中国地质大学（北京）2010届本科毕业论文
目 录
1 前言 ........................................................... 1 1.1大体积混凝土研究现状及存在的问题 .............................. 1 1.2本文研究的内容及意义 .......................................... 2 2大体积混凝土裂缝成因分析与施工技术研究 ........................... 3 2.1裂缝与裂缝控制的概念及分类 .................................... 3 2.2大体积混凝土裂缝的成因 ........................................ 3 2.2.1混凝土本身的影响 ........................................... 3 2.2.2其他因素的影响 ............................................. 4 2.3大体积混凝土施工方案和施工技术研究 ............................ 5 2.3.1大体积混凝土的设计构造要求 ................................. 5 2.3.2混凝土配合比及其材料 ....................................... 6 2.4混凝土的浇筑与养护 ............................................ 7 2.4.1混凝土的浇筑 ............................................... 7 2.4.2混凝土的养护 ............................................... 7 2.4.3混凝土浇筑块体表面保温层的计算方法 ......................... 8 2.4.4大体积混凝土浇筑的其它规定 ................................. 9 2.5本章小结 ...................................................... 9 3混凝土结构温度收缩裂缝控制理论 .................................. 11 3.1计算温度应力的基本假定 ....................................... 11 3.2混凝土的基本物理力学性能 ..................................... 11 3.2.1混凝土各龄期的收缩及收缩当量温差 .......................... 11 3.2.2混凝土的弹性模量 .......................................... 12 3.2.3混凝土极限拉伸值 .......................................... 12 3.2.4大体积混凝土的应力松弛系数 ................................ 13 3.3混凝土温度的计算 ............................................. 13 3.3.1混凝土的绝热温升计算 ...................................... 14
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3.3.2非绝热温升 ............................................... 15
3.3.3混凝土表面温度的估算 ...................................... 15 3.3.4混凝土内外温差计算 ........................................ 15 3.4大体积混凝土温度应力计算及裂缝控制条件 ....................... 16 3.4.1自约束拉应力的计算 ........................................ 16 3.4.2外约束拉应力计算 .......................................... 16 3.4.3控制温度裂缝的条件 ........................................ 17 3.5本章小结 ..................................................... 