京沪高铁大体积混凝土墩身施工质量控制

1、京沪高铁大体积墩身混凝土施工质量控制马玉龙（中国交通建设集团第四航务工程局，上海）摘要：介绍京沪高速铁路高性能混凝土在大体积墩身施工中遇到的问题及解决方法；大体积混凝土裂缝预防和控制。1 工程概况京沪高速铁路JHTJ-6标段七工区，线路起点DK1277+301.52，终点DK1284+982.06，全长7.68km，是蕴藻浜特大桥的一部分，工程地点位于上海市嘉定区安亭镇火炬村。京沪高速铁路6标段七工区所在位置属北亚热带季风气候，四季分明。气候温和湿润，春秋较短，冬夏较长，年平均气温16左右，7、8月份气温最高，最高气温38，月平均约28。墩身截面面积最小为3×2.2m，最大为19.2

2、×3.55m；墩身高度最小1m,最高15m。2 施工方法概述墩身混凝土采用筑模法施工，汽车泵泵送入模，人工振捣棒振捣。养护剂养生。3 施工过程中的主要问题大体积墩身混凝土主要的问题有：麻面、蜂窝、露筋、裂缝等等；本文主要对混凝土裂缝控制进行讨论。4 大体积墩身混凝土裂缝的产生原因分析大体积墩身混凝土裂纹产生的主要原因有两个：一个是混凝土内外温差过大；另一个是基础沉降不均匀。1)、温度裂缝产生的主要原因：一是由于温差较大引起的，砼结构在硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，使砼表面和内部温差较大，砼内部膨胀高于外部，此时砼表面将受到很大的拉应力，而砼的早期抗拉强度很低，因而出现

3、裂缝。这种温差一般仅在表面处较大，离开表面就很快减弱，因此裂缝只在接近表面的范围内发生，表面层以下结构仍保持完整。二是由结构温差较大，受到外界的约束引起的，当大体积砼浇筑在约束地基（例如桩基）上时，又没有采取特殊措施降低，放松或取消约束，或根本无法消除约束，易发生深进，直至贯穿的温度裂缝。 2)、温度裂缝形成的过程：一般（人为）分为二个时期：一是初期裂缝-就是在砼浇筑的升温期，由于水化热使砼浇筑后2-3天温度急剧上升，内热外冷引起“约束力”，超过砼抗拉强度引起裂缝。二是中期裂缝-就是水化热降温期，当水化热温升到达峰值后逐渐下降，水化热散尽时结构物的温度接近环境温度，此间结构物温度引起

4、“外约束力”，超过砼抗拉强度引起裂缝。3)、温度控制：温度裂缝的产生一般是不可避免的，重要的是如何把其控制在规范允许的范围之内，要进行有效的控制，就必须进行科学预测，以保证控制的准确性。对温度应力的控制现场一般是进行温控。在浇筑砼时，采用温度传感片和测温仪，从浇筑开始测温（包括入模温度，环境温度），并及时抹压（特别是初凝前）和保温保湿养护。浇筑完后根据温控指标，及时调整保温保湿养护条件。温度影响系数受多种因素影响，其中温度、湿度、散热界面（土、空气等），初凝时间、风速、温差等影响较大，特别是风速和温差较大时，温度影响系数大大降低，最高温升将降低，这与我们的实测结果是相吻合的。但为防止降温过快，

5、形成大的温度梯度，夏季选用蓄水养护,秋冬季加盖草袋、海绵；如果工地气候风大、干燥特征拆模后及时采取防风，保温措施，并及时回填土，结果证明这些方法对温度影响系数的改变是非常有用的，事实表明控制也是非常成功的。4)、沉缩裂缝 当然砼沉缩裂缝在大体积砼（特别是泵送大流态砼）施工中也是非常多的。主要原因是振捣不密实，沉实不足，或者骨料下沉，表层浮浆过多，砼浇筑后，没有及时抹压实（特别是初凝前的二次拌压），且表面覆盖不及时，受风吹日晒，表面水份散失快，产生干缩，砼早期强度又低，不能抵抗这种变形而导致开裂。在施工中采用缓凝型泵送剂，延缓砼的凝结硬化速度，充分利用外加剂（特别是缓凝剂）的特性，适时

6、增加抹加次数，消除表面裂缝（特别是沉缩裂缝和初期温度裂缝），特别是初凝前的抹压，这对消除表有效的。为了保证混凝土施工的外观质量,我工区从以下几点进行控制:3.1原材料控制3.1.1对搅拌站、砂、碎石料现场设置盖棚，防止日晒，以降低其温度。3.2施工工艺控制3.2.1控制混凝土的发料速度，减少混凝土浇筑等待时间。3.2.2承台墩身浇筑时间宜选择在早晨6点以前和下午18:00以后,以保证混凝土的入模温度不高于30。3.3.3高墩施工时,使用混凝土串筒,控制混凝土的自由下落高度小于2米。3.2.4施工时严格控制混凝土的分层厚度,不超过50。3.2.5混凝土施工过程中产生的泌水要及时用海绵吸走。3.2

