按强度等级的不同，可分为普通钢管混凝土，钢管高强混凝土，钢管超高强混凝土。钢管混凝土的结构特点，众所周知，混凝土的抗压强度高，但抗弯能力很弱，而钢材的抗拉性能优于抗压性能，二者的结合充分发挥了各种的优势。钢管的存在使混凝土处于三向受力状态，大大的增加了混凝土的抗压强度，混凝土的存在弥补了钢管刚度问题，提高了结构构件的承载力。由于钢管混凝土存在很大的优越性，使得钢管混凝土一出现就被广泛应用到各种结构当中去。（2）钢管混凝土的发展历史与现状钢管混凝土柱是在薄壁钢管内填入普通混凝土从而形成的组合材料，比起普通混凝土，它具有很多无法比拟的优点。从钢管混凝土的出现但现在大量的应用于各种工程结构中已经有将近 100 年的历史了。在这 100 多年的时间里，科研人员对钢管混凝土的开发做出了突出的贡献，使的钢管混凝土在很多的方面取得了很大的进步，在 20 世纪 50年代前后主要以实验研究为主要的工作，并在混凝土的钢管的粘结问题上取得了很大的进步。在 20 世纪 6070 年代，工作者们主要研究的是钢管混凝土的抗震和耐火性能。到了 20 世纪 8090 年代研究人员更多的是研究钢管混凝土的抗震性能和设计方法。在钢管混凝土研究方面我国也有很多的成就。我国对钢管混凝土的研究主要集中在钢管中浇筑素混凝土，到了 20 世纪 60 年代，钢管混凝土已经开始在一些地下结构和厂房柱中使用。进入 70 年代之后钢管混凝土已经被广泛应用在桥墩柱、单层和多层工业厂房以及多种变电站塔干中。1978 年，钢管混凝土结构的研究被正式列入国家科学发展规划，使得我国的钢管混凝土结构发展进入一个新的里程碑。最近十几年来，钢管混凝土在桩、大跨度结构、桥梁结构、高层超高层等结构中应用越来越多。钢管混凝土承载力高、塑性和初性好、施工方便、经济效果和耐火性能好等优点受到广大设计人员和施工技术人员的青睐。（3）我国现代钢管混凝土的工程应用实例1）地下建筑我国最早采用钢管混凝土结构技术的工程项目地铁车站站台柱。1996 年建成的北京地铁“北京站”的站台柱，就是成功的采用了远比普通的钢筋混凝土的柱的柔细的钢管混凝土柱，见图 1-1。徐 州 工 程 学 院 成 人 教 育 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )1图 1-1 北京地铁“北京站”2）单层厂房柱在我国和前苏联的一些单层厂房排架柱中，格构式钢管混凝土柱得到较为广泛而有效的应用。3）高层建筑随着经济的迅猛发展以及城市化进程的加速，高层超高层建筑的建设更是如雨后春笋般兴起，但是普通的钢筋混凝土已不能满足要求，高性能混凝土和钢管的结合正好填补了这一空缺。特别是上世纪 80 年代，由高性能混凝土的技术以及高层泵送技术的发展，解决了钢管内混凝土施工的问题，所以钢管混凝土结构在国内外悄然兴起，成为了超高层结构体系必不可少的结构。代表建筑有台湾 101 大厦（如图 1-2） ，又称台北 101 大楼，在规划阶段初期原名台北国际金融中心(Taipei Financial Center)，是目前世界第二高楼(2010 年)。位于我国台湾省台北市信义区，由建筑师李祖原设计，KTRT 团队建造，保持了中国世界纪录协会多项世界纪录。台北 101 曾是世界第一高楼，以实际建筑物高度来计算已在 2007 年 7 月21 日被当时兴建到 141 楼的迪拜塔(阿联酋迪拜)所超越，2010 年 1 月 4 R 迪拜塔的建成(828 米)使得台北 101 退居世界第二高楼。