17 4大体积混凝土施工实例一 ......................................... 18 4.1工程概况 ..................................................... 18 4.2施工方案 ..................................................... 18 4.2.1原材料 .................................................... 18 4.2.2混凝土的搅拌、运输及准备 .................................. 18 4.2.3混凝土浇筑 ................................................. 18 4.2.4大体积混凝土的振捣 ........................................ 18 4.3大体积混凝土质量控制 ......................................... 19 4.3.1混凝土裂缝控制措施 ........................................ 19 4.3.2混凝土试块留置及养护 ...................................... 24 4.4混凝土质量保证及成品保护措施 ................................. 25 4.4.1混凝土质量保证措施 ........................................ 25 4.4.2成品保护措施 .............................................. 25 4.4.3安全文明施工措施 .......................................... 25 5大体积混凝土施工实例二 .......................................... 27 5.1工程概况 ..................................................... 27 5.2大体积混凝土原材料和外加剂的选用 ............................. 27 5.3混凝土配合比设计 ............................................. 27 5.4底板大体积混凝土质量控制措施 ................................. 28 5.4.1大体积混凝土质量标准 ...................................... 28 5.4.2混凝土拌制及运输 .......................................... 29
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5.4.3混凝土浇筑 ................................................ 30 5.4.4混凝土养护 ................................................ 30 5.4.5混凝土的振捣 .............................................. 31 5.4.6成品保护及试块制作和管理 .................................. 31 5.5冬期施工混凝土质量保证措施 ................................... 32 5.6大体积混凝土测温 ............................................. 32 6结论与展望...................................................... 34 6.1结论 ......................................................... 34 6.2展望 ......................................................... 35 致 谢 ........................................................... 36 参考文献 ......................................................... 37
