1、大体积混凝土施工技术大体积混凝土施工技术 l市政施工视频 备考13年一二级建造师 市政 必备参考资料 http:/ 十一月主讲 首先讲一下我的整个讲解过程方式： 总体而言从现在开始复习就算是从零开始，时间上面来说还是够的，市 政一门课应该保证100小时以上的学习，如果现场经验不足，可能要需 要200小时甚至更多的时间。 之前说的三部曲呢，主要是 入门把书读厚阶段：理解全书，各类施工方式80分 详细分析：理解考点、用真题捕捉考点。记忆。背诵。读薄阶段。90分 全书融会贯通，就是闭上眼睛。整书有个概念。 最后就是针对太极拳的题目,我们尽量去用无赖的技巧去多拿分. http:/ 十一月 收集整理 2
2、013年5月 5日 http:/ 及时收藏 大体积混凝土的定义大体积混凝土的定义 l美国混凝土协会（美国混凝土协会（ACI）规定：）规定：“任何就地浇筑的大任何就地浇筑的大 体积混凝土，其尺寸之大，必须要求采取措施解决水体积混凝土，其尺寸之大，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，以最大的限度减少化热及随之引起的体积变形问题，以最大的限度减少 开裂。开裂。” l日本建筑协会标准（日本建筑协会标准（JASS5）中规定）中规定 ：“结构断面结构断面 最小尺寸在最小尺寸在80cm以上，同时水化热引起混凝土内的以上，同时水化热引起混凝土内的 最高温度与外界气温之差，预计超过最高温度与外
3、界气温之差，预计超过25的混凝土，的混凝土， 称之为大体积混凝土。称之为大体积混凝土。” 目前，较新的观点指出：所谓大体积混凝土，目前，较新的观点指出：所谓大体积混凝土， 是指其结构尺寸已经大到必须采用相应技术措施、是指其结构尺寸已经大到必须采用相应技术措施、 妥善处理内外温度差值、合理解决温度应力、并妥善处理内外温度差值、合理解决温度应力、并 按裂缝开展控制的混凝土。按裂缝开展控制的混凝土。 大体积混凝土的定义大体积混凝土的定义 l建筑工程大体积砼常出现的部位：建筑工程大体积砼常出现的部位： 厚大的地下室底板（特别是电梯井筒部位）、厚大的地下室底板（特别是电梯井筒部位）、 桩顶承台梁、转换梁
4、或板、内筒外框架超高层的桩顶承台梁、转换梁或板、内筒外框架超高层的 大截柱等。大截柱等。 l桥梁工程大体积砼常出现的部位：桥梁工程大体积砼常出现的部位： 桥大直径桩基础、悬索桥的锚碇和桥塔的一些桥大直径桩基础、悬索桥的锚碇和桥塔的一些 部位、斜拉桥桥塔的一些部位、连续梁桥的墩台部位、斜拉桥桥塔的一些部位、连续梁桥的墩台 梁等。梁等。 大体积混凝土的定义大体积混凝土的定义 l建筑工程中的大体积混凝土结构中，由于结构截面大，水泥建筑工程中的大体积混凝土结构中，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
5、此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生收缩作用，由此形成的温度收缩应力是导致钢筋混凝土产生 裂缝的主要原因。裂缝分为表面裂缝和贯通裂缝两种。裂缝的主要原因。裂缝分为表面裂缝和贯通裂缝两种。 l表面裂缝表面裂缝是由于混凝土表面和内部的散热条件不同，温度外是由于混凝土表面和内部的散热条件不同，温度外 低内高，形成了温度梯度，是混凝土内部产生压应力，表面低内高，形成了温度梯度，是混凝土内部产生压应力，表面 产生拉应力，表面的拉应力超过混凝土抗拉强度而引起的。产生拉应力，表面的拉应力超过混凝土抗拉强度而引起的。 l贯通裂缝贯通裂缝是由于大体积混凝土在强度发展到一定程度，混凝是由于大体积混凝土在强度发
6、展到一定程度，混凝 土逐渐降温，这个降温差引起的变形加上混凝土失水引起的土逐渐降温，这个降温差引起的变形加上混凝土失水引起的 体积收缩变形，受到地基和其他结构边界条件的约束时引起体积收缩变形，受到地基和其他结构边界条件的约束时引起 的拉应力，超过混凝土抗拉强度时所可能产生的贯通整个截的拉应力，超过混凝土抗拉强度时所可能产生的贯通整个截 面的裂缝。面的裂缝。 大体积混凝土的温度裂缝大体积混凝土的温度裂缝 大体积混凝土的温度裂缝大体积混凝土的温度裂缝 故大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝，是其内部矛盾发故大体积混凝土施工阶段产生的温度裂缝，是其内部矛盾发 展的结果，一方面是混凝土内外温差产生应力和
