水循环降温在筏板基础大体积砼的应用

【摘要】为防止大体积筏板基础施工中混凝土的温度变化和收缩导致有害裂缝的产生，大体积混凝土施工时应采取有效措施控制混凝土的水化热温度。本文以平顶山天河盛世东苑筏板基础为例对水循环降温大体积混凝土施工参数选取、施工工艺和质量控制作了论述。实践表明该方法不仅达到了大体积混凝土施工降温及质量要求，而且加快了施工进度，为后续工作赢得了时间。

【关键词】大体积筏板;水循环降温;参数选择;施工工艺

大体积混凝土的施工经过多年发展及探索已经形成了完整的体系，从其裂缝成因，施工质量控制，原料控制，温度控制等诸多手段对其施工全过程管理。本文结合平顶山天河盛世东苑工程，讨论水循环降温大体积混凝土在施工中的应用，达到了大体积混凝土施工质量要求。

1、工程概况

本工程由一栋31层住宅楼框架剪力墙结构，一栋21层商务楼剪力墙结构和地下二层车库组成，地上建筑43735.26㎡，地下建筑14940.48㎡，其中商务楼筏板厚2000mm、住宅楼厚1600mm。对基础筏板施工提出以下要求：

（1）工程为商业加住宅，基础施工日期基本确定在9月份底，属高温、雨季施工，满足高温季度施工技术要求。

（2）底板面积近2000平方米，砼强度等级为C35，抗渗等级为P8，底板大部分厚度为1600-2000mm，底板砼采用预拌商品混凝土，混凝土输送泵浇筑，配以塔吊进行局部冷缝处理。

（3）高度重视水化热升温问题，控制混凝土结构的内部与外部温差以及砼表面与大气温差在设计规定的允许范围25°C以内。安排并掌握好底板混凝土浇灌的工艺流程和浇灌速度，确保混凝土的浇灌质量。

（4）在筏板基础内布置冷却水管。

2、施工工艺方案

预埋安装Φ40冷却水管（砼中间均匀设置）→混凝土浇筑前冷却水管水压试验→混凝土浇筑过程中管内通水循环降温→混凝土浇筑过程后管内通水循环降温→采用高一等级膨胀细石混凝土对冷却水管进行高压注浆堵实。混凝土浇筑到冷却管高程后即开始通水，通水时间根据测温结果确定。

2.1水管冷却的排列方式

水管冷却法的排列方式一般采用矩形和梅花型两种，本项目采用其中矩形排列方式。冷凝管的间距层间距为0.8—1m，水平间距为0.5m。冷却水管管路采用双回旋形布置，水平管间距为500mm。在冷凝管的进出水口各设置一道阀门，以控制进水的方向和流量。

2.2水管冷却的通水方式

混凝土灌注完毕表面初凝后即开始通冷却水，保证从进水口进入的水是冷水（常温水），进出水口每8小时交换一次，使得大体积混凝土内部温度比较均一，降低温度裂缝出现的可能性。

2.3热工计算

混凝土浇筑温度取外界气温30℃。混凝土绝热升温在第6天、第9天第12天达到50.8℃、54.2℃、55.2℃后下降;混凝土内部中心温度在第6天、第9天达到60.1℃、60.6℃后下降;混凝土最大综合温差在第6天28.6℃、第9天28.℃9、第12天27.8℃后下降。

3、混凝土温度测量和控制

3.1混凝土的测温技术

（1）设于该基础工程的两个冷却循环水系统在整个基础底板的最深处、底板的四个角及结构尺寸变化较大的地方。

（2）在筏板混凝土中埋设测温导管，测温导管采用内径16mm的薄壁钢管制作而成，上口胶带封口，下口压扁并用胶带封口，导管内不要进水，长度筏板基础高度的1/2。

（3）测温导管布置：测温导管距离钢筋端部10厘米，不得与钢筋接触，为避免浇筑时测温导管受到损伤，在砼浇筑时将测温导管按照预先的定位插入砼中。

（4）据实际情况选择半导体液晶显示温度计。

（5）测温频率：在混凝土浇筑完毕后的升温和峰值持续阶段，每昼夜测温不少于4次;入模温度的测量，每台班不少于2次。在测量混凝土内部温度的同时，测量外界的环境温度。根据测点编号顺序，记录所测温度数据，当测位的混凝土内外温差不大于25℃并趋于稳定时为止。

3.2混凝土温度控制措施

3.2.1通水控制温度

根据混凝土浇筑过程中的测温情况，适时向管内通水，带走混凝土内部的部分热量，使混凝土内部的温度降低到要求的限度，控制冷却水进、出水的温差不大于45℃。根据测温数据相应调整水循环的速度，以充分利用混凝土的自身温度，即中部温度高、四周温度低的特点，在循环过程中自动调节温差。冷却水管安装时，要用钢筋骨架和支撑桁架固定牢靠。设置循环水蓄水池，把循环出的热水浇筑到砼表面来减少砼内外的温差。混凝土浇筑体降温速率控制在2.0℃/d以内。

3.2.2混凝土的保温養护

混凝土浇捣后4～5h内，及时铺覆盖1层塑料膜和麻袋并备好一层塑料膜和一层麻袋。在养护期间，随时检查混凝土表面的干湿情况及温差，及时浇水保持混凝土温润。其间温差大于20℃时，采取加速钢管内循环换水流。

4、施工方法及质量保障

除了因水循环降温大体积砼参数选择不合理直接影响降温效果以外，还有一些在降温参数选择合理情况下也能影响其效果的因素。

（1）配合比：符合设计强度等级、耐久性、抗渗性、体积稳定性等要求外，并应符合降低混凝土绝热温升值的原则。

（2）浇筑顺序：大体积混凝土工程的施工分层依据设计尺寸进行均匀分段、分层浇筑。

（3）混凝土浇筑完毕后，按温控技术措施要求进行养护。

（4）保湿养护作用：砼养护可遵循降温速率"前期大后期小"原则。养护前期砼降温速率可稍大，养护后期控制降温速率。

结语：

经过对大体积进水口、出水口温度检查与统计分析调整水流速度达到降温目的，以及基础筏板施工后进行裂缝排查，基面及侧面无温度张力裂缝，强度平整度及轮廓边线均满足设计要求。由于控温准确度是大体积砼不因水化热而产生裂缝的关键因素，而采用目前的设备检测及记录，准确度及检测频次受人为因素的影响比较大。因此，需要对施工人员加强管理，以便控制施工质量。

参考文献：

[1]《大体积混凝土施工规范》GB50496-2009.

[2]《地下工程防水技术规范》GB50108-2001.

[3]《混凝土结构工程施工质量验》GB50204-2002.

[4]《大体积混凝土施工规范》（GB50496-2009）.

作者简介：

焦金辉，中国电建市政建设集团有限公司，天津。