洛阳正大国际城市广场暨市民中心7号楼底板基础大体积混凝土温度监测方案.docx
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洛阳正大国际城市广场暨市民中心7号楼底板基础大体积混凝土温度监测方案
洛阳正大国际城市广场暨市民中心
7号楼底板基础
大体积混凝土温度监测方案
上海同汉建筑科技服务有限公司
二Ｏ一二年六月
一、工程概况
洛阳正大国际城市广场暨市民中心地处区中心地带，为厚载门街以西、长兴路以东，展览路以北、开元大道以南围绕地块。
7号楼是1幢地下3层地上50层的办公楼。
塔楼建筑高度高达180米，建筑总面积约115124m2。
地下室底板为钢筋混凝土筏板基础，底板面标高为-15.4m、-20.25m、-19.2m、-16.5m。
核心筒区域筏板基础厚3.95m，南、北两侧筏板厚度为2m，其它区域筏板基础厚3.3m，后浇带宽1m。
底板混凝土采用C50P6商品混凝土，塌落度为140±30mm，共约1.8万m3。
建设单位：
洛阳正大置业有限公司
设计单位：
浙江省工业设计研究院
监理单位：
郑州中兴工程监理有限公司
总参工程兵科研三所（人防地下室）
总承包单位：
河北建工集团责任有限公司
由于基础混凝土较厚，混凝土体量较大，属大体积混凝土。
二、基础大体积混凝土施工要求
大体积混凝土在连续浇筑和硬化过程中，水泥水化热很大，由于混凝土的热阻是相当大，当混凝土构件的厚度一旦超过1.0m以后，聚积在内部的水泥水化热更不易散发，混凝土的内部温度必将显著升高，而混凝土表面则散热较快。
这样，在整个混凝土基础养护期间的升温和降温过程中，由于混凝土中心区域的大量的热量因为热阻的存在而无法顺畅地传导出来，使得该区域的温度急剧上升并居高不下。
而混凝土表面由水化反应产生的热量因良好的散热条件得以迅速散失，最后导致混凝土表面温度的急剧下滑。
由这种水泥水化热的积累和传导的原因而形成混凝土内部与表层有较大的温差，因“热胀冷缩”的原理，此时中心区域的混凝土有膨胀的趋势，而表面区域的混凝土却在收缩。
这对针锋相对的矛盾最终导致了表面区域的混凝土处于受拉状态。
早龄期混凝土的抗压强度是极低的，而混凝土的抗拉强度仅为抗压强度的十分之一，一旦有某一部位的应力超过这一“极其微小”的抗拉强度，混凝土块体就容易产生裂缝，而这种裂缝往往是贯穿性的有害裂缝。
这种变形产生的有害裂缝，对基础结构强度、整体性、抗渗性都是严重的隐患。
国家标准GB50496-2009《大体积混凝土施工规范》第2.1.1条对大体积混凝土的定义是：
“混凝土结构物实体最小尺寸不小于1m的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。
”
同时该规范3.0.4条规定：
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混凝土浇筑体的里表温差（不含混凝土收缩的当量温度）不宜大于25℃；
3混凝土浇筑体的降温速率不宜大于2.0℃/d；
4混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃。
国家标准GB50204--2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》第7.4.7条规定：
“对大体积混凝土的养护，应根据气候条件按施工技术方案采取控温措施。
”
国家标准GB50164--92《混凝土质量控制标准》第4.6.5条规定：
“大体积混凝土的养护，应进行热工计算确定其保温、保湿或降温措施，……使温差控制在设计要求的范围以内，当无设计要求时,温差不宜超过25℃。
”
国家标准GB50108-2008《地下工程防水技术规范》中有如下条文：
“第4．1．27大体积防水混凝土的施工，应符合下列规定：
1在设计许可的情况下，掺粉煤灰混凝土设计强度等级的龄期宜为
60d或90d。
2宜选用水化热低和凝结时间长的水泥。