7、应变，另一展的结果，一方面是混凝土内外温差产生应力和应变，另一 方面是结构的外约束和混凝土各质点间的内约束阻止这种应方面是结构的外约束和混凝土各质点间的内约束阻止这种应 变，一旦温度应力超过混凝土所能承受的抗拉强度，就会产变，一旦温度应力超过混凝土所能承受的抗拉强度，就会产 生裂缝。引起温度裂缝的原因可分为以下几类：生裂缝。引起温度裂缝的原因可分为以下几类： p 水泥水化热水泥水化热 水泥的水化热是大体积混凝土内部热量的主要来源，由于大水泥的水化热是大体积混凝土内部热量的主要来源，由于大 体积混凝土截面厚度大，水化热聚集在混凝土内部不易散失。体积混凝土截面厚度大，水化热聚集在混凝土内部不易散失
8、。 p 外界气温变化外界气温变化 大体积混凝土的温度裂缝大体积混凝土的温度裂缝 p 约束条件约束条件 结构在变形时会受到一定的抑制而阻碍其自由变形，该结构在变形时会受到一定的抑制而阻碍其自由变形，该 抑制即称抑制即称“约束约束”，大体积混凝土由于温度变化产生变形，大体积混凝土由于温度变化产生变形， 这种变形受到约束才产生应力。在全约束条件下，混凝土这种变形受到约束才产生应力。在全约束条件下，混凝土 结构的变形：结构的变形： 混凝土收缩时的相对变形；混凝土收缩时的相对变形； 混凝土的温度变化量；混凝土的温度变化量； 混凝土的温度膨胀系数。混凝土的温度膨胀系数。 T T p混凝土收缩变形混凝土收缩
9、变形 大体积混凝土的温度应力大体积混凝土的温度应力 混凝土的温度取决于它本身环境有温差存在，而结构物四混凝土的温度取决于它本身环境有温差存在，而结构物四 周又不可能做到完全绝热，因此，在新浇筑的混凝土与其四周又不可能做到完全绝热，因此，在新浇筑的混凝土与其四 周环境之间，就会发生热能的交换。模板、外界气候周环境之间，就会发生热能的交换。模板、外界气候(包括包括 温度、湿度和风速温度、湿度和风速)和养护条件等因素，都会不断改变混凝和养护条件等因素，都会不断改变混凝 土所贮备的热能，并促使混凝土的温度逐渐发生变动。因此，土所贮备的热能，并促使混凝土的温度逐渐发生变动。因此， 混凝土内部的最高温度，
10、实际上是由混凝土内部的最高温度，实际上是由浇筑温度浇筑温度、水泥水化热水泥水化热 引起的绝对温升引起的绝对温升和和混凝土浇筑后的散热温度混凝土浇筑后的散热温度三部分组成。三部分组成。 p 大体积混凝土温度应力特点大体积混凝土温度应力特点 大体积混凝土温度计算大体积混凝土温度计算 p 最大绝热温升（二式取其一）最大绝热温升（二式取其一） cQFKmT ch /)() 1 ()1 (/)2( mt ch ecQmT Th混凝土最大绝热温升混凝土最大绝热温升() mc混凝土中水泥混凝土中水泥(包括膨胀剂包括膨胀剂)用量（用量（kg/m3） F混凝土活性掺合料用量（混凝土活性掺合料用量（kg/m3）
11、K掺合料折减系数。粉煤灰掺合料折减系数。粉煤灰 取取0.250.30 Q水泥水泥28d水化热水化热(kJ/kg) c混凝土比热，取混凝土比热，取0.97kJ/(kgK) 混凝土密度混凝土密度(2400kg/m3) t混凝土的龄期（混凝土的龄期（d）m系数、随浇筑温度改变系数、随浇筑温度改变 大体积混凝土温度计算大体积混凝土温度计算 水泥品种水泥品种 水泥强度水泥强度 等级等级 水化热水化热Q(kJ/kg ) 3d7d28d 硅酸盐水泥硅酸盐水泥 42.5314354375 32.5250271334 矿渣水泥矿渣水泥32.5180256334 表表1 不同品种、强度等级水泥的水化热不同品种、强