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1 前 言
1.1大体积混凝土研究现状及存在的问题
随着中国经济的快速发展，我国的建筑行业也取得了辉煌的成就。其中，混凝土结构设计理论与设计己经处于世界领先的水平。同时，也开发出了一批新型建筑材料，出现了一大批的高层、超高层工业或民用建筑。因此，大体积混凝土也越来越多的被应用到各种各样的实际工程之中。
大体积混凝土指的是最小断面尺寸大于lm以上，施工时必须采取相应的技术措施妥善
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处理水化热引起的混凝土内外温度差，合理解决温度应力并控制裂缝开展的混凝土结构。其施工特点是:整体性要求比较高，要求连续浇筑;结构的体量较大，浇筑混凝土后形成较大的内外温差和温度应力。大体积混凝土工程结构较厚，体形较大、钢筋较密，混凝土数量较多，施工条件较为复杂，施工技术要求高，必须同时满足强度、刚度、整体性和耐久性要求，另外，还存在如何控制和防止温度应力，变形裂缝产生等问题。随着大体积混凝土施工技术不断地提高，高质量的施工技术也成为社会发展的必然要求。随着生产技术和生产力的不断提高，建设领域的逐渐扩大，大体积混凝土逐渐应用于大型钢筋混凝土结构。但是，由于混凝土内部蓄热量大，温度应力增大，使得混凝土裂缝的控制问题成为设计及施工中的一个急
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需解决的重大问题。1930年以后，人们开始注意大体积混凝土的裂缝控制问题，并认识到水泥水化热引发的温度应力是大体积混凝土产生裂缝的根本原因。从此美国开始了对大体积混凝土结构进行全面的研究，开发了多种技术措施，这些技术措施包括:
(l)开发低热水泥
(2)降低混凝土中水泥用量 (3)开发新的混凝土施工工艺 (4)降低混凝土的浇筑温度
(5)对大体积混凝土的表面进行保温，控制其内外的温差 早在二十世纪50年代，“工业建筑温度伸缩缝问题”在建筑领域里是属于一个具有规
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范性的问题。人们在前人研究的基础上开始研究温度应力、温度控制的方法。
在国内，一般采用经验公式计算大体积混凝土其中心最高温度、施工温度应力以及表面温度，这种做法能够简化计算且具有较强的实用价值。但由于未能考虑大体积混凝土内部温度的连续性及连续变化的外界温度的影响，同时采用经验值确定浇筑厚度的温降修正系数，所得结果与实际施工过程中的温度场变化的规律相差很大。由于假设温度场与实际温度场不符，加上没有考虑徐变的影响，施工期温度应力的计算结果与实际混凝土的应力场也不相符合。依据经验公式计算很难了解实际工程温度应力。目前，许多学者应用现代化的计算机技术，综合考虑混凝土的入模温度、混凝土的弹性模量在浇注过程的变化规律以及水泥水化热散热规律和外界气温变化规律，采用有限差分法或有限单元法求解一、二及三维大体积混凝土温度场，有些学者全面的总结了大体积混凝土结构温度与裂缝控制最新研究结果及各种工业结构的裂缝控制方法，提出了较为实用的大体积混凝土工程裂缝的控制方法以及温度场和温度应力场的计算方法，并已在大量工程中得到了广泛应用。与此同时，随着计算机技术的发展，混凝土温度场及应力场的仿真计算也受到人们的重视。考虑诸多随机性，就温度场获得而言，首先是近似处理结构边界条件;其次是考虑气温、水泥和日照等影响因素的随机性;再次是估算原材料温度、混凝土出机温度、浇筑温度;四是考虑混凝土的配合比的随机性引起的绝热温升随机性;五是采用半经验半理论公式换算混凝土热学参数的随机性，如:导热系数、导温系数等。就温度应力场的获得而言，一方面考虑是随机温度场的随机性，另一方面，考虑混凝土材料力学特性如弹性模量、徐变度等，利用随机性分析大体积混凝土的
[3]
温度场分布规律是当今此类结构的一个发展趋势。
目前，对大体积混凝土施工的研究体现在以下两个方面:
(l)为了防止大体积混凝土构件过长，致使构件底部或者是构件的部分断面在收缩过程中约束应力过大，及当应力超过混凝土的在此龄期时的抗拉强度时，混凝土将产生裂缝，故用伸缩缝将一个构件分成若干施工段。于是，伸缩缝间距研究也就成为大体积混凝土结构的
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主要研究对象。
(2)为了解决前面相关研究理论不能解决的问题，在后期研究过程中，主要表现在混凝土组成材料的性能和大体积混凝土的配合比以及养护降温等方法的研究。
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1.2本文研究的内容及意义