7、.6混凝土下料前,在搅拌车内快速搅拌12分钟,使混凝土搅拌更均匀。3.2.7安装模板前,对模板进行仔细打磨刨光,然后在模板上分两次刷脱模剂,以达到更好的外观效果。3.2.8选择经验丰富的振捣工按照振捣方案进行振捣。3.2.9在结构内埋设测温点和降温设施。混凝土热工计算大体积混凝土施工前需进行热工计算,确定降温和保温措施。热工计算主要根据水泥和矿物叅和料的水化热,混凝土的容重和比热计算混凝土在绝热情况下的混凝土最高中心温度t。t=式中: t-最高中心温度,；Mce-单位体积水泥用量,/m3；Qce-单位质量水泥累计放热总量,kj/；Mae-单位体积矿物参和料用料, /m3；Qae-单位质量矿物掺

8、和料累计放热总量,kj/；c-混凝土容重,/ m3；Cc-混凝土比热, kj/·；t入-混凝土灌注温度, 。墩身热工计算t=。3.2.10浇筑完成后及时进行覆盖养护。四、混凝土表观质量控制主要施工方案和技术措施4.1原材料及配合比控制4.1.1选择合适水泥并严格控制水泥用量 我工 区采用海螺牌普通硅酸盐水泥P.O42.5以减少水泥用量。选用低热水泥，减少化热，降低混凝土的温升值。在满足设计和混凝土可泵性的前提下，将水泥用量控制在190kgm3，以降低砼最高温升，降低砼所受的拉应力。从而防止混凝土外观出现裂纹。4.1.2严格控制骨料级配和含泥量 选用5-25mm连续级配碎石，细度模数2

9、.4-3.0的赣江中砂(区砂、砂率控制在40-45)。砂、石含泥量控制在1.0以内，其它指标符合客运专线高性能混凝土暂行技术条件。4.2选择适应的外加剂4.2.1根据设计要求及指导性配合比方案，选用聚羧酸高效减水剂，该类减水剂减水率较高（20-25%）、坍落度损失小、适量引气（混凝土含气量控制在2%-4%）、初凝时间延长到14h左右/终凝时间延长到16h左右。4.3、选择优化配合比4.4.1选用级配良好的粗细骨料、适量掺加优质磨细粉煤灰（C50以下混凝土级或C50及以上混凝土级）、S95级矿渣粉矿物掺合料， C30及以下混凝土的胶凝材料总量不宜高于400 kgm3，C35-C40混凝土的胶凝材

10、料总量不宜高于450 kgm3，C50级以上混凝土的胶凝材料总量不宜高于500 kgm3，控制好水灰比，降低水泥用量，减少水化热，以降低砼温升，从而可以降低砼所受的拉应力。从而控制混凝土表面裂纹。4.4.2采用混凝土运输搅拌车运输混凝土，并采取防晒措施（保温层包裹），尽量缩短运输时间。运输混凝土过程中慢速搅拌混凝土，严禁在运输过程加水搅拌。4.4.3夜晚和早晨温度比较底,因此承台墩身浇筑时间选择在早晨6点以前和下午18:00以后,以保证混凝土的入模温度不高于30。4.5高墩施工时,必须使用混凝土下料串筒,减小混凝土垂直下落高度,控制在2米以内,防止混凝土因下落高度太高造成混凝土离析,从而造成混

11、凝土外观质量事故。4.6混凝土下料时,控制分层厚度在3050,保证混凝土散热及振捣质量。4.7由于本工区结构混凝土都采用汽车泵送入模,混凝土塌落度要求较高,特别是高墩施工时,由于混凝土泵送压力导致混凝土出现压力泌水；因此在施工过程中,必须将产生的泌水及时用海绵及时吸走,防止因泌水导致混凝土外观出现砂斑砂线。4.8由于混凝土在搅拌车运输过程中搅拌速度较慢,因此在混凝土下料前必须在搅拌车内加速搅拌12分钟,以保证混凝土的质量。4.9安装模板前,对模板进行两次刷脱模剂,第一次刷完后等待一段时间,然后再刷一次,这样可保证混凝土拆模后外观光亮,模板不粘灰。4.10选择经验丰富的振捣工进行振捣。根据泵送大

12、体积混凝土的特点，采用“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次到顶”的方法。这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能较好地适应泵送工艺，简化混凝土的泌水处理，保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况，在每个浇筑带的前后布置两道振动器，第一道布置在混凝土出料口，主要解决上部混凝土的振实；由于底层钢筋间距较密，第二道布置在混凝土坡脚处，以确保下部混凝土密实。随着浇筑的推进，振动器也相应跟上，砼要分层浇筑振捣，分层厚度为3050cm，振捣上层砼时要插入下层砼510cm，砼振捣要求快插慢拔，尽量避免碰撞钢筋模板。当砼停止下沉，无显著气泡上升，表面平整一致，显

