第３期 沈晓钧：水工大体积混凝土温度裂缝施工控制 ５ ２．１结构设计 土平仓振捣后采用隔热材料及时覆盖。 大体积混凝土裂缝中表面裂缝占６０％一７０％， ２．４．４混凝土分层浇筑间隔 所以减少混凝土表面裂缝成为问题的重点。可以在 一般混凝土内部温度在浇筑后８—９ ｈ后开始 大体积混凝土表面配置适当钢筋来减少裂缝的产生 上升，２—３ ｄ温度达到最高，第４天开始缓慢下降， 和将表面裂缝分散化小。 ６—２０ ｄ内部温度变化不大。又因为混凝土暴露在 ２．２材料选择 外界情况下７—２０ ｄ内后会出现表面裂缝，故分层 尽量选择低水化热水泥，掺加粉煤灰和减水剂。 浇筑混凝土浇筑间隔宜为５—６ ｄ。这样上层新浇筑 粉煤灰的掺加可以提高混凝土的和易性，同时可代 混凝土就充当下层混凝土的保温层，减少混凝土裂 替部分水泥减少水化热。但是掺人粉煤灰的混凝土 缝的产生。 早期抗拉强度较不掺粉煤灰的混凝土抗拉强度低， ２．４．５ 混凝土内部温度降低 故粉煤灰的掺量不宜太高。外加剂如减水剂等可以 为更好地排出混凝土内部热量，可在混凝土浇 有效减少混凝土中水的用量从而降低水泥用量减少 筑层中间位置埋设冷却管道，利用循环水来带出混 水化热。集料在混凝土中体积超过５０％，在混凝土 凝土内热量。冷却水管安装间距根据热工计算和工 成型阶段是一种导热介质，因此选择导热性能高，热 程实际情况选择。循环水与混凝土内温度差不宜大 膨胀系数小的集料也是降低混凝土内外温差值的有 于２５℃，水流速度不宜超过０．６ ｍ／ｓ，每２４ ｈ变换 效办法。 水流方向一次，相邻两天冷却水温差不宜大于１ ｏＣ。 ２．３配合比的优化 ２．４．６混凝土表面保护措施 混凝土的强度由内部胶孔比决定，虽然胶孔比 根据混凝土内部温度和外界气温条件确定模板 很难测定，但充分密实的混凝土在任何水化程度下 拆除时间，避免在气温骤变时拆模，必要时可在模板 胶孔比都可以用水灰比来确定。根据有关工程实 拆除后用隔热材料对表面进行覆盖。养护控制可以 测，水灰比与混凝土强度成反比。配合比要在满足 延缓收缩和散热时间，使混凝土在缓慢散热的过程 工程强度和工作性能要求的前提下，适当考虑增加 中获得必要的强度来抑制温度应力，同时也可以防 粗集料的用量。当集料用量增加后表面积随之增 止混凝土内外温差过大并超过允许界限（一般为 大，吸水量也相应提高，未水化的水泥就可以充当填 ２０—２５℃）。 料，降低混凝土结构内的总孔隙体积，使混凝土强度 得以提高。另外，粗集料占有的体积提高后可以减 ３工程实例 少水泥用量，从而降低水化热。 ２．４施工管理措施 ３．１工程情况简介 水工大体积混凝土施工主要的任务就是减小混 凝土内外部温差，可以通过降低混凝土内部温升和 表面温度控制措施。具体可采用以下办法： ２．４．１ 降低混凝土各配料的温度 集料堆放高度不宜低于６ ｍ，对集料搭设凉棚、 喷雾、风冷、浸水、喷洒冷水等降温措施能降低骨料 温度。利用地下冷水或在拌和水中加冰也是一个很 图１ 混凝土壤堰体示意图 好的降低混凝土拌和温度途径。 甘肃省巴家咀水库地处黄河流域泾河支流蒲河 ２．４．２混凝土拌和温度控制 中下游的黄土高原区，控制流域面积３ ４８７ ｋｍ 。流 混凝土在拌和过程中也要采取措施减小混凝土 域属大陆性气候，具有冬天干旱夏天湿润，气温日差 个组分温度上升幅度。 小和无霜期长的特点。多年平均降水量为 ２．４．３混凝土运输浇筑 ５６１．５ ｌｌｌ＇ｌｎ，雨多集中在７—９月，年际平均气温为 尽量缩短混凝土运输及等待卸料时间，炎热天 ８．３℃，年绝对最高气温３５．７℃，年绝对最低气温 一气为防止长途运输过程中混凝土温度回升可在运输 ２２．６ ｏＣ，多年平均蒸发量为１ ５０３．５ ｌｌｌ＇ｌｎ，年日照 设备外裹防晒布。