本文在前人研究的基础上，大量查阅国内外与大体积混凝土相关文献，主要研究和介绍了以下内容:
(l)介绍了大体积混凝土应力的理论计算和分析方法，并将计算分析结果与现场测试的结果进行比较分析，验证当前理论的正确性；
(2)研究了大体积混凝土裂缝的成因，提出控制大体积混凝土施工裂缝的有效措施； (3)提出实用的计算混凝土裂缝的方法；
(4)根据本工程的实践经验，提出大体积混凝土结构设计合理方法、施工工艺的选择方法、制定合理施工方案的步骤等；
(5)根据实际工程经验总结出大体积混凝土施工应注意的主要问题，并提出相关解决方案；利用前面的方法对背景工程中的大体积混凝土基础进行了温度场分析和温度监控。从材料选用、浇筑方式、养护等方面入手，采取综合措施控制温度裂缝，达到预期目的。
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2 大体积混凝土裂缝成因分析与施工技术研究
2.1裂缝与裂缝控制的概念及分类
裂缝是指固体材料中的某种不连续现象，在学术上属于结构材料强度理论范畴，是一种人们可以接受的材料特征。建筑结构的裂缝是不可避免的，如对建筑物抗裂要求过高，必将付出巨大的代价，科学的研究是将其有害程度控制在允许范围之内。因此，建筑物的裂缝控制是指将裂缝的预测、预防和处理工作。
大体积混凝土裂缝主要包括以下几种: (1)微观裂缝
一般认为，混凝土的微观裂缝主要包括:粘着裂缝；水泥石裂缝；集料裂缝。在这三种裂缝中，前两种较多，集料裂缝出现较少。混凝土出现的微裂缝主要指前两种。微观裂缝的存在，对混凝土的基本性质产生重要影响。由于混凝土微裂缝的分布规律是不规则的而且是非贯穿的，所以具有微裂缝的混凝土是可以承受一定拉力的。但是，在结构受拉力较大的部位，微裂缝很容易扩展并贯穿整个结构，较早地导致结构断裂。实际上混凝土结构物主要是剪拉破坏。
混凝土的构造理论可以解释混凝土微裂缝的成因，即视混凝土为各种材料组成的非均质材料。在混凝土水化和硬化的同时，结构产生不均匀的体积变形;各种材料之间的不均匀变形产生了相互约束应力。按照构相关计算模型，不均匀变形引起内应力就导致粘着微裂缝出现。
总的来说，混凝土结构有裂缝是绝对的，无裂缝是相对的，裂缝控制的目的也就是将混凝土控制在无大于0.05㎜裂缝的状态。
(2)宏观裂缝
宽度不小于0.05㎜的裂缝称为宏观裂缝，宏观裂缝是由微观裂缝扩展而来的。引起混凝土产生结构宏观裂缝的主要原因包括:外荷载;结构次应力;变形应力，当上述应力超过混
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凝土抗拉强度时就产生裂缝。
混凝土的宏观裂缝按其成因有荷载裂缝、变形裂缝、施工裂缝、碱骨料反应裂缝。根据它们在结构中的分布区域，可分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝。
混凝土干缩变形和自身温度场变化的内部约束或由于气温骤降引起混凝土表面裂缝。混凝土内外温差产生的温度应力，当它们大于混凝土同龄期的抗拉强度时就会产生裂缝。一般情况下不会形成贯穿裂缝或深层裂缝。内部裂缝是由于在出现表面裂缝浇筑块顶面上浇筑新混凝土形成的。深层裂缝是出现在脱离基础约束范围以外的表面裂缝，由于混凝土降温的过程较长，在混凝土块内部温度场复杂，裂缝向纵深发展，形成了深层裂缝，但是其内部仍是连续的。基础贯穿裂缝是切断混凝土结构的大裂缝。混凝土水化热温升导致浇筑温度过高，形成最高温度，当降到最低温度时，即产生基础温差，当温度应力大于同龄期混凝土的抗拉强度时就产生基础贯穿裂缝。
[5]
2.2大体积混凝土裂缝的成因
根据有关资料，混凝土早期裂缝80%左右由施工因素造成的，15%左右因混凝土材料方面的原因造成，5%左右因设计不当造成。混凝土裂缝的产生主要与材料、施工、设计、使用环境等有关。因此，混凝土产生裂缝原因主要有以下几点。
2.2.1混凝土本身的影响
(1)混凝土的体积稳定性
混凝土的体积稳定性是指混凝土在抵抗物理、化学作用下产生变形的能力。 体积稳定性不好致使混凝土的抗渗性性能降低，溶液性的物质渗透到混凝土中，
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造成混凝土的耐久性能下降。混凝土的体积变化可以分为三个阶段。
①混凝土硬化前的体积变化 ②混凝土硬化过程中的体积变化 ③混凝土硬化后的体积变化
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(2)混凝土的收缩
收缩是混凝土本身所固有的一种重要特性。在没有负载的情况下，混凝土的开裂往往由于收缩变形而导致。混凝土的收缩变形主要包括以下几个方面等。
①干燥收缩 ②自收缩 ③塑性收缩 ④化学减缩 ⑤温度收缩 ⑥碳化收缩 ⑦沉降收缩