台北 101 打地基的工程总共进行了 15 个月，挖出 70 万吨土，桩基由 382 根钢筋混凝土构成。中心的巨柱为双管结构，钢外管，钢加混凝土内管，巨柱焊接花了约两年的时间完成。台北 101 所使用的钢材至少有 5 种，依不同部位所设计，特别调制的混凝土，比一般混凝土强度强 60%。徐 州 工 程 学 院 成 人 教 育 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )2图 1-2 台湾 101 大厦4）大跨度桥梁工程1.2 超大截面箱型钢管混凝土柱随着高层建筑的发展和先进施工技术的应用，最初的圆形的钢管混凝土柱已经不能适应一些超高层建筑的要求，而过大的柱子也增加了成本和施工的难度。像现在建成的深圳京基大厦 100 层，高 44L8m，广州东塔 116 层，高 530m，都采用的这种箱型钢管混凝土。徐 州 工 程 学 院 成 人 教 育 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )32 超大截面箱型钢管混凝土柱施工关键技术的总结超大截面箱型钢管混凝土柱的施工比较复杂，而且国内外也很少见，本章就超大截面箱型钢管混凝土柱的施工技术联系实际情况进行一系列的分析，主要研究超大截面箱型钢管混凝土的泵送技术，超大截面箱型钢管混凝土的浇筑方法，超大截面箱型钢管混凝土的浇筑方法的裂缝控制技术。这几种施工技术均是高性能混凝土施工的难点。本章对这几种施工技术进行综合研究，希望能为以后工程的施工提供很好的借鉴和参考作用。2.1 配合比的选定混凝土配合比设计是为了确定混凝土拌合物中各个组分之间的比例，以获得基本性能符合要求的混凝土，包括新拌混凝土的工作性、硬化混凝土在规定的龄期的强度和耐久性，同时还要满足经济型的要求。而 C80 高强高性能混凝土与普通混凝土的性能相比有很大的差异，因而在配合比设计上更是不同，普通混凝土配合比设计只在水泥、石子、砂和水这四种材料上进行配比，高性能高强混凝土的配合比设计中还要加入矿物掺合料和外加剂比如矿渣粉、粉煤灰、娃粉、减水剂等。（1）材料的选定普通混凝土配合比设计规程(JGJ55. 2000)中要求配制高强混凝土所用原材料应符合下列规定：1)应选用质量稳定、强度等级不低于 42.5 级的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥；2)对强度等级为 C60 级的混凝土，其粗骨料的最大粒径不应大于 31.5mm，对强度等级高于 C60 级的混凝土，其粗骨料的最大粒径不应大于 25mm，针片状颗粒含量不宜大于含 5.0%，含泥量不应大于 0.2%，其他质量指标应符合现在行业标准普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法的规定(GJG53)的规定；3)细骨料的细度模数宜大于 2.6，含泥量不应大于 2.0%，泥块含量不应大于 0.5%。其他质量指标应符合现在行业标准普通混凝土用砂质量标准及检验方法的规定(GJG52)的规定；4)配制高强混凝土时应掺用高效减水剂或缓凝高效减水剂配制高强混凝土时应掺用活性较好的矿物掺合料，且宜复合使用矿物掺合料。（2）配合比的设计普通混凝土配合比设计规程(JGJ55. 