13、现薄层水泥浆方可停止振捣以确保整个高度上混凝土的质量。由于大体积泵送混凝土表面水泥浆较厚，故浇筑结束后须在初凝前用木抹子抹碾压数遍，打磨压实，以闭合混凝土的收水裂缝。五、混凝土养护5.1混凝土振捣完成后，应及时对混凝土暴露面进行紧密覆盖（采用土工布、塑料布等进行覆盖），尽量减少暴露时间，防止表面水分蒸发。混凝土带模养护期间，应采取浇水、喷淋洒水等措施进行保湿、潮湿养护。混凝土拆模后，对暴露面迅速用土工布和塑料布覆盖完好，彼此搭接完整，搭接宽度10,覆盖不完全的地方采取人工洒水养护,塑料布内表面应具有凝结水珠。在任意养护时间，淋注于混凝土表面的养护水温度低于混凝土表面温度时，二者间温差不得大于1

14、5。不同混凝土湿养护的最低期限：混凝土类型水胶比大气潮湿(RH50%)，无风，无阳光直射大气干燥(RH<50%)，有风，或阳光直射日平均气温T（）湿养护期限（d）日平均气温T（）湿养护期限（d）胶凝材料中掺有矿物掺和料0.455T1010T2020T141075T1010T2020T211410胶凝材料中掺有矿物掺和料0.455T1010T2020T2114105T1010T2020T282114六、混凝土质量通病及预防措施6.1麻面现象:砼表面局部缺浆粗糙，或有许多小凹坑，但无钢筋和石子外露。预防措施：模板面清理干净，不得粘有干硬水泥砂浆等杂物。木模板灌注砼前，应用清水充分湿润，清洗干

15、净，不留积水，使模板缝隙拼接严密，如有缝隙，应填严，防止漏浆。钢模板涂脱模剂要涂刷均匀，不得漏刷。砼按操作规程分层均匀振捣密实，严防漏捣，每层砼均匀振捣至气泡排除为止。处理方法：麻面主要影响砼外观，对于面积较大的部位应修补。即将麻面部位用清水刷洗，充分湿润后用12水泥砂浆抹刷。6.2蜂窝现象：砼局部酥松，砂浆少石子多，石子之间出现空隙，形成蜂窝状的孔洞。预防措施：砼配料时严格控制配合比，经常检查，保证材料计量准确。砼应搅拌均匀，颜色一致，其延续搅拌最短时间应符合规定。砼自由倾落高度一般不得超过2m。如超过，要采取串筒、溜槽等措施下料。砼的振捣应分层捣固。灌注层的厚度不得超过振动器作用部分长度的

16、1.25倍。捣实砼搅拌物时，插入式振捣器移动间距不应大于其作用半径的1.5倍；对轻骨料砼搅拌物，则不应大于其作用半径的1倍。振捣器至模板的距离不应大于振捣器有效作用半径的1/2。为保证上下层砼结合良好，振捣棒应插入下层砼5cm。砼振捣时，掌握好每点的振捣时间。振捣至砼不再显着下沉、不再出现气泡为止。灌注砼时，应经常观察模板、支架、堵缝等情况。发现有模板走动，应立即停止灌注，并应在砼初凝前修整完好。处理方法：砼有小蜂窝，可先用水冲洗干净，然后用12或12.5水泥砂浆修补，如果是大蜂窝，则先将松动的石子和突出颗粒剔除，尽量形成喇叭口，外口大些，然后用清水冲洗干净湿透，再用高一级的细石砼捣实，加强养

17、护。6.3孔洞现象：砼结构内有空隙，局部没有砼。预防措施：在钢筋密集处，可采用细石砼灌注，使砼充满模板，并认真振捣密实。机械振捣有困难时，可采用人工捣固配合。预留孔洞处应在两侧同时下料。下部往往灌注不满，振捣不实，应采取在侧面开口灌注的措施，振捣密实后再封好模板，然后往上灌注，防止出现孔洞。采用正确的振捣方法，严防漏振：插入式振捣器应采用垂直振捣方法，即：振捣棒与砼表面垂直或斜向振捣，斜向振捣时振捣棒与砼表面成一定角度，约40°45°。振捣器插点应均匀排列，可采用行列式或交错式顺序移动，不应混用，以免漏振。每次移动距离不应大于振捣棒作用半径的1.5倍。振捣器操作时应快插慢拔

18、。控制好下料。要保证砼灌注时不产生离析，砼自由倾落高度应不超过2m，大于2m时要用溜槽、串筒等下料。防止砂、石中混有粘土块或冰块等杂物；基础承台等采用土模施工时，要注意防止土块掉入砼中；发现砼中有杂物，及时清除干净。加强施工技术管理和质量检查工作。6.4露筋现象：钢筋砼结构内的主筋、副筋或箍筋等露在砼表面。预防措施：灌注砼前，检查钢筋位置和保护层厚度是否准确。固定好垫块，保证砼保护层的厚度。一般每隔1米左右在钢筋上绑一个水泥砂浆垫块。钢筋密集时，选配适当的石子。石子的颗粒尺寸不超过结构截面最小尺寸的1/4，同时不得大于钢筋净距的3/4。结构尺寸较小，钢筋较密时，用细石砼灌注。禁止振捣棒撞击钢筋

