南宁市建筑设计院广西南宁530002
摘要通过对广西南宁市某超高层筏板基础大体积混凝土浇筑的技术控制，温差分析，以及现场保温保湿措施，较好地达到了设计的目的，无裂缝产生，可以供同类工程参考。
关键词超高层筏板基础大体积混凝土浇筑温度控制裂缝循环水钢管降温
一．工程概况
本工程由2栋超高层写字楼及商业裙楼组成。超高层大屋面建筑标高为182.7米，主楼地上42层，地下6层（包括夹层）。主楼平面尺寸为50.2x33.45米，核心筒平面尺寸28.4x12.05米。商业裙楼高度36~52.2米，地下室平面尺寸为380x66米。主楼结构体系为框架-核心筒，裙楼为框架-剪力墙。根据地质勘察资料，主楼基础采用天然地基平板式筏形基础。
二、本工程大体积混凝土特点
2栋超高层塔楼基础为相对独立的两块大而厚的筏板，单块筏板平面尺寸为56.1x39米，折算厚度约达4.6米，混凝土量约10064立方米。混凝土强度为C45(90天龄期)，抗渗等级为P10。一次性施工如此大的混凝土方量在南宁市较少见。且施工要求较高，不能出现施工冷缝，还有如下特点。
1、大体积混凝土除了需要满足强度外，还必须具有良好的耐久性和抗渗性。
2、混凝土强度等级比较高。单位水泥用量较大，水化热和收缩容易造成结构的开裂。
3、混凝土由于其水泥水化热不容易很快散失，蓄热于内部，使温度升高较大，容易产生由温度引起的裂缝。因此对温度进行控制，是筏板混凝土施工最突出的问题。必须处理或解决由于水泥产生的水化热所引起的混凝土体积变化，以便最大限度地减少混凝土裂缝。
本工程筏板砼厚度最大达到为5.5米，一次性浇筑面积大，砼硬化所释放的水化热会产生较高的温度，因砼在较大截面范围内硬化速度和散热条件的差异，内部会产生一定的温差，可能导致筏板砼产生温度裂缝。如何防止筏板大体积砼在养护期间产生温度裂缝，尤其是深层或贯穿裂缝，是筏板大体积砼施工一个非常关键的问题。对浇筑后的砼进行温度监控，随时掌握砼内部温度变化动态，以此指导砼的养护工作，及时做好砼覆盖、养护工作，保证砼内表温差控制不超过25℃。
三．混凝土裂缝控制技术措施
大体积砼砼结构由于结构截面大，水泥用量多，水泥水化所释放的水化热会产生较大的温度变化和收缩作用，由此形成的温度收缩应力是导致砼产生裂缝的主要原因；因此大体积砼裂缝控制主要是控制大体积砼的温度裂缝。
砼裂缝的控制技术措施主要从以下几个方面进行：
1、降低水泥水化热和变形
细骨料宜采用中砂，其细度模数宜大于2.3，含泥量不大于3%；粗骨料宜选用粒径5～31.5mm，并连续级配，含泥量不大于1%；应选用非碱活性的粗骨料；粉煤灰和粒化高炉矿渣粉，其质量应符合现行国家标准《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》GB1596和《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046的有关规定。所用水泥其3d的水化热不宜大于240kJ/kg，7d的水化热不宜大于270kJ/kg。
2、降低砼温度差
1）选用较适宜的气温浇筑大体积砼，尽量避开下雨天气浇筑砼。
2）参加相应的缓凝型减水剂，如木质素磺酸钙等。
3、加强施工中的温度控制
施工前，应验算浇筑体的温度、温度应力及收缩应力，确定施工阶段升温峰值，内外温差及降温速率的控制指标，制定温控的技术措施。
1）大体积混凝土工程施工前，宜对施工阶段大体积混凝土浇筑体的温度、温度应力及收缩应力进行试算，并确定施工阶段大体积混凝土浇筑体的升温峰值、里表温差及降温速率的控制指标，制定相应的温控技术措施。温控指标符合下列规定：
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混凝土浇筑块体的里表温差(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℃。
大体积混凝土施工前，应做好各项施工前准备工作，并与当地气象台、站联系，掌握近期气象情况。必要时，应增添相应的技术措施，在冬期施工时，尚应符合国家现行有关混凝土冬期施工的标准
2）在砼浇筑之后，做好砼的保温保湿养护，缓缓降温，充分发挥徐变特性，减低温度应力，冬季注意保湿，以免发生急剧的温度梯度发生。