2000)中要求高强混凝土配合比的计算方法和步骤除应按“普通混凝土配合比设计”的规定进行外，尚应符合下列规定：1)基准配合比中的水灰比，可根据现有试验资料选取；2)配制高强混凝土所用砂率及所采用化学外加剂和矿物外加剂的品种、掺量应通过试验确定；徐 州 工 程 学 院 成 人 教 育 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )43)计算高强混凝土配合比时，其用水量可按“普通混凝土配合比设计”的规定确定；4)高强混凝土的水泥用量不应大于 550kg/m、水泥和矿物掺合料的总量不应大于600kg/ m。5)混凝土浇筑时的自密实和泵送的对配合比要求。（3）试验的结果分析对于 C80 混凝土的抗压强度来说，3d 强度的影响因素依次为磨细矿渣粉、粉煤灰掺量、水胶比、硅粉掺量；7d 强度的影响因素依次为水胶比、硅粉掺量、磨细矿渣粉掺量、粉煤灰掺量；28d 强度影响因素依次为水胶比、硅粉掺量、粉煤灰掺量、磨细矿渣粉掺量；抗压强度随着硅粉掺量的增加而增大，随着水胶比的增加先增大后减小，随着粉煤灰的掺量的增加而增大，随着磨细矿渣粉掺量的增加先减小后增大。对抗拉强度的影响因素依次为磨细矿渣粉掺量、粉煤灰掺量、硅粉掺量、水胶比。抗拉强度随着硅粉掺量的增加而减小，随着水胶比的增加先减小后增大，随着粉煤灰的掺量的增加先增大后减小，随着磨细矿渣粉掺量的增加而增大。最终试验的结果总结如下：1)硅粉、磨细矿渣粉、粉煤灰、高效减水剂的使用大大改善了 C80 高强混凝土的性能；2)硅粉的掺量的增加大大增强了 C80 高强混凝土的抗压强度，同时也增加了 C80 高强混凝土的脆性；3)水胶比对 C80 高强混凝土的影响和对普通混凝土的影响差不多，都是随着水胶比的增大抗压强度减小，从试验情况看来，在 0.220.26 之间，以水胶比 0.24 为最佳；4)粉煤灰加磨细矿渣粉总量提高了 28d 的强度，但是降低了 3d 的强度，综合试验结果粉煤灰加磨细矿渣粉总量不应超过 30%；5)最终选定 C80 高强混凝土的配合比为胶材总量 550kg/m水胶比 0.24，砂率 40%，硅粉掺量为 10%，粉煤灰加磨细矿渣粉掺量不超过 30%，就能配制出 28d 强度达到 80MPa的高强混凝土，而且满足混凝土的自密实和泵送要求。2.2 超大截面箱型钢管混凝土的浇筑方法（1）混凝土浇筑高度的选定由于超大截面箱型钢管柱内纵横隔板和钢筋太多，可活动的空间太小，如果选择普通混凝土很难让混凝土填充到每个部位，而且混凝土振动棒也很难把混凝土振捣密实，所以必须选择自密实混凝土，这样才能保证混凝土的密实性。在浇筑混凝土时每个区域先浇筑高标号混凝土钢管柱，再绕低标号的钢管混凝土柱。对于箱型钢管混凝土巨柱，为了避免混凝土一次性浇筑高度过高而对钢管柱产生较大应力变形。每个区域相邻两根钢管柱内混凝土可相互交替实行流水作业，当第一根管内混徐 州 工 程 学 院 成 人 教 育 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )5凝土浇筑高达到 4-9m 时，可暂停第一根柱内混凝土的浇筑，转入下一根钢管柱混凝土的施工，如此往返交替进行。由于钢柱的安装直接影响外框结构的施工进度，且柱内混凝土浇筑前必须待浇筑区域的钢管柱焊缝超声波探伤合格后方可进行。（2）超大截面箱型钢管混凝土浇筑顺序1)超大截面箱型钢管混凝土柱当中部被纵向隔板贯通分隔时，截面形式分为田字分隔和日字分隔两种，如图 2-1 所示。图 2-1 田字和日字分隔箱型钢管混凝土淺筑顺序2)超大截面箱型钢管柱混凝土应按经计算的高度进行现场浇筑，当钢结构及柱内钢筋施工完成且具备浇筑混凝土条件时，采用布料机对钢管柱混凝土进行浇筑，在钢管柱上口应装设串筒，串筒口离浇筑面不应大于 2 米。