19、，以避免钢筋移位。砼顺落高度超过2米时，用串筒或溜槽进行下料。拆模时间根据试块试验结果确定，防止过早拆模。处理办法：将外露钢筋的砼残渣和铁锈清理干净，用水冲洗湿润，再用12或12.5水泥砂浆抹平。6.5缺棱掉角现象：砼局部掉落，不规则，棱角有缺陷。预防措施：模板在灌注砼前充分湿润，砼灌注后认真养护。拆除钢筋砼承重模型时，砼具有足够的强度，避免砼表面及棱角受到损坏。拆模时，不能用力过猛，注意保护棱角，吊运时，避免撞击棱角。加强成品保护。冬季砼灌注后，做好覆盖保温工作。处理办法：缺棱掉角较小时，清水冲洗，钢丝刷刷净，水泥砂浆补平。6.6施工缝、夹层现象：施工缝处砼结合不好，有缝隙或夹有杂物，造成结

20、构整体性不良。预防措施：在施工缝处继续灌注砼时，如间歇时间过长，则按施工缝处理。在已经硬化的砼表面上继续灌注前，除掉表面水泥薄膜和松动石子或软弱砼层，并充分湿润和冲洗干净。在砼灌注前，施工缝先抹一层水泥浆或与其相同的砂浆。在模型上沿施工缝位置通条开口，利于清理杂物和冲洗。处理办法：当表面缝隙较细时，用清水冲洗干净裂缝，充分湿润后抹水泥浆。慎重对待夹层的处理，补强前，先搭设临时支撑加固，然后剔凿，将夹层中的杂物和松软砼清除，冲净，用提高一级强度等级的细石砼灌注，捣实并认真养护。二、质量要求1、混凝土强度等级必须达到设计要求。2、混凝土裂纹控制在允许范围之内。三、混凝土裂纹控制1)、温度裂缝产生的

21、主要原因：一是由于温差较大引起的，砼结构在硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，使砼表面和内部温差较大，砼内部膨胀高于外部，此时砼表面将受到很大的拉应力，而砼的早期抗拉强度很低，因而出现裂缝。这种温差一般仅在表面处较大，离开表面就很快减弱，因此裂缝只在接近表面的范围内发生，表面层以下结构仍保持完整。二是由结构温差较大，受到外界的约束引起的，当大体积砼浇筑在约束地基（例如桩基）上时，又没有采取特殊措施降低，放松或取消约束，或根本无法消除约束，易发生深进，直至贯穿的温度裂缝。 2)、温度裂缝形成的过程：一般（人为）分为二个时期：一是初期裂缝-就是在砼浇筑的升温期，由于水化热使砼浇

22、筑后2-3天温度急剧上升，内热外冷引起“约束力”，超过砼抗拉强度引起裂缝。二是中期裂缝-就是水化热降温期，当水化热温升到达峰值后逐渐下降，水化热散尽时结构物的温度接近环境温度，此间结构物温度引起“外约束力”，超过砼抗拉强度引起裂缝。3)、温度控制：温度裂缝的产生一般是不可避免的，重要的是如何把其控制在规范允许的范围之内，要进行有效的控制，就必须进行科学预测，以保证控制的准确性。对温度应力的控制现场一般是进行温控。在浇筑砼时，采用温度传感片和测温仪，从浇筑开始测温（包括入模温度，环境温度），并及时抹压（特别是初凝前）和保温保湿养护。浇筑完后根据温控指标，及时调整保温保湿养护条件。温度影响系数受多

23、种因素影响，其中温度、湿度、散热界面（土、空气等），初凝时间、风速、温差等影响较大，特别是风速和温差较大时，温度影响系数大大降低，最高温升将降低，这与我们的实测结果是相吻合的。但为防止降温过快，形成大的温度梯度，夏季选用蓄水养护,秋冬季加盖草袋、海绵；如果工地气候风大、干燥特征拆模后及时采取防风，保温措施，并及时回填土，结果证明这些方法对温度影响系数的改变是非常有用的，事实表明控制也是非常成功的。4)、沉缩裂缝 当然砼沉缩裂缝在大体积砼（特别是泵送大流态砼）施工中也是非常多的。主要原因是振捣不密实，沉实不足，或者骨料下沉，表层浮浆过多，砼浇筑后，没有及时抹压实（特别是初凝前的二次拌压

24、），且表面覆盖不及时，受风吹日晒，表面水份散失快，产生干缩，砼早期强度又低，不能抵抗这种变形而导致开裂。在施工中采用缓凝型泵送剂，延缓砼的凝结硬化速度，充分利用外加剂（特别是缓凝剂）的特性，适时增加抹加次数，消除表面裂缝（特别是沉缩裂缝和初期温度裂缝），特别是初凝前的抹压，这对消除表有效的。四、 保证大体积混凝土质量的措施 1选择合适水泥和严格控制水泥用量 采用425R普通水泥等高标号水泥，以减少水泥用量。选用低热水泥，减少水化热，降低混凝土的温升值。并尽量选用后期强度（90或120天），降低水泥量，并延缓峰值。在满足设计和混凝土可泵性的前提下，将425R水泥用量控制在200kgm3，以降低砼