3宜掺入减水剂、缓凝剂等外加剂和粉煤灰、磨细矿渣粉等掺合料。
4炎热季节施工时，应采取降低原材料温度、减少混凝土运输时吸
收外界热量等降温措施，入模温度不应大于30℃。
5混凝工内部预埋管道，宜进行水冷散热。
6应采取保温保湿养护。
混凝土中心温度与表面温度的差值不应大于25℃，表面温度与大气温度的差值不应大于20℃，温降梯度不得大于3℃／d，养护时间不应少于14d。
”
因此，为防止大体积混凝土基础产生有害裂缝，以保证基础的整体性、耐久性、抗渗性以及承载力，应通过估算掌握大体积混凝土施工时的温度情况提出必要的养护要求，制订出相应的技术措施。
并在基础混凝土浇筑和养护的全过程中对混凝土表面和内部温度实施跟踪测量，为工程的施工提供科学可靠的数据，实行信息化施工。
这样可根据混凝土内表温差的变化调整或采取有效的技术和养护措施来控制混凝土浇筑和养护过程中升温降温时的各类温差及降温速率使其在规定值内，确保基础的混凝土质量。
同时可科学地安排下道工序施工，合理地提前工期。
三、控制温差裂缝的技术措施
本工程底板基础混凝土考虑到塔楼电梯井部位底板厚达8.8m，拟分二次浇捣。
第一次先浇筑电梯井坑底部4.60m（即浇筑至电梯井坑底部-19.60m标高），第二次再随大面积浇筑至底板面标高，施工日期为2012年7～8月。
本工程混凝土配合比
设
计
强
度
设计配合比
水胶比
砂
率
每m3材料用量（kg/m3）
水
水泥
砂子
石子
粉煤灰
矿粉
外加剂
PO52.5
中砂
5-20
Ⅰ级
C50
0.33
45％
157
247
809
989
140
83
8.5
7～8月施工时已是炎夏季节，洛阳地区7月份的平均气温为27.2°C，极端最高气温可达35℃以上。
预计届时的混凝土入模温度将在30～32°C左右。
根据水泥及活性掺和料的用量估算混凝土中心的最高温度为73°C左右。
Tmax＝32＋247×0.13＋83×0.07＋140×0.02＝32＋32.11＋5.81＋2.8＝72.72°C
由于洛阳市属于北亚热带向暖温带过渡的气候带，夏季炎热多雨且集中，夏季的降雨量为全年降水量的50％左右，常有雷阵雨造成气温骤降使混凝土表面瞬间降温，给控制混凝土的内表温差带来很大的难度。
为满足国家标准GB50496-2009《大体积混凝土施工规范》、GB50204--2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》、国家标准GB50164--92《混凝土质量控制标准》和国家标准GB50108-2008《地下工程防水技术规范》的要求，特制定以下的控温养护技术措施：
1.建议利用混凝土的后期强度，以减少水泥用量来降低水化热。
2.在本基础的混凝土浇筑和养护全过程中进行混凝土内部中心和表层温度的跟踪测量，为控温防裂提供可靠的数据。
然后根据测温数值调整有效的养护措施使相关的指标达到以下的控制值：
a.混凝土主体部位内表温差≤25°C（瞬时最大温差不大于28°C）
b.平均降温速率≤2～3°C／24h
3.优化混凝土浇筑方法，采取斜坡分层的浇筑方法，以增大散热面。
分层浇筑的时间应不大于混凝土的初凝时间。
4.建议采用闭孔发泡塑料EPE砼保温被或XPS挤塑泡沫保温板覆盖，进行蓄热保温保湿养护，也可用玻璃棉做保温保湿养护。
建议不要用草包麻袋之类的材料做保温，因为草包麻袋本身保温效果差又很容易受潮，受潮后基本上没有保温效果，而这种材料是不保湿的必须要加塑料薄膜进行保湿，有时塑料薄膜还要上下两层甚至多层，不仅施工麻烦费人工而且塑料薄膜易损坏，这样综合成本高。
EPE砼保温被是闭孔不透水的材料，所以只要盖上这一种砼保温被就能达到既能保温又能保湿的效果，而且该砼保温被在潮湿和有水的情况下也不会影响保温效果。
EPE砼保温被的厚度比一般塑料薄膜要厚很多，其强度也高得多，使用时不易损坏。
由于EPE砼保温被份量轻，使用时要采取一些措施防止被风吹起。
XPS挤塑泡沫保温板的保温效果比EPE更好，但这种材料是硬性的铺设时要注意平整以防踩坏。