布料机固定在连接剪力墙与钢管混凝土柱的钢梁上。混凝土料从布料机泵管导出，串筒将混凝土直接输送入钢管柱内。超大截面箱型钢管混凝土的浇筑分段主要依据钢管柱的分段以及浇筑高度来划分。（3）超大截面箱型钢管柱混凝土浇筑面的影响因素及控制措施徐 州 工 程 学 院 成 人 教 育 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )6表 2-1 混凝土淺筑面的影响因素及控制措施序号 影响因素 原因分析 控制措施 备注1箱型钢管柱竖向隔板的焊缝位置因为钢管柱内竖向隔板的焊接操作面主要为柱内混凝土面，混凝土面与焊缝之间的缝距离过高或过低对于钢管柱的焊接均难以操作。确保每次混凝土浇筑完成面与焊缝之间的距离为12001500mm2混凝土完成面与柱内横隔板之间的距离钢管柱内每次混凝土的完成面距离柱内横隔板之间的距离不能太小，以确保下次浇筑横隔板下方新浇混凝土的密实性。确保每次混凝土完成面距离柱内横向隔板之间的距离不小于 300mm3柱内钢筋接头位置由于柱内钢筋除了考虑钢筋自身的工艺错开距离外，还需考虑到钢筋对钢管内柱焊接操作空间的影响。确保钢筋接头距离钢柱焊缝之间的距离不小于 500mm由于箱型钢管柱内混凝土的养护充分利用钢管柱自身钢管的良好蓄水性对其进行蓄水养护。为了使钢管柱内的养护用水能较好的达到集水和排水的功能，因此在每次预计混凝土浇筑完成面均设置泄水孔，泄水孔的位置除综合考虑前述影响因数外。泄水孔应靠楼板面进行设置，目的是方便及时对因水泥砂浆外泄对钢管柱防腐涂料的修补。每次浇筑管内混凝土的浇筑高度应控制在泄水孔的位置如图 2-2 所示，以保证用于管内混凝土蓄水养护的养护用水达到集排的作用，避免因管内积水而影响下一次混凝土的浇筑质量。由于在超大截面箱型钢管混凝土施工中，钢管柱内设置了水平隔板，为了避免钢管柱内的混凝浇筑后的自身收缩或压缩变形，所以每次浇筑混凝土的完成面距离钢管混凝土柱的最后一道横隔板不少于 300mm，且位于横隔板的下方，目的是避免因为混凝土自身的收缩变形而在混凝土与横隔板之间出现缝隙，影响柱内混凝土的受力传递。徐 州 工 程 学 院 成 人 教 育 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )7图 2-2 箱型钢管钢筋混凝土浇筑面控制示意图2.3 超大截面箱型钢管混凝土的泵送技术（1）超高泵送技术的现状高强高性能混凝土超高层泵送是一个世界性施工难题。世界上只有德国 PM 公司 2008年在迪拜塔将 C80 混凝土泵送至 457 米的高度，世界上尚无 C100 混凝土的泵送施工范例。（2）超高泵送技术难关高强高性能混凝土粘性大，泵阻力大，现有设备没有成套且无法满足要求；超高强高性能混凝土的泵送施工，在我国尚无先例，需要攻关研究泵送施工技术。如果说泵送普通混凝土是泵水，那么，泵送 C80 以上的超高性能的混凝土就像是泵送糯米团子。按照混凝土行业中强度等级越高、黏度越大的配置标准，所以超高泵送超高强度的混凝土难度非常的大。（3）超高泵送技术突破要攻克上述难题需要从成套设备、混凝土可泵送性、泵送施工技术三个方面进行技术突破。（4）高强高性能混凝土的可泵性研究1)可泵性高强高性能混凝土配比研究徐 州 工 程 学 院 成 人 教 育 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )8运用三掺技术(超细矿粉、硅粉、外加剂按适当比例掺入)，增加拌合物的流动性，降低拌合物的粘性，提高高强高性能混凝土的可泵性，优化前后有明显的区别。