12、度等级水泥的水化热 浇筑温度浇筑温度()51015202530 m(1/d)0.2950.3180.3400.3620.3840.406 表表2 系数系数m 大体积混凝土温度计算大体积混凝土温度计算 p 混凝土中心计算温度混凝土中心计算温度 )( )(1 tTTT hjt T1(t)t龄期混凝土中心计算温度（龄期混凝土中心计算温度（） Tj 混凝土浇筑温度混凝土浇筑温度（） (t) t龄期降温系数龄期降温系数 大体积混凝土温度计算大体积混凝土温度计算 浇筑层浇筑层 厚度厚度(m) 龄期龄期t(d) 36912151821242730 1.00.360.290.170.090.050.030.0
13、1 1.250.420.310.190.110.070.040.03 1.500.490.460.380.290.210.150.120.080.050.04 2.500.650.620.570.480.380.290.230.190.160.15 3.000.680.670.630.570.450.360.300.250.210.19 4.000.740.730.720.650.550.460.370.300.250.24 龄期降温系数龄期降温系数 (t) 大体积混凝土温度计算大体积混凝土温度计算 p 混凝土表层（表面下混凝土表层（表面下50100mm处）温度处）温度 )(/)(5 . 0
14、2max2 TTKTTh bqx 保温材料厚度（保温材料厚度（m） T2 混凝土表面温度（混凝土表面温度（） 保温材料厚度保温材料厚度 Tq 施工期大气平均温度（施工期大气平均温度（） 混凝土导热系数，取混凝土导热系数，取2.33W/(mK) Tmax计算得混凝土最高温度（计算得混凝土最高温度（） 计算时可取 2520 2015 2max 2 TT TT q 材料名称材料名称密度密度(kg/m3) 导热系数导热系数 W/(mK) 材料名称材料名称 密度密度(kg/m3)导热系数导热系数 W/(mK) 建筑钢材建筑钢材7 80058矿棉，岩棉矿棉，岩棉1102000.0310.065 钢筋混凝土
15、钢筋混凝土2 4002.33沥青矿棉毡沥青矿棉毡1001600.0330.052 水水0.58泡沫塑料泡沫塑料20500.0350.047 木模板木模板5007000.23膨胀珍珠岩膨胀珍珠岩403000.0190.065 木屑木屑0.17油毡油毡0.05 草袋草袋1500.14膨胀聚苯板膨胀聚苯板15250.042 沥青蛭石板沥青蛭石板3504000.0810.105空气空气0.03 膨胀蛭石膨胀蛭石802000.0470.07泡沫混凝土泡沫混凝土0.10 大体积混凝土温度计算大体积混凝土温度计算 x 所选保温材料导热系数所选保温材料导热系数W/(mK) 大体积混凝土温度计算大体积混凝土温度
16、计算 Kb 传热系数修正值，取传热系数修正值，取1.32.0。 保温层种类保温层种类K1K2 1仅由容易透风的材料组成仅由容易透风的材料组成(如草袋、稻草板、锯末、砂子如草袋、稻草板、锯末、砂子)2.63.0 2由易透风材料组成，但在混凝土面层上再铺一层不透风材料由易透风材料组成，但在混凝土面层上再铺一层不透风材料2.02.3 3在易透风保温材料上铺一层不透风材料在易透风保温材料上铺一层不透风材料1.61.9 4在易透风保温材料上下各铺一层不易透风材料在易透风保温材料上下各铺一层不易透风材料1.31.5 5仅由不易透风材料组成仅由不易透风材料组成(如油布、帆布、棉麻毡、胶合板如油布、帆布、棉麻
17、毡、胶合板)1.31.5 K1值为一般刮风情况（风速值为一般刮风情况（风速25m）；）； K2值为刮大风情况；值为刮大风情况； 大体积混凝土温度计算大体积混凝土温度计算 Kb 传热系数修正值，取传热系数修正值，取1.32.0。 保温层种类保温层种类K1K2 1仅由容易透风的材料组成仅由容易透风的材料组成(如草袋、稻草板、锯末、砂子如草袋、稻草板、锯末、砂子)2.63.0 2由易透风材料组成，但在混凝土面层上再铺一层不透风材料由易透风材料组成，但在混凝土面层上再铺一层不透风材料2.02.3 3在易透风保温材料上铺一层不透风材料在易透风保温材料上铺一层不透风材料1.61.9 4在易透风保温材料上下