同样XPS份量也很轻，上面也要采取措施防止被风吹走。
玻璃棉和XPS挤塑泡沫保温板的保温效果差不多，玻璃棉是柔性材料铺设起来方便些，有铝箔复面的更好。
有很多工程都有保温项目，用的就是玻璃棉和XPS挤塑泡沫保温板所以这两种材料在基础混凝土作养护材料使用后还可用在工程上，而且现在由于生产规模的扩大这两种材料价格不高也很容易采购到，因此使用这两种材料的经济效益一般都比较好。
养护期间根据具体情况，调整保温措施。
在保温保湿条件下加快混凝土强度的发展，提高混凝土的早期强度。
具体实施时将根据混凝土温度测试提供的数据而定，以达到既保证温差不突破，又能缩短养护周期的目的。
5.控湿养护
本工程底板基础混凝土的浇筑及养护在蓄热保温之外特增强控湿的工作，具体的要求是：
a.尽可能早的覆盖保温材料。
b.如覆盖在保温材料上的是草包（麻袋）则要保持干燥。
c.必要时再增加相应的保温材料。
四、混凝土温度的监测
1.温度监测的方法
采用在混凝土中心和表层埋设温度传感器，用数字温度仪表进行实时监测。
在混凝土的浇筑和养护期间对埋设在基础混凝土中心和表面的温度传感器实施定时的监测。
每天及时提供各测点的温度值，以利于甲方、设计、监理和施工技术部门进行定量和定性分析。
2.测点布置方案
根据基础形状、厚度等临界条件，以及混凝土浇筑的顺序我们在基础的不同厚度部位布置测温组。
由于混凝土分两次浇筑，测温点分两部分布置。
第一次浇筑电梯井坑底部的4.60m厚混凝土时布置6个测温组，其中01、03、05测温组为4个测温点，02、04、06测温组为2个测温点，再加1个环境气温测点。
第一次混凝土浇筑时共设19个测温点。
01和05测温组布置在井底厚度为3.95m的坑中，该处的混凝土厚度只有3.95m，所以这两个测温组按3.95m的深度设置。
03测温组布置在井底厚度为5.00m的坑中，该处和其他部位一样第一次先浇4.60m，所以03测温组和02、04、06测温组一样均按4.60m的深度设置。
第二次大面积浇筑时设11个测温组，其中07、09、11、12、13、17测温组为2个测温点，08、10、14、15、16测温组为4个测温点，再加一个环境气温测点。
第二次大面积浇筑时共设33个测温点。
第二次浇筑时02、04、06测温组的部位将被上面4.20m厚的混凝土复盖不再测温。
4.20m厚度处的测温由新布置的07、14测温组承担。
01、05测温组在第一次混凝土浇筑时已达设计标高，所以在第二次混凝土浇筑时上面没有混凝土复盖，仍然可以继续测温一直到整个基础测温结束。
03测温组在第二次混凝土浇筑时上面只有0.4m厚的混凝土就到设计标高，所以该测温组在第二次混凝土浇筑前用0.4m的测温电缆延长线接上并套上0.4m的塑料管保护，这样03测温组在第二次混凝土浇筑时仍可进行测温，并可和第二次浇筑混凝土时布置的测温组一起测温至混凝土养护结束。
各测温组的具体布设位置和各测点的埋置深度详见测点平面布置图和剖面图。
3.监测制度
监测期以基础混凝土开始浇捣起至混凝土中心温度进入安全区为止，起始测温每3小时记录监测数据一次，等3天起每6小时记录监测数据一次。
六、注意事项
1混凝土基础降温后，在短期内如需进行穿插进去的后续施工，如须揭开保温层时，得满足两个条件：
首先是内表温差必须小于20°C，其次只宜在白天局部进行，且完成一块覆盖一块，不得将混凝土表面全部暴露，而且晚上之前必须覆盖完毕。
当混凝土的中心温度下降至“安全区”内时即：
混凝土中心温度＜当时日平均气温＋气表梯度＋控制温差（气表梯度为大气温度与混凝土表面温度的梯度，一般为5°C～10°C，控制温差为25°C），可以撤消养护。
也就是混凝土中心的最高温度和当时的日平均气温的温差小于35℃，并稳定在30℃左右时可以撤去保温层，结束对大体积混凝土的温度监测。
2浇筑混凝土时，施工单位要派专人看护测温点，并向浇捣人员交
代清楚，不得冲撞测温点，以免影响监测质量。
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