优化后的高强高性能混凝土形态好，坊落度与扩展度适中、粘度低、流动性好，无离析、分层等现象。2)高强高性能混凝土可泵性现场检测技术（5）高层复杂管路的泵送施工技术1)高层复杂管路的低阻力输送技术泵送沿程压力损失研究：现有 JGJ/T10-95混凝土泵送送施工技术规程中推荐的两种公式计算法(欧洲和 F1 本)及我国的图表法，不适用 C60 以上的混凝土泵送压力损失值计算。通过对 6115 车次混凝土(约五万方)泵送数据的研究分析，国内首次获得 C60以上高强高性能混凝土泵送阻力计算的压力损失值，如表 2-2 所示。表 2-2 混凝土泵送过程中沿程压力损失混凝土强度等级 C100 C90 C80 C70 C60 普通混凝土沿程压力损失 Mpa/m 0.03 0.0255 0.022 0.018 0.0155 0.008复杂管路的优化布置研究以流道曲率、管道、弯管数量等影响管路的泵送沿程压力损失和局部压力损失的重要因素为优化目标，建立了管路阻力经验算法。大跨度空间下的管道无附着自爬升技术这项大跨度空间下的管道无附着自爬升技术如图 2-3，解决了浇注平台下 30 米悬空层内，输送系统无附着爬升难题。徐 州 工 程 学 院 成 人 教 育 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )9图 2-3 管道自爬升系统（6）高强高性能混凝土泵送管道润滑施工技术研究混凝土泵送每次启动前，均需润滑管道，高强高性能混凝土泵送的润滑要求更高。经过现场反复试验、对比、分析，首创了常规材料多相组合润滑技术，解决了高强高性能混凝土泵送开机堵管的问题。节约了水资源与传统的开机润滑方式对比，每次开机节约用水 6.5 吨，使开机泵送成功率达到 100%。2.4 超大截面箱型钢管混凝土的质量监测技术研究（1）技术难点由于箱形钢管柱截面尺寸一般都很大，内浇高性能高强混凝土标号达到 C60C80，在这种超大截面箱型钢管混凝土柱中还有很多的隔板、栓钉和钢筋等，而且在施工和施工结束后模板都不能拆除，因此对超大截面箱型钢管混凝土柱里混凝土质量检测成为很大的难题。而传统的超声波检测，由于超大截面箱型钢管混凝土柱的特殊性往往造成信号的中断，不能很好的检测出超大截面箱型钢管混凝土柱里面混凝土的质量。因此选用了压电陶瓷技术，采用此技术很好的解决了传统超声波检测的弊端。（2）监测原理压电陶瓷具有压电效应，当压电陶瓷沿一定方向伸长或压缩时，在其表面上会产生电荷(束缚电荷)，这种效应称为压电效应。基于压电材料监测原理为，通过信号源所产生一定频率和幅值的信号来激励埋设在混凝土内部一定位置的封装好的压电陶瓷智能骨料以及钢管混凝土柱外表面一定位置的压电陶瓷片，通过压电陶瓷的反压电效应在结构构件中产生应力波，应力波将在结构混凝土内部以及各界面传播，埋设在混凝土内部一定位置的封装好的压电陶瓷智能骨料以及钢管混凝土柱外表面一定位置的压电陶瓷片可以测量该位置的应力波。由于应力波在混凝土中传播时，微裂缝，或者混凝土的非密实区域，或者空洞或者界面剥离等缺陷，会造成应力波能量传播的损失，通过分析该应力波的特性变化，可以实现对混凝土质量的监测，以及混凝土性能随时间的变化情况，以及混凝土与钢管混凝土柱粘结界面的长期监测。超大截面箱型钢管混凝土柱混凝土监测采用 24 通道比利时进口 LMS-SCM05 振动测试分析集成系统作为信号源和数据采集系统。