18、各铺一层不易透风材料在易透风保温材料上下各铺一层不易透风材料1.31.5 5仅由不易透风材料组成仅由不易透风材料组成(如油布、帆布、棉麻毡、胶合板如油布、帆布、棉麻毡、胶合板)1.31.5 K1值为一般刮风情况（风速值为一般刮风情况（风速25m）；）； K2值为刮大风情况；值为刮大风情况； 大体积混凝土温度计算大体积混凝土温度计算 如采用蓄水养护，蓄水养护深度如采用蓄水养护，蓄水养护深度 )28. 0700/()( 2max QmTKTTMxh cjwbw hw 养护水深度（养护水深度（m） x 混凝土维持到指定温度的延续时间，即蓄水养护混凝土维持到指定温度的延续时间，即蓄水养护 时间（时间（
19、h） M 混凝土结构表面系数（混凝土结构表面系数（1/m）,M=F/V F与大气接触的表面（与大气接触的表面（m2） V混凝土体积（混凝土体积（m3） 2520 2max TT 700折算系数折算系数kJ/(m3K) w水的导热系数，取水的导热系数，取0.58 大体积混凝土温度计算大体积混凝土温度计算 混凝土表面模板及保温层的传热系数混凝土表面模板及保温层的传热系数 /1/ 1 qii 混凝土表面模板及保温层等的传热系数混凝土表面模板及保温层等的传热系数W/(m3K) i 各保温材料厚度（各保温材料厚度（m） i各保温材料导热系数各保温材料导热系数W/(m3K) q空气层的传热系数，取空气层的
20、传热系数，取23W/(m3K) 大体积混凝土温度计算大体积混凝土温度计算 混凝土虚厚度混凝土虚厚度 /kh h混凝土虚厚度（混凝土虚厚度（m） k 折减系数，取折减系数，取2/3 混凝土导热系数，取混凝土导热系数，取2.33W/(m3K) 大体积混凝土温度计算大体积混凝土温度计算 混凝土计算厚度混凝土计算厚度 hhH2 H混凝土计算厚度（混凝土计算厚度（m） h 混凝土实际厚度（混凝土实际厚度（m） 大体积混凝土温度计算大体积混凝土温度计算 混凝土表层温度混凝土表层温度 2 )(1)(2 / )(4HTThHhTT qtqt T2(t)混凝土表面温度（混凝土表面温度（） Tq 施工期大气平均温
21、度（施工期大气平均温度（ ） h 混凝土虚厚度（混凝土虚厚度（m） H 混凝土计算厚度（混凝土计算厚度（m） T1(t)混凝土中心温度（混凝土中心温度（） 大体积混凝土温度计算大体积混凝土温度计算 p混凝土平均温度混凝土平均温度 2/ )(2)(1)(tttm TTT 大体积混凝土应力计算大体积混凝土应力计算 p地基约束系数地基约束系数 单纯地基阻力系数单纯地基阻力系数Cx1（N/mm3） 土质名称土质名称承载力承载力(kN/m2)Cx1推荐值推荐值 软黏土软黏土801500.010.03 砂质黏土砂质黏土2504000.030.06 坚硬黏土坚硬黏土5008000.060.10 风化岩石和低
22、强度素风化岩石和低强度素 混凝土混凝土 5 00010 0000.601.00 C10以上配筋混凝土以上配筋混凝土5 00010 0001.001.50 大体积混凝土应力计算大体积混凝土应力计算 桩的阻力系数桩的阻力系数Cx2（N/mm3） FQCx/ 2 4/3 )4/(2IEDKIEQ n Q桩产生单位位移所需水平力桩产生单位位移所需水平力(N/mm) 当桩与结构铰接时 当桩与结构固接时 E桩混凝土的弹性模量（桩混凝土的弹性模量（N/mm2） I桩的惯性矩（桩的惯性矩（mm4） Kn地基水平侧移刚度，取地基水平侧移刚度，取110-2 D桩的直径或边长（桩的直径或边长（mm） F每根桩分担的
23、地基面积（每根桩分担的地基面积（mm2） 4/3 )4/(4IEDKIEQ n 大体积混凝土应力计算大体积混凝土应力计算 大体积混凝土瞬时弹性模量大体积混凝土瞬时弹性模量 )1 ( 09. 0 0)( t t eEE E(t)t龄期混凝土弹性模量（龄期混凝土弹性模量（N/mm2） E028d混凝土弹性模量（混凝土弹性模量（N/mm2） e 常数，取常数，取2.718 t 龄期（龄期（d） 大体积混凝土应力计算大体积混凝土应力计算 地基约束系数地基约束系数 )(21)( / )( txxt EhCC E(t)t龄期混凝土弹性模量（龄期混凝土弹性模量（N/mm2） h 混凝土实际厚度（混凝土实际厚