(3)混凝土的徐变
在任意荷载作用下，混凝土结构除了发生弹性变形外，还产生一种随时间缓慢增加的非弹性变形，称为“徐变变形”。徐变变形比瞬时弹性变形大1～3倍。徐变变形是混凝土内部质点的粘性滑动现象。当混凝土结构变形不变，混凝土内部约束应力减小，称为“应力松
[8]
弛”。
徐变能降低大体积混凝土结构的温度应力，减少收缩裂缝，也能削减结构应力集中区和因基础不均匀沉降引起局部应力的结构的应力峰值。有时在工程施工中可在保持大体积混凝土强度不变的条件下，设法提高混凝土的徐变以减缓结构裂缝的目的。但结构的徐变也有不利的一面，比如徐变会不断加大结构的变形;在预应力混凝土结构中，徐变会还会引起预应力的损失等，所以应综合考虑徐变的影响。
(4)混凝土所用材料的影响 ①水泥和水
混凝土结构开裂主要是由于本身收缩受到约束而产生的拉应力超过其抗拉强度。混凝土产生的收缩值及强度值因水泥种类、水泥用量拌制不同而不同。水泥的细度问题是需要我们特别关注的，水泥的细度越细，混凝土越容易开裂。
②砂、石骨料
混凝土骨料的含泥量越高越容易开裂。这是由于骨料表面所带的泥份妨碍了骨料与水泥浆之间的咬合粘结，弱化了界面结构，因而降低了混凝土的抗拉强度。
③外加剂和掺合料
试验表明掺化学外加剂的混凝土干缩值较大。使用一般化学外加剂比使用促凝性AE减水剂的干缩值低。混凝土的初期干缩值在使用外加剂的情况下较大，不掺外加剂比使用促凝性AE减水剂混凝土的干缩值低。混凝土掺加膨胀剂时养护的要求更高。在早期养护不好时，膨胀混凝土更容易发生裂缝。
2.2.2其他因素的影响
(1)结构设计因素
在实际工程中，可以通过理论计算来控制裂缝；通常采用构造设计来对变形作用引起
[9]
的裂缝加以控制。
结构计算时，要先假定结构物的受力体系有关参数，而常规的计算模型与很多结构物的实际工作状态有一定的差别，使得内力计算的结果与实际结果相差很大，这些未考虑到的可能内力一般会引起结构裂缝。
对于约束条件的影响。结构在变形变化时，会受到一定的抑制而阻碍其自由变形，该抑制即称为“约束”。结构内部各质点之间的约束称为“内约束”，不同结构之间一的约束称为“外约束”。
大体积混凝土由于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，应
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是混凝土线膨胀系数和温差的乘积，即:
ε=△T·α （2.1） ε—温度收缩时的相对变形; △T—温差;
α—线膨胀系数。
当ε大于混凝土的极限拉伸值εp时，结构出现裂缝。由于混凝土产生徐变变形;结构不可能受到全约束，而且，所以温差在25℃甚至30℃情况下，混凝土亦可能不开裂。因此，改善约束对于防止混凝士开裂的效果很明显。
(2)施工方面的因素
①违章施工、不当施工造成混凝土裂缝
夏季施工时由于混凝土的经时坍损较大，混凝土的和易性和流动性较差，如果现场工人人为加水，就会降低混凝土强度，造成不同配比混凝土的干缩裂缝和凝缩裂缝。
主要由以下原因造成：施工时预留孔洞、预埋通风采暖水电管道，未采取钢筋加强措施，造成裂缝;主要结构部位模板支撑不利，或拆模过早造成混凝土内部受振，或者混凝土内部在未达到设计强度时超负荷造成裂缝;混凝土养护工作管理不严，造成混凝土早期强度增长时失水，收缩量大，产生裂缝;现场浇筑停歇时间超过混凝土终凝时间，没有处理好接头部位等。
②施工时混凝土振捣方式不当
不正确的振捣方式会造成混凝土分层离析、表面浮浆而使混凝土面层开裂，或混凝土产生均匀沉降收缩而在结构厚薄交界处出现裂缝。
③混凝土养护不当引起混凝土开裂
[10]
现场养护不当是造成混凝土收缩开裂最主要的原因。混凝土浇筑后，若表面不及时覆盖进行潮湿养护，表面水分迅速蒸发，很容易产生收缩裂缝，特别是在风速、相对湿度低、大气温高的情况下，干缩更容易发生。
④环境气候的因素
外界气温的变化情况在大体积混凝土结构施工期间对防止大体积混凝土开裂有重大影响。混凝土的内部温度是各种温度的叠加，而温度应力则是温差所引起的温度变形造成的，与温差呈正比。因此，应采取合理的温度控制措施，以防止大体积混凝土温度应力过大。
2.3大体积混凝土施工方案和施工技术研究
大体积混凝土产生裂缝是由多种原因造成的，其主要原因是温度应力引起的应变造成的。要想避免大体积混凝土的质量问题也应进行综合治理[11]。
2.3.1大体积混凝土的设计构造要求
(l)大体积混凝土基础的工程设计除应满足设计规范及生产工艺的要求外，宜符合下列要求:
①混凝土设计强度等级宜在C25～C40的范围内;
②配置承受温度应力及控制温度裂缝开展的构造钢筋;
③当大体积混凝土置于岩石类地基上时，宜在混凝土垫层上设置滑动层; ④设计中应尽可能减少大体积混凝土外部约束； ⑤设计单位提出温度场和应变的相关测试要求；