该系统可以产生简谐信号、扫频信号以及触发信号等各种类型信号，经过放大器放大后直接驱动压电陶瓷智能块，在混凝土内部产生应力波。压电陶瓷基智能块传感器的信号通过该系统进行采集。而且该系统配备功能强大的数据分析系统，其 LMS Test. Lab Time Recording Add-in 模块具有时间历程记录功能，并与特征数据采集、阶次跟踪分析、谱采集或实时倍频程保持同步。记录时间数据可以利用 Test. Lab 特征数据通程处理模块作进一步的后处理。（3）测点位置设置徐 州 工 程 学 院 成 人 教 育 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )10由于压电陶瓷具有正压电效应和反压电效应，同一个压电陶瓷智能骨料和压电陶瓷片均可以作为激励器和传感器。根据超大截面箱型钢管混凝土柱截面尺寸，可在同一截面高度设置 6 个智能骨料，在柱高范围内共设置 3 个测量截面，截面间距在 1.02.0m 之间具体调整。同时为了监测混凝土与钢管柱界面性能，可在钢管混凝土柱外表面布置压电陶瓷片。（4）监测方案所有监测的激励信号分某些固定频率的简谐信号和扫频信号激励两种情况。对于混凝土缺陷的监测，采用混凝土内部同一高度的某一层智能骨料的中心位置的智能骨料来激励，其他所有骨料来接受的方式进行。对于界面状况的监测，釆用 3 个不同标高层的中间部位的智能骨料作为激励，测量对应测量面的压电传感器以及同一钢管混凝土柱面内的智能骨料。（5）监测结果分析采用压电陶瓷技术很好的解决了传统超声波检测在遇到钢板和钢筋信号中断的问题，确保了超大截面箱型钢管混凝土柱施工的零缺陷。监测结果非常令人满意，超大截面箱型钢管混凝土柱内部混凝土与钢管壁的附着情况良好，并且监测出混凝土的自身完整性很好。由于箱形钢管混凝土柱内有众多的钢筋与钢板，如采用传统的超声波监测方式，需要在混凝土中预埋钢管、且预埋钢管之间不能有障碍物，超声波需在混凝土浇筑后 28 天后再进行监测，在监测完成之前不能进行其他后续工作施工，因此，超声波监测办法对工期影响较大，且监测的部位受钢筋和钢板影响很有限，相比而言，采用压电陶瓷片监测，不影响后续工作施工，监测的点位可以自由选定，所以此项技术在施工监测中具有较大的优越性。2.5 超大截面箱型钢管混凝土裂缝的控制技术（1）大体积混凝土的定义以及裂缝产生的原因美国混凝土学会 ACI207 认为，大体积混凝土是“现场浇筑的混凝土，尺寸大到需要采取措施降低水化热和水化热引起的体积变化，以最大限度地减少混凝土的开裂” 。日本建筑学会标准(JASS5)认为， “结构断面最小尺寸在 80cm 以上，水化热引起混凝土内最高温度与外界气温之差超过 25的混凝土，称为大体积混凝土” 。当钢管混凝土柱内混凝土构件的最小尺寸大于 1 米时，属于大体积混凝土，为了控制该部分混凝土不产生温度裂缝，施工中应采取温度测量和控制措施，以确保混凝土里表温差不大于 25。当混凝土里表温差小于 25，且表面温度与环境最大温差小于 20时，方可停止釆取保温措施和停止测温。裂缝产生的原因有很多种，主要是由荷载引起的。根据工程实际统计，由温度、收缩及不均匀沉降产生荷载引起的裂缝占到 80%85%，而由永久荷载、可变荷载、风荷载和徐 州 工 程 学 院 成 人 教 育 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )11雪荷载等引起的裂缝只占到 15%20%。所以对于现场施工来说，温度应力产生的裂缝占主要部分，控制温度应力是关键。