24、度（mm） Cx1 单纯地基阻力系数（单纯地基阻力系数（N/mm3） Cx2桩的阻力系数（桩的阻力系数（N/mm3） (t)t龄期地基约束系数（龄期地基约束系数（l/mm） 大体积混凝土应力计算大体积混凝土应力计算 p混凝土干缩率和收缩当量温差混凝土干缩率和收缩当量温差 混凝土干缩率混凝土干缩率 1021 01. 00 )( )1 (MMMe t Y tY Y Y(t)t龄期混凝土干缩率龄期混凝土干缩率 0 0Y Y(t)标准状态下混凝土极限收缩值，取标准状态下混凝土极限收缩值，取3.2410-4 M1M2M10各修正系数，参考建筑施工手册第四版各修正系数，参考建筑施工手册第四版 表表10-8
25、8 大体积混凝土应力计算大体积混凝土应力计算 收缩当量温差收缩当量温差 / )()(tYtY T T TY Y(t)t龄期混凝土收缩当量温差（龄期混凝土收缩当量温差（） 混凝土线膨胀系数，取混凝土线膨胀系数，取110-5（1/） 大体积混凝土应力计算大体积混凝土应力计算 p结构计算温差（一般结构计算温差（一般3d划分一区段）划分一区段） )()3()3()(iYiYimimi TTTTT Tii区段结构计算温差区段结构计算温差（） Tm(i)i区段平均温度起始值区段平均温度起始值（） Tm(i+3)i区段平均温度终止值区段平均温度终止值（） TY(i+3)i区段收缩当量温差终止值区段收缩当量温
26、差终止值（） TY(i)i区段收缩当量温差起始值区段收缩当量温差起始值（） 大体积混凝土应力计算大体积混凝土应力计算 p各区段拉应力各区段拉应力 )2/(/11LchSTE iiiii i E i S ii区段混凝土内拉应力区段混凝土内拉应力（N/mm2） i区段平均弹性模量区段平均弹性模量（N/mm2） i区段平均应力松弛系数区段平均应力松弛系数 龄期龄期t(d)36912151821242730 0.570.520.480.440.410.3860.3680.3520.3390.327 t S i区段平均地区段平均地 基约束系数基约束系数 混凝土混凝土 最大尺寸最大尺寸 大体积混凝土应力计
27、算大体积混凝土应力计算 p到指定期混凝土内最大应力到指定期混凝土内最大应力 n i i 1 max )1/(1 max到指定期混凝土内最大应力到指定期混凝土内最大应力（N/mm2） 泊松比，取泊松比，取0.15 大体积混凝土应力计算大体积混凝土应力计算 p安全系数安全系数 max / t fK ft到指定期混凝土抗拉强度设计值到指定期混凝土抗拉强度设计值（N/mm2） K大体积混凝土抗裂安全系数，应大体积混凝土抗裂安全系数，应1.151.15 大体积混凝土平均整浇长度大体积混凝土平均整浇长度 p混凝土极限拉伸值混凝土极限拉伸值 )28ln/(ln10)/1 . 0(5 . 7 4 tdf tp
28、 ft混凝土抗拉强度设计值混凝土抗拉强度设计值（N/mm2） 配筋率（配筋率（%），）， =Fa/Fc d钢筋直径（钢筋直径（mm） t指定龄期（指定龄期（d） Fa钢筋截面面积（钢筋截面面积（m2） Fc混凝土截面面积（混凝土截面面积（m2） 大体积混凝土平均整浇长度大体积混凝土平均整浇长度 p平均整浇长度（伸缩缝间距）平均整浇长度（伸缩缝间距） )/(/5 . 1 )(pxtcp TTarchCEhL Lcp平均整浇长度（伸缩缝间距）平均整浇长度（伸缩缝间距）（mm） h混凝土厚度（混凝土厚度（mm） E(t)指定时刻混凝土弹性模量（指定时刻混凝土弹性模量（N/mm2） Cx地基阻力系数（
29、地基阻力系数（N/mm3）, Cx=Cx1+Cx2 T指定时刻的累计结构计算温差（指定时刻的累计结构计算温差（） 【例【例1】 某工程现浇钢筋混凝土基础底板，厚度为某工程现浇钢筋混凝土基础底板，厚度为0.8m， 配置直径配置直径16带肋钢筋，配筋率带肋钢筋，配筋率0.35%，混凝土强度等级采，混凝土强度等级采 用用C30，地基为坚硬黏土，施工条件正常，地基为坚硬黏土，施工条件正常(材料符合质量标材料符合质量标 准、水灰比准确、机械振捣、混凝土养护良好准、水灰比准确、机械振捣、混凝土养护良好)。试计算早。试计算早 期期(15d)不出现贯穿性裂缝的允许间距。不出现贯穿性裂缝的允许间距。 大体积混凝