⑥大块式基础及其他筏式、箱体基础不宜设置永久变形缝及竖向施工缝；
⑦大体积混凝土应根据混凝土浇筑过程中温度裂缝控制的要求设置水平施工缝的; (2)大体积混凝土工程施工前，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。
一般情况下，混凝土入模温度绝热温升值最大值不超过45℃;内外温差不超过30℃;降温速率为2.0℃/d。
(3)大体积混凝土施工前，应掌握近期气象情况(如高温、寒潮等)。在冬期施工时，应
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制定相应措施。
(4)大体积混凝土模板宜采用钢模板、木模板或钢木混合模板。
2.3.2混凝土配合比及其材料
(l)经设计单位同意，当大体积混凝土的强度等级为C20以上时，可利用混凝土60天的后期强度作为混凝土强度评定、工程交工验收及混凝土配合比设计的依据。
(2)在保证设计所规定强度、耐久性等要求和满足施工工艺特性的前提下，
应按照合理使用材料、减少水泥用量和降低混凝土的绝热温升的原则进行大体积混凝土配合比选择。
(3)大体积混凝土配合比选择时应考虑应尽量减少水泥用量，使混凝土浇筑后的内外温差和降温速度得到有效控制，以降低养护的费用。
(4)大体积混凝土配合比设计应符合下列规定:
①混凝土强度等级的设计依据可利用混凝土60天或90天后期强度；
②混凝土拌合物，浇注时坍落度应低于160士20㎜;水泥用量宜控制在230～450kg/m 3
(强度等级在C25～C40)；
3
③拌合水用量不宜大于190kg/m；
④矿物掺合料的掺量，应根据工程的具体情况和耐久性要求确定;粉煤灰掺量不宜超过水泥用量的40%;矿渣粉的掺量不宜超过水泥用量的50%;两种掺合料的总量不宜大于混凝土中水泥重量的50%；
⑤水胶比不宜大于0.55； ⑥砂率宜为38～45%；
3
⑦拌合物泌水量宜小于10L/m；
⑧混凝土配合比应通过计算和试配确定，对泵送混凝土还应进行泵送试验；
⑨混凝土配合比设计方法应按现「行的《普通混凝土配合比设计技术规程》执行； ⑩混凝土的强度应符合国家现行的《混凝土强度检验评定标准》的有关规定。
[12]
(5)配制大体积混凝土所用水泥的选择及其质量应符合下列规定:
①所用水泥应符合下列国家标准:《矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥》；《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》；当采用其他品种时其性能指标必须符合有关的国家标准要求；
②应优先选用中、低热硅酸盐水泥或低热矿渣硅酸盐水泥，大体积混凝土施工所用水泥其7天的水化热不宜大于270KJ/kg；
③当混凝土有抗渗指标要求时，所用水泥的铝酸三钙(C3A)含量不应大于8%； ④所用水泥在搅拌站的入罐温度不应大于60℃。
(6)大体积混凝土所用骨料的选择，除应符合现行国家标准的质量要求外，应符合下列规定:
①细骨料采用中砂，其细度模数应大于2.3，含泥量不大于3%，当含泥量超标时，应在搅拌前进行水洗，检测合格后方可使用；
②粗骨料宜选用粒径5～31.5mm，级配良好，含泥量不大于1%，非碱活性的粗骨料;非泵送施工时粗骨料的粒径可适当增大；
(7)混凝土中掺用的外加剂及混合料应符合下列规定:
①作为改善性能和降低混凝土硬化过程水泥水化热的矿物掺合料;粉煤灰和高炉粒化矿渣粉，其质量应符合现行的国家标准《用于水泥混凝土中的粉煤灰》GB1596、《用于水泥混凝土中的粒化高炉矿渣粉》GB/T18046的规定；
②所用外加剂的质量及应用技术应符合现行国家标准《混凝土外加剂》GB8076、《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119和有关环境保护的规定。外加剂的品种、掺量应根据工程具体情况通过水泥适应性和实际效果实验确定;必须考虑外加剂对硬化混凝土收缩等性能的影响;慎用含有膨胀性能的外加剂;对耐久性要求较高和寒冷地区的大体积混凝土宜采用引气剂或引气减水剂；
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2.4混凝土的浇筑与养护
2.4.1混凝土的浇筑
(l)混凝土的浇筑方法可采用分层连续浇筑或推移式连续浇筑(如图2.1所示，数字为浇筑先后次序)，不得随意留施工缝，并符合下列规定；
①混凝土的摊铺厚度应根据所用振捣器的作用深度及混凝土的和易性确定。当采用泵送混凝土时，混凝土的摊铺厚度不宜大于600㎜:当采用非泵送混凝土时，混凝土的摊铺厚度不宜大于400㎜；