25、最高温升，降低砼所受的拉应力。2. 严格控制骨料级配和合泥量 选用525mm连续级配碎石，细度模数2.60-3.00的中砂(通过0315n凹筛孔的砂不少于10，砂率控制在40-45)。砂、石含泥量控制在0.5以内，并不得混有有机质等杂物，杜绝使用海砂。3.选择适当外加剂可根据设计要求，混凝土中掺加一定用量外加剂，如防水剂、膨胀剂、减水剂、缓凝剂等外加剂。外加剂中糖钙能提高混凝土的和易性，使用水量减少20左右，水灰比可控制在0.55以下，初凝延长到14h左右。4. 选择优化配合比选用良好级配的骨料，严格控制砂石质量，降低水灰比，并在砼中掺加粉煤灰和外加剂等，以降低水泥用量，减少水化热，以降低砼温

26、升，从而可以降低砼所受的拉应力。5.采用切实可行的施工工艺 根据泵送大体积混凝土的特点，采用“分段定点，一个坡度，薄层浇筑，循序推进，一次到顶”的方法。这种自然流淌形成斜坡混凝土的方法，能较好地适应泵送工艺，避免混凝土输送管道经常拆除、冲洗和接长，从而提高泵送效率，简化混凝土的泌水处理，保证上下层混凝土浇筑间隔不超过初凝时间。根据混凝土泵送时自然形成一个坡度的实际情况，在每个浇筑带的前后布置两道振动器，第一道布置在混凝土出料口，主要解决上部混凝土的振实；由于底层钢筋间距较密，第二道布置在混凝土坡脚处，以确保下部混凝土密实。随着浇筑的推进，振动器也相应跟上，以确保整个高度上混凝土的质量。由于大体

27、积泵送混凝土表面水泥浆较厚，故浇筑结束后须在初凝前用铁滚筒碾压数遍，打磨压实，以闭合混凝土的收水裂缝。6.严格控制混凝土入模温度 大体积砼最好选在春秋季施工，以降低入模温度，既是在夏季施工最好采取有效措施降低入模温度，再者浇筑砼时最好不要让砼在太阳下直接爆晒。施工过程中应对碎石洒水降温，保证水泥库通风良好，自来水预可先放入地下蓄水池中降温。7改进施工技术施工时加强插筋位置的振捣、抹压、养护。由于钢筋是热的良导体，易产生大的温度梯度，这是裂缝产生的一个主要环节。同时加强初凝前的抹压，以消除初期裂缝，并加强早期养护，提高砼抗拉强度。8加强砼浇筑后的养护砼浇筑后，应尽快回填土-土是砼最好的养护材料之

28、一。目前这是砼保温保湿养护的最有效方法，对预防裂缝是非常有益的。如采用蓄水法保温养护，在混凝土施工期间可通入冷却循环水，以便加快承台内部热量的散发。如采用内散外蓄综合养护措施，可有效降低混凝土的温升值，且可大大缩短养护周期，对于超厚大体积混凝土施工尤其适用。9.加强技术管理 加强原材料的检验、试验工作。施工中严格按照方案及交底的要求指导施工，明确分工，责任到人。加强计量监测工作，定时检查并做好详细记录，认真对待浇筑过程中可能出现的冷缝，并采取措施加以杜绝。在变截面施工前，一定要加强预测，并保证预测的科学性。同时在实施过程中，要切实落实施工方案。10. 加强混凝土的测温工作 为及时掌握混凝土内部

29、温升与表面温度的变化值，在承台内埋没若干个测温点，采用L形布置，每个测温点埋设测温线2根01根管底埋置于承台混凝土的中心位置，测量混凝土中心的最高温升，另一根管底距承台上表面100 mm，测量混凝土的表面温度，测温线均露出混凝土表面100。第l - 5d每2h测温1次，第6d后每4h测温1次，测至温度稳定为止。从已有施工经验的测温情况看，混凝土内部温升的高峰值一般在3d内产生，3d内温度可上升到或接近最大温升，内外温差值在20左右，控制在规范规定范围内，未发现异常现象。11.其它参考意见大体积混凝土采用泵送工艺，泵送过程中，常会发生输送管堵塞故障，故提高混凝土的可泵性十分重要。须合理选择泵送压

30、力，泵管直径，输送管线布置应合理。泵管上须遮盖湿麻袋，并经常淋水散热。混凝上中的砂石要有良好的级配，碎石最大粒径与输送管径之比宜名1：3，砂率宜在40。45间，水灰比宜在05-055间，坍落度宜在15-18cm间。及时与气象台取得联系，掌握天气情况。由于大体积混凝土承台连续浇筑，故浇筑现场须设防雨棚，并在基坑四周，设置盲沟和集水井。四、夏（热）期施工1、降低骨料和水的温度措施（1）对砂、石的贮存仓、料堆等进行遮阳防晒处理，以降低原材料进入搅拌机的温度。（2）水泥进入搅拌机的温度不宜大于30。（3）混凝土配合比设计考虑坍落度损失。混凝土中掺用矿物掺和料，减少水泥用量，以控制混凝土水化热。（4）搅