30、土计算案例大体积混凝土计算案例 大体积混凝土计算案例大体积混凝土计算案例 985321 ,MMMMMM均取均取1.0 M4=1.42，M6=0.93，M7=0.70，M10=0.42 混凝土经过混凝土经过15d的收缩变形的收缩变形 1021 01. 00 )( )1 (MMMe t Y tY 42. 070. 093. 042. 1)1 (1024. 3 1501. 04 )15( e Y 4 )15( 10175. 0 Y 混凝土收缩当量温差为混凝土收缩当量温差为 275. 1 100 . 1 10175. 0 5 4 )15( Y T 大体积混凝土计算案例大体积混凝土计算案例 混凝土上、下
31、面温升为混凝土上、下面温升为15，由于时间短，养护较好，由于时间短，养护较好， 气温差忽略不计，混凝土的水化热温差经计算为气温差忽略不计，混凝土的水化热温差经计算为25， 则则计算温差计算温差为为 27252T 混凝土的极限拉伸值混凝土的极限拉伸值 )28ln/(ln10)/1 . 0(5 . 7 4 tdf tp 13.8010) 16 5.30 1 . 0(.515 . 7 4 4 10115. 1 大体积混凝土计算案例大体积混凝土计算案例 15d时混凝土的弹性模量时混凝土的弹性模量 )1 (100 . 3 1509. 04 )15( eE )1 ( 09. 0 0)( t t eEE M
32、Pa 4 1022. 2 伸缩缝的最大允许间距伸缩缝的最大允许间距 )/(/5 . 1 )(pxtcp TTarchCEhL 10115. 127100 . 1 27100 . 1 08. 0/1022. 28005 . 1 45 5 4 archLcp m26 由计算知，板的最大允许伸缩缝间距为由计算知，板的最大允许伸缩缝间距为26m。当。当 板的纵向长度小于板的纵向长度小于26m时，可以避免裂缝出现。时，可以避免裂缝出现。 否则则需在中部设置伸缩缝或否则则需在中部设置伸缩缝或“后浇缝后浇缝”。当板。当板 下有桩基础时，计算阻力系数下有桩基础时，计算阻力系数Cx时，应考虑桩基时，应考虑桩基
33、对基础底板的约束阻力。对基础底板的约束阻力。 大体积混凝土计算案例大体积混凝土计算案例 【例【例2】 大型设备基础底板长大型设备基础底板长90.8m、宽、宽31.3m、厚、厚2.5m，混凝，混凝 土为土为C20，采用，采用60d后期强度配合比，后期强度配合比， 用用32.5矿渣水泥，水泥用量矿渣水泥，水泥用量 mc=280kg/m3 ,混凝土浇筑入模温度混凝土浇筑入模温度 Tj=28， 为为25，结构物周围用钢模板，在模板和混凝土上表面外包两，结构物周围用钢模板，在模板和混凝土上表面外包两 层草袋保温，混凝土比热层草袋保温，混凝土比热 C=1.0kJ/kgK混凝土密度混凝土密度=2400kg/
34、m3 施工时平均气温施工时平均气温 试计算总降温产生的最大温度拉应力及安全系数。试计算总降温产生的最大温度拉应力及安全系数。 大体积混凝土计算案例大体积混凝土计算案例 解解 (1) 计算绝热温升值，按式计算绝热温升值，按式 hc /(1e) mt Tm Q c 为简单计只计算为简单计只计算3d、7d、28d的值。的值。 o =15.1 C, 0.397 3 h(3) 280 180 / 0.972 400(1e)T o )=28.9 C 0.397 7 h(7) 280256 / 0.972 400(1eT o )=40.2 C 0.397 28 h(28) 280334 / 0.972 40
35、0(1eT (2) 混凝土中心温度计算，按式混凝土中心温度计算，按式 1( )jh( )tt TTT 计算如下计算如下 1(3) 2815.10.6537.8 o TC 1(7) 2828.90.645.4 o TC 1(28) 2840.20.15734.3oTC 大体积混凝土计算案例大体积混凝土计算案例 (3) 混凝土表层温度。混凝土表层温度。 两层草袋保温按两层草袋保温按60mm计，则保温层传热系数计，则保温层传热系数 q 1/1/1/0.06 / 0.141/ 232.12 ii 混凝土虚厚度混凝土虚厚度 22.33 /0.734 32.12 hkm 混凝土计算厚度混凝土计算厚度 22