②分层连续浇筑或推移式连续浇筑，其层间的间隔时间应尽量缩短，必须在前层混凝土初凝之前，将其次层混凝土浇筑完毕。层间最长的时间间隔应不大于混凝土的初凝时间。混凝土的初凝时间应通过试验确定。当层间间隔时间超过混凝土的初凝时间时，层面应按施工缝处理。
a一分层连续浇注 b一推移式连续浇筑
图2.1混凝土浇筑工艺
对于工程量较大、浇筑面积也大、一次连续浇筑层厚度不大(一般不超过3m)，且浇筑能力不足时的混凝土工程，宜采用推移式连续浇筑法。
[13]
(2)大体积混凝土施工采取分层浇筑混凝土时，水平施工缝的处理应符合下列规定: ①清除浇筑表面的浮浆、软弱混凝土层及松动的石子，并均匀的露出粗骨料；
②在上层混凝土浇筑前，应用压力水冲洗混凝土表面的污物，充分湿润，但不得有积水；
③对非泵送及低流动度混凝土，在浇筑上层混凝土时，应采取接浆措施。
(3)混凝土的拌制、运输必须满足连续浇筑施工以及尽量降低混凝土出罐温度等方面的要求，并应符合下列规定:
①当炎热季节浇筑大体积混凝土时，混凝土搅拌场、站宜对砂、石骨料采取遮阳、降温措施；
②当采用自备搅拌站时，搅拌站应尽量靠近混凝土浇筑地点，以缩短水平运输距离； ③当采用泵送混凝土施工时，混凝土的运输宜采用混凝土搅拌运输车。混凝土搅拌运输车的数量应满足混凝土连续浇筑的要求。
(4)在混凝土浇筑过程中，应及时清除混凝土表面的泌水。在大体积混凝土浇筑过程中，由于混凝土表面泌水现象普遍存在，为保证混凝土的浇筑质量，要及时清除混凝土表面泌水。因为泵送混凝土的水灰比一般比较大，泌水现象也比较严重，不及时清除，将会降低结构的
[14]
混凝土质量。
2.4.2混凝土的养护
(l)在每次混凝土浇筑完毕后，应及时按温控技术措施的要求进行保温养护，并应符合
[15]
下列规定:
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①保温养护措施，应使混凝上浇筑块体的内外温差及降温速度满足温控指标的要求； ②保温养护的持续时间，应根据温度应力(包括混凝土收缩产生的应力)加以控制、确定，但不得少15天。保温覆盖层的拆除应分层逐步进行；
③保温养护过程中，应保持混凝土表面的湿润。
(2)混凝土浇筑后4～6小时内可能在表面上出现塑性裂缝，可采取二次压光或二次浇灌层处理。
(3)塑料薄膜、草袋锯末等可作为保温材料覆盖混凝土和模板，在寒冷季节可搭设挡风保温棚。覆盖层的厚度应根据温控指标的要求计算。
(4)在大体积混凝土施工时，可因地制宜地采用保温性能好而又便宜的材料用作大体积混凝土的保温养护中。
2.4.3混凝土浇筑块体表面保温层的计算方法
混凝土结构的表面保温层厚度受外界气温、养护方法、结构厚度及混凝土本身性能等许多因素的影响。可用下列步骤近似估算: (1)混凝土浇筑体表面保温层厚度
0.5hi(TbTq)0(TmaxTb)Kb （2.2）
其中 δ—混凝土表面的保温层厚度（m）；
λ0——混凝土的导热系数（KJ/mh·℃）
λi—第i层保温材料的导热系数（KJ/mh·℃） Tb—混凝土浇筑体表面温度（℃）
Tq—混凝土达到最高温度（浇筑后3～5天）的大气平均温度（℃） Tmax—混凝土浇筑体内的最高温度（℃） h—混凝土结构的实际厚度（m） 计算时可取
Tb-Tq=15℃～20℃，Tmax-Tb=20℃～25℃
Kb—传热系数修正值，取1.3～2.3，见表(2.1)
表2.1传热系数修正值Kb
保温层种类 K1 K2 由易透风材料组成，但在混凝土面层2．0 2．3 上再铺一层不透风材料 在易透风保温材料上铺一层不易透1．6 1．9 风材料 在易透风保温材料上下各铺一层不1．3 1．5 易透风材料 由不易透风的材料组成（如油布、帆1．3 1．5 布、棉麻毡、胶合板） 注：1、K1值为风速≤4m/s情况；2、K2值为风速>4m/s情况
[16]
(2)保温层相当于混凝土虚拟厚度的计算
①多种保温材料组成的保温层总热阻(考虑最外层与空气间的热阻)按式(2.3) 计算:
RS2·
i1 （2.3） i1in式中 Rs——保温层总热阻（mh℃/kJ）
δi——第i层保温材料厚度（m）
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λi——第i层保温材料的导热系数（kJ/ m·h℃） βμ——固体在空气中的放热系数（KJ/㎡h·℃），可按表（2.2）取值
表2.2 固体在空气中的放热系数