对于大体积混凝土浇筑由于结构尺寸较大浇筑水泥水化热引起的混凝土温度升高浇筑不易及时散发浇筑形成较大的温度差异浇筑较大的温度变化和差异引起的体积变化浇筑常常导致受约束的混凝土开裂。（2）大体积混凝土裂缝控制技术研究现状1)温度应力的研究在混凝土裂缝产生的原因当中，温度应力引起的裂缝占主要的部分，所以对温度应力的研究是非常必要的，掌握温度应力的变化有对混凝土的裂缝控制有着非常重要的意义。在大体积混凝土问题上，朱伯芳等人早在七十年代初就进行了水工混凝土结构的温度应力和裂缝控制的研究。朱伯芳等人根据大体积混凝土的温度应力以及结构应力的变化规律提出了很多控制有温度产生的裂缝措施，混凝土分层浇筑，混凝土拌合时用碎冰降温，混凝土水管冷却等，这一系列的措施大大减少了混凝土的裂缝。2)混凝土的力学研究混凝土的力学特性和混凝土的裂缝产生也有着必然联系，混凝土中含有大量空隙、粗孔及毛细空这些孔隙中存在很多的水分，水分的热胀冷缩影响着混凝土的力学性质，所以研究好混凝土的力学性质对裂缝控制有重要作用。（3）超大截面箱型钢管混凝土裂缝的控制措施1)优化高性能混凝土的配合比有效的优化了混凝土的配合比，加入高效见水剂改善了混凝土的初凝时间，掺入了粉煤灰、桂粉、矿渣粉，有效的减小了水泥的用量，减小了水化热带来的裂缝。2)超大截面箱型钢管混凝土养护措施温度的测量，在浇筑混凝土时应采取温度测控，当混凝土内部和表面温差超过 25时应该采取保温措施。具体措施是用塑料编织布将钢管柱围起来，是钢管柱处在温棚中，降低空气流通，形成温室达到保温。超大截面箱型钢管混凝土绕筑完后，四周有钢板维护能有效的减少水分的流失，而且还有一定的保温作用。因为四周的钢板具有蓄水的作用，所以采取蓄水养护混凝土是一种比较好的方法，水深控制在 150200mm。当养护完毕好，打开预留好的泄水孔，排除养护的水。采取的这种措施既减少了工序，有节约了资源。3)热工计算根据施工所在地的气候环境，长年气温情况，计算：混凝土拌合物的温度；混凝土拌合物的出机温度；混凝土拌合物经运输至成型完成时的温度；考虑模板和钢筋吸热影响，混凝土成型完成的温度；混凝土温度养护过程中的温度。通过对以上指标的计算，得出各项的热工数值，通过对热工数值分析，得出，C80 混凝土在蓄水养护下，如 7 天的平均温度达到 18，则强度达到临界强度。以上的各项指标都达到了混凝土徐 州 工 程 学 院 成 人 教 育 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )12结构工程施工及验收规范GB 5 0204-92 中的施工要求。2.6 本章小结本章就超大截面箱型钢管混凝土施工中的几个关键技术做了分析与研究。本着理论联系实际，实事求是的原则，得到如下结论：超大截面箱型钢管混凝土的浇筑高度为 8m，并提出了浇筑方法以及超大截面箱型钢管柱混凝土浇筑面的影响因素及控制措施；超大截面箱型钢管混凝土施工在混凝土的泵送技术上要实现成套设备、混凝土可泵送性、泵送施工技术三个方面的技术突破；超大截面箱型钢管混凝土裂缝从温度应力和混凝土的应力两方面进行了研究。徐 州 工 程 学 院 成 人 教 育 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )133 超大截面箱型钢管混凝土施工技术经济价值评价3.1 模糊综合评价法模糊综合评价法是一种基于模糊数学的综合评价方法。该综合评价法根据模糊数学应用模糊数学变化原理，考虑与评价对象相关的各种因素，对其所作的综合评价。