31、拌站料斗、储水器、皮带运输机、搅拌楼均采取遮阳措施。2、混凝土拌和、运输和卸料过程中的措施（1）选择水化热较低、质量稳定、各项理化指标均符合标准要求的优质水泥，通过掺入减水剂和矿物掺和料减少水泥用量。（2）尽量缩短搅拌时间。经常测定混凝土的坍落度，调整混凝土的配合比，以满足施工所必须的坍落度要求。（3）采用混凝土运输搅拌车运输混凝土，并采取防晒措施（保温层包裹），尽量缩短运输时间。运输混凝土过程中慢速搅拌混凝土，严禁在运输过程加水搅拌。（4）尽可能在气温较低的晚上或夜间搅拌混凝土，以保证混凝土的入模温度不高于30。（5）夏（热）期浇筑混凝土前，作好充分准备，备足施工设备，保证连续进行浇筑；混凝

32、土从搅拌机到入模的时间及浇筑时间要尽量缩短，并尽快开始养护。3、混凝土浇筑和抹面时的措施（1）加快混凝土的抹面速度，抹面时用喷雾器喷少量水防止表面裂纹，严禁直接往混凝土表面洒水。（2）夏季混凝土施工时振动设备易出故障，准备备用振动器。（3）与混凝土接触的各种工、机具、设备和材料等不得直接受阳光曝晒，在使用前进行适当湿润冷却并加以遮盖。（4）混凝土浇筑前通过对钢模板外侧洒水的措施，降低模板温度，严禁向模板内侧洒水。（5）加快混凝土的抹面速度，在混凝土表面上仍有泌水时不得进行抹面。抹面时可用喷雾器喷少量水防止表面裂纹。（6）混凝土浇筑完初凝后用浸湿的土工布覆盖，并经常洒水，保持潮湿状态。保湿养护期

33、间，采用钢管脚手架罩遮阳和挡风，以控制温度和干热风的影响。不同混凝土湿养护的最低期限混凝土类型水胶比大气潮湿(RH50%)，无风，无阳光直射大气干燥(RH<50%)，有风，或阳光直射日平均气温T（）湿养护期限（d）日平均气温T（）湿养护期限（d）胶凝材料中掺有矿物掺和料0.455T1010T2020T141075T1010T2020T211410        一、大体积混凝土特性简述：        对于大体积混凝土，目前国内尚

34、无一个确切的定义。日本建筑学会标准（JASS-5）规定：“结构断面最小厚度在80cm以上，同时水化热引起混凝土内部的最高温度与外界气温之差预计超过25oC的混凝土，称为大体积混凝土。”美国混凝土学会（ACI）规定：“任何就地浇筑的大体积混凝土，必须要求采取措施解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大限度减少开裂。”        大体积混凝土较普遍地用于基础结构，它们大多埋置地下，虽然受外界温度变化影响较小，但要求抗渗性能较高。因此，如何控制混凝土的内外温差和温度变形而造成的裂缝，提高混凝土的抗渗、抗裂和抗侵蚀性

35、能，是大体积混凝土施工中的一个关键问题。大体积混凝土产生裂缝的原因很多，如水泥水化热引起的温度应力和温度变形、内外约束条件的影响、外界气温变化的影响、混凝土的收缩变形等等，情况比较复杂，但温度裂缝是主要因素之一。水泥在水化过程中产生大量的热量，每克水泥放出的热量约达502.42J/g（120cal/g），因而使混凝土内部的温度升高，一般在30oC左右，有时更高。它在13d内放出的热量是总热量的一半。混凝土内部的最高温度多发生在浇筑后的35d内，当混凝土内部与表面温差过大时，就会产生温度应力和温度变形。温度应力与温差成正比，温差越大，温度应力也越大。当这种温度应力超过混凝土内外的约束力时，就会产

36、生裂缝。而混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥用量有关，混凝土越厚，水泥用量越大，内部温度也就越高。温度应力也与混凝土结构尺寸有关，在一定尺寸范围内，混凝土结构尺寸越大，温度应力也越大，因而引起裂缝的可能性也越大。这就是大体积混凝土为什么容易产生裂缝的主要原因。因此，防止混凝土出现裂缝的关键就是控制混凝土内部与表面的温差。另外，大体积混凝土在施工阶段，常受外界气温变化的影响。混凝土内部温度是由水泥水化热的绝热温度、浇筑温度和混凝土的散热温度三者的叠加，其中浇筑温度与外界气温有直接关系。所谓浇筑温度是指混凝土出罐后，经运输、振捣后的温度，可以通过计算或实测得出。一般而言，外界气温越高，混凝土的浇筑

37、温度也越高，当气温下降，特别是气温骤降，会大大增加外层混凝土与混凝土内部的温度梯度，因而会造成温差和温度应力，使大体积混凝土出现裂缝。因此控制混凝土表面温度与外界气温的温差，也是防止裂缝的重要一环。        八十年代以来，我国许多大城市相继建造了一批高层建筑和高耸构筑物，这些建筑物的基础都采用了大体积混凝土，通过这些工程的实践，促进了大体积混凝土施工技术的发展，对大体积混凝土工程的研究也取得了不少成就，主要是：在设计上，为改善大体积混凝土的内外约束条件以及结构薄弱环节的补强，提出了行之有效的措施；在施工技术上