浇筑仓面可采用喷雾等措施降 时数２ ４４９ ｈ，平均相对湿度６３％，最大风速２０ ｍ／ｓ， 温。混凝土浇筑宜安排在早晚夜间及阴天进行。当 最大冻土深度８２ ｃｍ。该工程混凝土堰体长４０ ｍ， 浇筑尺寸较大时，可采用台阶式分层浇筑法。混凝 宽３６ ｍ，高９ ｍ，属于大体积混凝土，分５层浇筑完 维普资讯 http://www.cqvip.com ６ 杨凌职业技术学院学报 第７卷 成，各层高度如图１所示。设计堰体混凝土采用 Ｃ２０Ｗ４Ｆ１００。水泥采用祁连山Ｐ．Ｏ ４２．５，施工配合 比为：水泥用量１９３ ｋｇ／ｍ。，水泥发热量Ｑ＝３３５ ｋＪ／ ｋｇ，砂４３０ ｋｇ，粗骨料１ ６９３ ｋｇ，粉煤灰４４ ｋｇ，ｚＢ一 １Ａ减水剂０．７５ ｋｇ，水１００ ｋｇ，水胶比０．４２。ＰＬ１２００ 砼配料机配料，ＨＺＳ６０砼搅拌站拌和混凝土，ＪＣ一６ 砼搅拌运输车水平运输混凝土，塔吊垂直运输混凝 ３．２工程措施 该工程为控制堰体混凝土温度，结合工程实际 情况对混凝土的浇筑工作采取了以下措施。 （１）料场选择。 为避免在夏季高温季节混凝土浇筑温度过高， 该工程混凝土堆料场选择在大坝西岸山坳当中，既 防止西晒，又利用自然风为集料降温。堆料高度４ 米，在中午强光照射时间为集料喷冷水降温。 （２）混凝土拌和。 混凝土拌和采用ＰＬ１ ２００砼配料机配料，ＨＺＳ６０ 砼搅拌站拌和。现场对混凝土各组分温度与混凝土 出机口温度进行了观测（见图２），得出降低混凝土 温度较经济的办法是降低拌和水的温度。该工程采 用地下水拌和混凝土，平均水温１５℃，为防止水温 回升，用地坑储水。拌和站上方采取了遮盖措施。 出机口温度平均２０℃，符合规范设计要求。 ３５ ３０ ２５ 入．— ： ２０ 窥；：■ 一／ １５ ．■ ，：— ．．一． ／ １０ ５ ０ １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９∞１１ １２ 图２ （３）混凝土运输。 混凝土水平运输采用ＪＣ一６砼搅拌运输车，垂 直运输采用塔吊。水平运输距离１ ｌ（ｒｎ，为防止夏季 中午高温时间段混凝土运输过程中温度反弹，在运 输灌外表裹防晒布，经测定混凝土在运输过程中温 度回升不大于１℃。混凝土浇筑工作保持道路和通 讯畅通，减少混凝土浇筑的等待时间，确保混凝土及 时人仓。 （４）混凝土浇筑。 根据工程设计，堰体上游为２ ｍ高台阶型，下游 为１ ｍ高台阶（如图１），为根据混凝土内部温度变 化情况确定合理的浇筑间隔时间，在浇筑之前，对混 凝土在各种浇筑厚度下内部最高温度和最高温差进 行试验，结果见表１，混凝土在２米浇筑厚度时内部 温度变化情况如图３所示。 表１ 混凝土浇筑厚度（ｍ） 混凝土内部最高温度（ ） ３８ ４ｏ ４６ ５２ 混凝土内外最高温差（ ） ２３ ２５ ３１ ３７ 崔芝ｌ ５０ ▲． 赠４０ ’ 一一＋ ｔ一＋ 箍３０ ●●●●●●● ．．．．．．．室砂小中大水水 外石石石 砼 ２０ 温 粪 ： 度 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １Ｏ ｌｌ ｌｚ ｌ３ ｌ４ ｌ５ ｌ右ｌ７ ｌ８ ｌｇ ２ｌ 浇筑时间 图３混凝土内部温度变化曲线 由图３数据可见，混凝土在浇筑后８～９ ｈ温度 开始上升，２～３ ｄ内部温度达到最高，５ ｄ后温度缓 降。又根据一般混凝土在浇筑后７～２０ ｄ会出现表 面裂缝的结论，确定本工程上下层混凝土浇筑间隔 时间为５～６ ｄ。浇筑过程根据天气情况对仓面进行 喷雾降温。混凝土抗裂要求混凝土内部个组分有很 高的均匀性，浇筑过程中严禁以振捣代替平仓，混凝 土垂直下落高度不得大于２ ｍ，当大于２ ｍ时加设 溜筒。保证混凝土浇筑的连续性。 （５）冷却水管降低混凝土内部温度。 该工程采用‘ｐ３０塑料冷却水管为混凝土内部 降温。