它具有结果清晰，系统性强的特点，能较好地解决模糊的、难以量化的问题，适合各种非确定性问题的解决。其中，指标权重的计算采用层次分析法，首先将层次结模型的各要素进行两两比较判断，其次按照一定的标度理论建立判断矩阵，通过计算得到各因素的相对重要度，最后建立权重向量。3.2 确定评价因素超大截面箱型钢管混凝土的配合比，超大截面箱型钢管混凝土的浇筑方法，超大截面箱型钢管混凝土泵送技术，超大截面箱型钢管混凝土的裂缝控制技术，超大截面箱型钢管混凝土的质量监测技术等。这几种因素在混凝土施工方案中起着决定性的因素，所以选用这四个因素作为一级综合评价指标，见式（3.1）U=U1,U2,U3,U4,U5 式（3.1）其中： U1 混凝土配合比；U2 混凝土浇筑方法；U3 超高泵送技术；U4 裂缝控制技术；U5 质量监测技术。再根据对应要素确定二级评价因素集 即：具体的一、二级评价因素集，如表 3-1 所示：徐 州 工 程 学 院 成 人 教 育 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )14表 3-1 施工方案评价因素综合评价要素 一级要素 二级要素U1（ 1） 水胶比U2（ 1） 矿物掺量U3（ 1） 减水剂U1混凝土配合比U4（ 1） 水U1（ 2） 浇筑高度U2（ 2） 浇筑顺序U3（ 2） 浇筑时间U2混凝土浇筑方法U4（ 2） 振捣质量U1（ 3） 机械选择U2（ 3） 混凝土可泵性U3（ 3） 堵管、漏管U3超高泵送技术U4（ 3） 担保方式U1（ 4） 温度控制U2（ 4） 配合比U3（ 4） 养护措施U4裂缝控制技术U4（ 4） 气候条件U1（ 5） 监测设备U2（ 5） 监测方案U3（ 5） 检测人员施 工 方 案 技 术 经 济 评 价U5质量监测技术U4（ 5） 数据处理3.3 计算结果在一级因素混凝土配合比、混凝土浇筑方法、超高泵送技术、裂缝控制技术、质量监测技术权重所占得比值为 0.33、0.16、0.27、0.10、0.14，说明混凝土的配合比在混凝土的施工中占有重要的地位。二级因素水胶比、矿物掺量、减水剂、砂率所占的权重比0.41、0.28、0.15、0.15；浇筑高度、浇筑顺序、浇筑时间、振捣质量占的权重比0.42、0.22、0.20、0.16；机械选择、混凝土可泵性、堵管和漏管、管道阻力所占的权重比 0.45、0.18、0.22、0.15；监测设备、监测方案、监测人员、数据处理0.40、0.22、0.19、0.20。最终技术经济评定结果为优良 68%，中 27%，总体施工方案较好。徐 州 工 程 学 院 成 人 教 育 学 院 毕 业 设 计 (论 文 )15结论围绕超大截面箱型钢管混凝土柱的施工开展了 C80 混凝土材料组成、抗压抗拉性能的研究，以及超大截面箱型钢管混凝土施工关键技术的研究。通过超大截面箱型钢管混凝土的施工技术研究，得到了很多宝贵的经验结论，如下：硅粉、磨细矿渣粉、粉煤灰、高效减水剂的使用大大改善了 C80 高强混凝土的性能；.硅粉的掺量的增加大大增强了 C80 高强混凝土的抗压强度，同时也增加了 C80 高强混凝土的脆性；水胶比对 C80 高强混凝土的影响和对普通混凝土的影响差不多，都是随着水胶比的增大抗压强度减小，从试验情况看来，在 0.220.26 之间，以水胶比 0.24 为最佳；粉煤灰加磨细矿渣粉总量提高了 28d 的强度，但是降低了 3d 的强度，综合试验结果粉煤灰加磨细矿渣粉总量不应超过 3