38、，从选料、配合比设计、施工方法、测温养护采取一系列综合性措施，并根据不同的施工季节采取不同的技术措施，有效地克服了大体积混凝土的裂缝；在施工组织管理上，为了解决大体积混凝土一次浇筑量大的问题，在精心组织、协调指挥下，采用了集中搅拌、罐车运输、泵送混凝土等技术。        二、质量目标        1.混凝土强度等级、抗渗等级必须达到设计要求。       

39、60;2.混凝土裂缝控制在允许范围之内。                三、大体积混凝土监理工作重点工序：        1.大体积混凝土施工前的控制（预控）：        施工方案：        

40、;大体积混凝土的施工，首先由施工单位编制详细的施工方案，应以减少约束、便于散热、控制内外温差、防止产生有害裂缝为原则，主要体现出以下六点内容：根据减少约束的要求，确定分层分块的尺寸及层间、块间的结合措施；通过热工计算，确定混凝土入模温度以及对材料温度调整的措施；确定混凝土搅拌、运输和浇筑的方案；制定混凝土的保温方案；明确对混凝土的测温方案；制定保证工程质量、安全施工和消防措施的相应条款。监理工程师应仔细阅读施工方案，通过对施工方案中的计算进行适当的验算，提出意见和建议，施工单位在通过方案的审批后，方可进行下一步工作。      

41、60; 大体积混凝土设计常用的计算公式与数值如下：        水泥水化热计算：        某一龄期水泥水化热计算公式为        Qt=at·C3S+btC2S+ctC3A+dtC4AF        Qt：t天的水泥水化热值（J/g）； 

42、;       at、bt、ct、dt：水泥中各水化热物质在t天内的水化热值（可从表1查出）；        C3S、C2S、C3A、C4AF：水泥熟料中产生水化热的各种单矿物分子式，可以根据不同水泥品种的化学成分查出其组成量（即所占百分比）；        注：本公式计算出的水化热为熟料的估算值，此值应乘以不同品种水泥所含熟料的百分比，方可得出该品种水泥的水化热估算

43、量。                表1：水泥熟料中单矿物水化热物质发热量（21oC）        水化热物质 水化热（J/g）         3d 7d 28d 90d 1年   &#

44、160;    atC3S 242.8 221.9 376.8 435.4 489.9        btC2S 50.2 41.9 104.7 175.9 226.1        ctC3A 887.6 1557.5 1377.5 1302.1 

45、1168.1        DtC4AF 288.9 494.0 494.0 410.3 376.8                混凝土拌合温度计算：        Tc：混凝土的拌合温度（oC）；  

46、60;     W：混凝土组成材料重量（kg）；        c：混凝土组成材料比热（J/kg·K）；        Ti：混凝土组成材料温度（oC）；                   

47、;     混凝土出罐温度计算：        TI=Tc0.16（TcTd）        TI：混凝土出罐温度（oC）；        Tc：混凝土拌合温度（oC）；        Td：混凝土搅拌棚温度（oC）； 

48、               混凝土浇筑温度计算：        Tj=Tc+（TqTc）（A1+A2+A3+A11）        Tj：混凝土浇筑温度；        Tc：混凝土拌合温度； &#

49、160;      Tq：室外平均气温；        Ai：温度损失系数，可按下列考虑        a：混凝土装、卸、转运，每次A=0.032；        b：混凝土运输时A=，为运输时间（min），参考表2；       

50、; c：浇筑过程中A=0.003，为浇筑时间（min）；                表2：混凝土运输时热损失值        运输工具 混凝土容积（m3）         搅拌运输车 6 0.0042  &

51、#160;     开敞式自卸汽车 1.4 0.0037        封闭式自卸汽车 20. 0.0017        保温手推车 0.15 0.007        不保温手推车 0.75 0.01  &

52、#160;     吊斗 1.0 0.0015                混凝土的绝热温升：        混凝土内的绝热温升计算，目前常用三个公式        a：T=W·Q（1-e-m）/c

53、        b：T=（W·c/10）+（FA/50）        c：T=（0.83·W·c·Q/c）+（FA/50）        其中：        T：混凝土的绝热温升（oC）；    

54、    W：每立方米混凝土的水泥用量（kg/m3）；        c：混凝土的比热，计算时取（0.97kj/kg·K）；        Q：每公斤水泥的水化热（kj/kg），参照表3；        ：混凝土的密度，取2400kg/m3；      

55、;  ：混凝土的龄期（d）；        FA：每立方米混凝土中粉煤灰掺量（kg/m3）；        e：常数，为2.718；        m：随水泥品种、比表面及浇筑温度而异，参照表4；            

56、    表3：每公斤水泥发热量        水泥品种 发热量（kJ/kg）         225 275 325 425 525        普通水泥 201 243 289 377 461 &