36、.520.7344.0Hhhm 混凝土表层温度混凝土表层温度 2 2(3)q1(3)q 4 ()/TTh HhTTH 2 2540.734(4.00.734)(37.825) / 4.032.7 oC 大体积混凝土计算案例大体积混凝土计算案例 (7) 41.3 o m TC (3) 35.2 o m TC (5) 混凝土干缩率和当量温差，按式混凝土干缩率和当量温差，按式 00.01 ( )1210 (1e) t Y tY MMM 则则 4 (3) 0.1 10 Y (3) 1 o Y TC 4 (7) 0.22 10 Y (7) 2.2 o Y TC 4 (28) 0.79 10 Y (28)
37、 7.9 o Y TC (6) 结构计算温差，按式结构计算温差，按式 ( )(3)(3)( )im im iY iY i TTTTT 1 2835.216.2T (28) 32.5 o m TC 大体积混凝土计算案例大体积混凝土计算案例 2 35.241.32.214.9 o TC 3 41.332.57.92.214.5 o TC (7)计算各龄期的混凝土弹性模量，按式计算各龄期的混凝土弹性模量，按式 0.09 ( )0 (1e) t t EE 40.09 342 (3) 2.55 10(1e)0.603 10/ENmm 42 (7) 1.19 10/ENmm 42 (28) 2.34 10
38、/ENmm (8)地基约束系数，按式地基约束系数，按式 ( )12( ) () / txxt CCh E 1 (0.02) x C 45 (3) 0.02 / 2 5000.603 103.65 10/mm 大体积混凝土计算案例大体积混凝土计算案例 5 (7) 2.59 10/ mm 5 (28) 1.85 10/ mm (9) 各区段拉应力，按式各区段拉应力，按式 1 1/ ch(/ 2) iiiii ET SL 各区段平均弹性模量各区段平均弹性模量 4 42 1 00.603 10 0.302 10/ 2 ENmm 4 42 2 (1.190.603) 10 0.897 10/ 2 ENm
39、m 4 42 3 (1.192.34) 10 1.77 10/ 2 ENmm 大体积混凝土计算案例大体积混凝土计算案例 各区段平均应力松弛系数各区段平均应力松弛系数 1 10.57 0.785 2 S 2 0.510.57 0.54 2 S 3 0.3350.51 0.423 2 S 各区段平均地基约束系数各区段平均地基约束系数 5 1 3.65 10/ mm 55 2 3.652.59 103.12 10/ 2 mm 55 3 1.852.59 102.22 10/ 2 mm 大体积混凝土计算案例大体积混凝土计算案例 只计算拉应力只计算拉应力 455 3 1.77 101014.5 0.42
40、3 1 1/ ch(90 8002.22 10/ 2) 2 0.39/Nmm (10) 混凝土内最大应力，按式混凝土内最大应力，按式 max 1 1/ (1) n i i 2 max 1/ (10.15)0.390.46/Nmm 混凝土抗拉强度设计值取混凝土抗拉强度设计值取 1.1 N/mm2，则安全系数，则安全系数 max /1.1/ 0.462.41.15 t Kf 满足抗裂条件，故知不会出现裂缝。满足抗裂条件，故知不会出现裂缝。 大体积混凝土计算案例大体积混凝土计算案例 l1合理的平面立面设计，避免截面的突变，从而减少合理的平面立面设计，避免截面的突变，从而减少 约束应力。约束应力。 l
41、2合理的布置分布钢筋，尽量采用小直径、密间距，合理的布置分布钢筋，尽量采用小直径、密间距， 变截面处加强分布钢筋变截面处加强分布钢筋 l3避免用高强混凝土，尽量选用中低强度混凝土，采避免用高强混凝土，尽量选用中低强度混凝土，采 用用60天或天或90天强度天强度 l4采用滑动层减少基础的约束。采用滑动层减少基础的约束。 l5混凝土结构上下表面布置螺纹钢筋或冷轧扭钢筋网混凝土结构上下表面布置螺纹钢筋或冷轧扭钢筋网 片。片。 设计方面考虑的措施设计方面考虑的措施 l水泥品种水泥品种 :选用水化热较低的选用水化热较低的425或或525矿渣水泥。矿渣水泥。 l水泥用量：尽最大限度减少水泥用量，同时参照水