通人水温１５℃，水管Ｓ形布置，间距２ ｍ。 在浇筑后８ ｈ开始通水，２４ ｈ水流方向变换一次。 （６）混凝土表面保护。 混凝土在浇筑后９ ｈ开始养护，时常保持混凝 土表面湿润。模板拆除时间根据混凝土强度、内部 和外界温度差确定，避免在避免在气温骤变情况下 拆模。 ４混凝土内部温度观测 温度观测可作为确定混凝土浇注间隔、冷却措 施、养护措施、拆模时间、裂缝发展的依据，对于合理 控制混凝土裂缝具有重要的意义。 （１）本工程在每层混凝土浇注层中间位置安放 金属温度探测杆，对混凝土内部温度进行不断监测。 （２）数据采集。在混凝土温度上升过程中每２ ｈ测一次。温度最高阶段每４ ｈ测一次，温度下降过 程中每８ ｈ测一次。总监测时间不少于２０ ｄ。 （３）数据用途。对采集数据进行及时分析，可 （下转第９页） 维普资讯 http://www.cqvip.com ５ ４ ４ ３ ３ ２ ２ １ １ ＾∞＼ Ⅲ）＾－ｆｘ ＾∞＼ Ⅲ）：）（ ５ ４ ４ ３ ３ ２ ２ １ １ 第３期 何菊梅：北洛河状头水文站水文资料系列分析 ９ 式中：Ｘ 年累积平均值；Ｘｋ为实测值。 习惯上，多采用模比系数法，即 ＝豢ｉ （５） 根据式（４）、（５）计算出累积平均值模比系数后 绘制累积平均值过程线如图５所示。 图３ ３年年径流量滑动平均值过程线 年份 年份 图５径流量累积平均值模比系数过程线 用累积平均值过程线法判断系列稳定期，主要 是看累积平均值是否接近系列均值，即模比系数是 否接近１。在ｉ＝１到ｉ＝ｎ的累积平均过程中，当经 图４ ５年年径流滑动平均匀径流过程线 历一个周期后，累积平均值接近系列均值，而后略有 ２．３．２稳定期与代表期分析 波动，最后又接近直到等于系列均值。因此，可从曲 同周期分析一样，稳定期分析的目的是通过径 线上清楚的看出达到稳定所需的最短历时。 流系列某种指标或参数达到稳定的历时来确定代表 由图５可看出，该水文站年径流累积平均值的 期的方法。本文稳定期与代表期分析采用累积平均 模比系数随计算时期的增加而减小，并于１９４９年之 值过程线法。 后趋于１，即径流量均值在１９４９年达到稳定，故可 这是一种径流系列的累积平均值与时间的关系 用１９４９年到１９９３年资料作为代表期。 用图示方法分析径流系列稳定期的方法。该法的计 综上所述，资料的可靠性、一致性、代表性相对 算公式为 可靠，可广泛用于防汛、抗设、国防、科研及其它领域 一 １ １ ｉ Ｘｉ＝÷（ ＋ ＋…＋Ｘ ）＝÷五 （４） 建设应用。 （上接第６页） 各个方面采取措施降低混凝土内外温差，对影响混 以制定合理的通水冷却时间、水流速度，水流方向等，也 凝土裂缝的各个施工环节要根据工程实际情况进行 可以制定合理的养护方案，制定匕层混凝土浇注时间。 科学的研究分析，制定经济有效的施工方案，这样就 ５工程签定 能有效地控制混凝土裂缝的产生和发展，从而保证 工程质量。 采取了诸多措施之后，混凝土质量验收过程对 参考文献： 表面裂缝进行观察，只有极少细微的表面裂缝，６０％ ［１］线登洲，王铁成．大体积混凝土温度控制防裂研究 的表面裂缝出现在浇筑后８～１５ ｄ之间，裂缝在浇 ［Ｊ］．建筑科学，２００６，２２（５）． 筑后２０ ｄ没有太大发展，属于死缝。 ［２］张全文，钟卫．大体积混凝土的温度裂缝分析［Ｊ］．路 基工程，２００７，（１）． ６结论 ［３］ 刘晓博．防止大体积混凝土施工过程中产生温度裂缝 的措施分析［Ｊ］．水利水电技术，２００６，（６）． 大体积混凝土温度控制涉及到设计、材料、施 ［４］蔡惠华．大体积混凝土温度裂缝施工控制水运工程 工、环境等很多因素。为控制裂缝。在施工中应从 ２００７，（６）．
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