3）采取长时间的养护，规定合理的拆模时间，延缓降温时间和速度，充分发挥砼的“应力松弛效应”。
4）加强测温和温度监测和管理，实行信息化控制，随时控制砼内的温度变化，内外温差控制在25℃以内，及时调整保温及养护措施，使砼的温度梯度和湿度不至过大，以有效控制有害裂缝的出现。
5）合理安排施工程序，控制砼在浇筑过程中均匀上升，避免砼拌合物堆积过大高差。
6）采取二次振捣法，浇筑后及时排除表面积水，加强早期养护，提高砼早期或相应龄期的抗拉强度和弹性模量。
四．混凝土温度差计算及本工程控制技术措施
1、混凝土的绝热温升
水泥水化热引起的混凝土内部实际最高温度与混凝土的绝热温升有关。
(1)混凝土的绝热温升：
T=W×Q×(1－e-mt)/(C×ρ)
式中：T—混凝土的绝热温升(℃)；
W—每立方混凝土的水泥用量(kg/m3)，取330kg/m3；
Q—每公斤水泥水化热总量，根据经验普通水泥取Q=460kJ/kg；
C—混凝土比热960J/(kg·℃)；
ρ—混凝土容重2500kg/m3；
t—混凝土龄期(天)；
m—常数，与水泥品种、浇筑时温度有关，取0.4；
e—常数，e=2.718自然对数的底；
当t为∞时，混凝土最高绝热温升：
计算：Tmax=330×460000/(960×2500)=63.25(℃)
（2）混凝土的内部最高温度
Tmax=T0+T×ζ
式中：
Tmax—混凝土内部最高温度(℃)；
T0—混凝土浇筑温度，夏天取30℃；
T—混凝土的绝热温升；
ζ—混凝土的散热系数，混凝土厚度为1.3m，取ζ=0.55；
按上式计算：
Tmax=30+63.25×0.55=64.8℃。
（3）混凝土的表面最高温度
Tbmax=Tq+4×(H－h')×h'+△T/2H
H=h+2×h'
h'=K×λ/β
式中：
Tbmax—混凝土表面最高温度(℃)；
Tq—大气的平均温度(℃)，取30℃；
H—一混凝土的计算厚度；
h'—混凝土的虚厚度；
h—混凝土的实际厚度；
△T—混凝土中心温度与外界气温之差的最大值，△T=Tmax—Tq；
λ—混凝土的导热系数，此处可取2.33W/m/k；
k—计算折减系数，根据资料可取0.67；
β—混凝土模板及保温层的传热系数(W/m2/K)，大体积混凝土未采取保温措施时，此处取空气的平均传热系数5W/m2/K；
以7月施工为例：Tq取30℃，h取1.3m；
h'=K×λ/β=0.67×2.33/5=0.31
H=h+2×h'=1.3+2×0.31=1.92
△T==64.8-30=34.8℃
混凝土的表面温度：Tbmax=30+4×(1.92－0.31)×0.31+34.8/(2×1.92)=41.06℃
（4）内外温差计算
①混凝土的内外温差：
Tmax—Tbmax=64.8－41.06=23.74℃<25℃
所以砼表面能满足防裂要求。
②混凝土表面温度和大气的温差：
Tbmax—Tq=41.06－30=11.06℃＜25℃，可满足防裂要求。
2为了控制筏板基础的里表温度水化热的峰值期、减低水化热及延长凝结时间，采用混凝土内部降温，表层保温的措施，具体措施如下：
①混凝土内部降温：从筏板边1m开始，间距1800mm，埋设三层Φ40循环水钢管，2.8m厚筏板第一层位于筏板底标高H+500mm处，第二层位于筏板底标高H+1400mm处，第三层位于筏板底标高H+2300mm处，3.7m厚筏板第一层位于筏板底标高H+500mm处，第二层位于筏板底标高H+1400mm处，第三层位于筏板底标高H+2300mm处，第四层位于筏板底标高H+3200mm处.循环水钢管平面布局如下图所示：
五．结语
经过参建各方建设方、设计院、施工方、监理的努力，实现了该工程筏板基础大体积混凝土浇筑的技术控制，温差分析，以及现场保温保湿措施，较好地达到了设计的目的，无裂缝产生。可以供同类工程参考。
参考文献
[1]袁勇：混凝土结构早期裂缝控制，科学出版社，2004年
[2]冯乃谦顾晴霞郝挺宇：混凝土结构的裂缝与对策,机械工业出版社,2008年
[3]王铁梦：工程结构裂缝控制“抗与放”的设计原则及其在“跳仓法”施工中的应用,中国建筑工业出版社，2007年