42、泥水泥用量：尽最大限度减少水泥用量，同时参照水泥 厂的水泥强度历史资料厂的水泥强度历史资料 。 l水胶比水胶比: 0.250.40 l混合材：粉煤灰、矿渣、火山灰、超细矿粉等混合材：粉煤灰、矿渣、火山灰、超细矿粉等 l外加剂：掺入高效复合减水剂外加剂：掺入高效复合减水剂 。 l砂石骨料：骨料：选用粒径砂石骨料：骨料：选用粒径531.5mm的碎石的碎石 ，砂砂 子的细度模数在子的细度模数在2.5以上的中、粗砂以上的中、粗砂 。 l 微膨胀剂微膨胀剂 ：混凝土水灰比混凝土水灰比 、胀剂的掺量胀剂的掺量 、混凝土的混凝土的 养护养护 、混凝土的密实程度混凝土的密实程度 、减水剂种类减水剂种类 、膨胀
43、剂的应用膨胀剂的应用 。 配合比设计配合比设计 l.控制混凝土拌合料的出机温度和浇筑温度。控制混凝土拌合料的出机温度和浇筑温度。 l.混凝土的拌制混凝土的拌制 l 1）保证混合材的质量，加强材质检验，进行混凝土试配，根）保证混合材的质量，加强材质检验，进行混凝土试配，根 据试配结果确定。据试配结果确定。 l 2）外加剂及膨胀剂掺量准确，掺量误差控制总掺量的）外加剂及膨胀剂掺量准确，掺量误差控制总掺量的 1以以 下。下。 l 3）搅拌均匀。）搅拌均匀。 l 4）加料顺序）加料顺序 l.混凝土的输送混凝土的输送 l.浇筑方法浇筑方法: 1）分层连续浇筑）分层连续浇筑 2）推移式浇筑法）推移式浇筑法
44、 l 3）混凝土密振捣）混凝土密振捣 4）泌水处理）泌水处理 施工工艺方面的措施施工工艺方面的措施 l大体积砼浇筑完毕，分两次收水，用木蟹将表面大体积砼浇筑完毕，分两次收水，用木蟹将表面 搓毛，防止表面的收缩裂纹。搓毛，防止表面的收缩裂纹。 l大体积砼浇筑完毕，表面采用保温养护。大体积砼浇筑完毕，表面采用保温养护。 混凝土的养护混凝土的养护 l 降温法降温法 l 蓄水养护蓄水养护 l 保温法保温法 : l基础底板养护：基础底板养护：1) 板面覆盖薄膜，草袋，所需层数由计板面覆盖薄膜，草袋，所需层数由计 算确定。算确定。2) 覆盖方法：板表面混凝土浇筑结束，约过覆盖方法：板表面混凝土浇筑结束，约
45、过 1220小时后，铺草袋或薄膜。小时后，铺草袋或薄膜。3）先覆盖草袋或薄膜应）先覆盖草袋或薄膜应 根据季节、混凝土的配合比设计、养护时间等确定。根据季节、混凝土的配合比设计、养护时间等确定。 l空中浇筑板：空中浇筑板：1）模板一般应选用木模板或胶合板）模板一般应选用木模板或胶合板 2)根据根据 测试结果，一层胶合板模板内外温差约测试结果，一层胶合板模板内外温差约15，采用两层，采用两层 模板或中间夹薄膜或悬挂草袋防止空气流动过快模板或中间夹薄膜或悬挂草袋防止空气流动过快 3）底）底 模板在铺设，根据我们的测试实践，在底模板下、木枋模板在铺设，根据我们的测试实践，在底模板下、木枋 上铺设上铺设
46、12层塑料薄膜层塑料薄膜 温度跟踪监测，信息化施工温度跟踪监测，信息化施工 l 测试混凝土的浇筑温度，即混凝土的拌合料的温度测试混凝土的浇筑温度，即混凝土的拌合料的温度 l 可采用温度测试仪，温度探头预先埋入大体积砼内。可采用温度测试仪，温度探头预先埋入大体积砼内。 l 测点布置原则：测点须具有代表性，能全面反映大体积测点布置原则：测点须具有代表性，能全面反映大体积 砼内各部位的温度砼内各部位的温度 l 测温点布置：根据大体积混凝土的对称性，取其对称部测温点布置：根据大体积混凝土的对称性，取其对称部 分布置温度测点分布置温度测点 l 测温制度：测温从砼浇筑后测温制度：测温从砼浇筑后24h开始，升温阶段每开始，升温阶段每2h测测 一次，降温阶段每一次，降温阶段每4h测一次，测一次，7天后，每天后，每8h测一次。测一次。 l 大体积混凝土的上下表面温度是指上表面以下、下表面大体积混凝土的上下表面温度是指上表面以下、下表面 以上混凝土内以上混凝土内5cm。