57、#160;      矿渣水泥 188 205 247 335                                 表4：计算水化热温升时的m值 &

58、#160;      浇筑温度（oC） 5 10 15 20 25 30        m（1/d） 0.295 0.318 0.340 0.362 0.384 0.406              

59、  混凝土内部实际最高温度计算        Tmax=Tj+T·        Tmax：混凝土内部最高温度（oC）；        Tj：混凝土的浇筑温度（oC）；        T：龄期时混凝土的绝热温升（oC）；  

60、60;     ：不同的浇筑块厚度、不同龄期时的降温系数，参照表5；                表5：不同龄期和浇筑厚度的值        浇筑厚度（m） 不同龄期（d）的值         3 

61、6 9 12 15 18 21 24 27 30        1.00 0.36 0.29 0.17 0.09 0.05 0.03 0.01         1.25 0.42 0.31 0.19 0.11 0.07 

62、0.04 0.03         1.50 0.49 0.46 0.38 0.29 0.21 0.15 0.12 0.08 0.05 0.04        2.50 0.65 0.62 0.59 0.48 0.38 0.29 0.23 

63、0.19 0.16 0.15        3.00 0.68 0.67 0.63 0.57 0.45 0.36 0.30 0.25 0.21 0.19        4.00 0.74 0.73 0.72 0.65 0.55 0.46 0.37&#

64、160;0.30 0.25 0.24        注：本表适用于混凝土浇筑温度为20oC30oC的工程                混凝土表面温度计算：        Tb()=Tq+4h（Hh）T()/H2    

65、    Tb()：龄期时混凝土的表面温度（oC）；        Tq：龄期时的大气平均温度（oC）；        H：混凝土的计算厚度（m），H=h+2h；        H：混凝土的实际厚度（m）；        h：混凝土的虚厚度（

66、m），h=K/；        ：混凝土的导热系数，取2.33W/m·K；        K：计算折减系数，可取0.666；        ：模板及保温层的传热系数（W/m2·K）；        i：各种保温材料的厚度（m）；  

67、0;     i：各种保温材料的导热系数（W/m·K），参照表6；        q：空气层传热系数，可取23W/m2·K；        T()：龄期时，混凝土内最高温度与外界气温之差（oC），        T()=TmaxTq     

68、;           表6：各种保温材料的导热系数        材料名称 密度（kg/m3） 导热系数（W/m·K）        木模板 500700 0.23        钢模板 

69、58        草袋 150 0.14        木屑 0.17        红砖 1900 0.43        普通混凝土 2400 1.512.33   

70、0;    空气 0.03        水 1000 0.58        矿棉、岩棉 110200 0.0310.065        沥青矿棉毡 100160 0.0330.052     &

71、#160;  膨胀蛭石 80200 0.0470.07        沥青蛭石板 350400 0.0810.105        膨胀珍珠岩 40300 0.0190.065        泡沫塑料 2550 0.0350.047  &#

72、160;             混凝土所需保温（隔热）材料厚度计算        i=0.5·Hi（Tb-Tq）·Kb/（Tmax-Tb）        i：模板及保温材料的厚度（m）；        H：混

73、凝土计算层厚度（m）；        i：保温材料的导热系数（W/m·K）；        ：混凝土的导热系数（W/m·K）；        Tb：混凝土表面温度（oC）；        Tq：混凝土浇筑后3d5d内平均气温（oC）；  &

74、#160;     Kb：传热系数修正值，取1.32.0，视保温材料的透风性能后风力情况而定；        Tmax：混凝土内部最高温度（oC）；        注：Tmax、Tb可按浇筑后3d计算。               

75、0;混凝土：        目前大体积混凝土施工几乎全部采用搅拌站提供的预拌混凝土，根据建筑资料管理规程（569号文）的要求，混凝土搅拌站只需提供混凝土的出厂合格证即可。而对于大体积混凝土裂缝的控制，混凝土质量是一个不可忽视的因素，因此监理单位应事先审核搅拌站提供的混凝土配合比及材料情况，使其符合规范要求。混凝土配合比应根据使用的材料进行试配，水灰比0.6，砂率应控制在0.330.37（泵送时宜为0.40.45），并且严禁在现场加水以增大坍落度。对搅拌站的混凝土供应能力也应进行计算，计算时考虑搅拌站混凝土生产能力、运输能力、运距等相关因素。例如：海淀文化艺术中心工程选用的中建一局四公司搅拌站，共配备3台混凝土搅拌机，其中2台为德国产利勃海尔B55S/55M3/H型搅拌机（每小时可生产55立方米的混凝土），1台为意大利产HZS120型搅拌机（每小时可生产120立方米的混凝土），每小时混凝土生产能力为230立方米，又配备混凝土罐车30部，搅拌站距离海淀文化艺术中心施工现场罐车行程约为1小时左右。经计算，中建一局四公司搅拌站每小时对本工程的混凝土最大供应量为90立方米。施工现场有2台混凝土地泵（1台泵送能力60立方米/小时，1台泵送能力80立方米/小时），两台地泵实际工作中泵送能力约为80立方米