风速 （m/s） 0 0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 βμ 光滑表面 18.4422 28.6460 35.7134 49.3464 63.0212 76.6124 粗糙表面 21.0350 31.3224 38.5989 52.9429 67.4959 82.1325 风速 （m/s） 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 βμ 光滑表面 90.0360 103.1257 115.9223 128.4261 140.5955 152.5139 粗糙表面 96.6019 110.8622 124.7461 138.2954 151.5521 164.9341 ②混凝土表面向保温介质放热的总放热系数(不考虑保温层的热容量)，可按式(2.4)计算:
s2
1 （2.4） Rs式中 s——总放热系数（kJ/m·h·℃）
Rs——保温层总热阻（m2·h℃/kJ）
③保温层相当于混凝土的虚拟厚度，可按式(2.5)计算:
h'0 （2.5） s式中 h'——混凝土的虚拟厚度（m）
s——总放热系数kJ/m2·h·℃
0——混凝土的导热系数（KJ/mh·℃）
按保温层相当于混凝土的虚拟厚度，进行大体积混凝土浇筑体温度场及温度应力计算，应验证保温层厚度是否满足温控指标的要求。 2.4.4大体积混凝土浇筑的其它规定
(l)在大体积混凝土保温养护过程中，应对混凝土浇筑块体的内外温差和降温速度进行监测，根据现场实测结果可随时掌握与温控施工控制数据有关的数据，调整保温养护措施以满足温控指标的一要求。
(2)在大体积混凝土养护过程中，不得采用强制、不均匀的降温措施。 (3)大体积混凝土施工时，主要采用钢模和木模。当采用钢模时，根据保温养护的需要，钢模外也应采取保温措施，当采用木模时，可把木模作为保温材料考虑。无论钢模、木模在模板拆除后，都应根据大体积混凝土浇筑块体内部实际的温度场情况，按温控指标的要求采取必要的保温措施。
(4)对标高位于±0.000以下的部位，应及时回填土；士0.000以上部位应及时加以覆盖，不宜长期暴露在风吹日晒的环境中。
2.5本章小结
本章中主要探讨了大体积混凝土裂缝成因与控制方法，通过本章对有关内容的论述，我们可以得出以下结论或观点:
(l)大体积混凝土的裂缝可分为微观裂缝和宏观裂缝，其中，微观裂缝又可分为:粘着裂缝，水泥石裂缝，集料裂缝。宏观裂缝按其成因可分为荷载裂缝、变形裂缝、施工裂缝、碱骨料反应裂缝。根据它们在结构中的分布区域，可分为贯穿裂缝、深层裂缝及表面裂缝三类。
(2)大体积混凝土裂缝大小受以下三方面因素影响:
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①混凝土土本身性能 ②结构设计方面的因素。 ③施工方面的因素
(3)大体积混凝土制定施工方案时应该注意的问题和具体施工措施制定时应该考虑的因素，提出了关于大体积混凝土施工的一些指导性意见。具体而言，大体积混凝土施工方案的制定应该包括以下几个方面:
①大体积混凝土的设计构造要求:包括规范一般要求和应力计算方法。 ②设计配合比及材料的选用方法。
③大体积混凝土浇筑与养护具体措施:包括浇筑方法的选取、水平施工缝的留设、保温方法、表层保温层的计算等。
④大体积混凝土冬季施工应该注意的问题:包括混凝土出机温度与浇筑温度的选择、基础与冷缝的预热、原材料的加热、混凝土运输过程中的保温、浇筑过程中如何减少热量的损失以及保温养护方案等。
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3 混凝土结构温度收缩裂缝控制理论
3.1计算温度应力的基本假定
建筑工程中，大体积混凝土，在计算与分析中可做以下假定: ①混凝土收缩变形较大；
②均为配筋结构，配筋率较高，对控制裂缝有利；
③降温与收缩的共同作用是导致混凝土开裂的主要原因； ④地基是非刚性的；
⑤控制裂缝的方法主要依靠合理配筋、改进设计、采用合理的浇筑方案和浇筑后加强养护等措施。
[17]
3.2混凝土的基本物理力学性能
混凝土是一种非均质的合成材料，其物理力学性能与组成材料的各自性能有关。计算混凝土的温度及收缩应力时，常涉及到混凝土各龄期的收缩及收缩当量温差、弹性模量、极
[18]
限拉伸值、松弛系数等几个相关的性能。
3.2.1混凝土各龄期的收缩及收缩当量温差
根据国内外统计资料，采用下列指数函数表达式进行混凝土收缩值的计算:
0y(t)y(1e0.01t)M1M2M3M11 (3.1)
式中y(t)——混凝土龄期为t时混凝土收缩引起的相对变形值；
40——在标准试验状态下混凝土最终收缩的相对变形值，取3.2410； y表3.1混凝土收缩变形不同条件影响修正系数
水泥品种 M1 水泥细度2（m/kg） 300 400 500 600 M2 水胶比 M3 胶浆量（%） 20 25 30 35 M4 养护时间（天） 1 2 3 4 M5 环境相对湿度（%） 25 30 40 50 M6 矿渣1.25 水泥 低热1.10 水泥 普通1.0 水泥 火山灰水1.0 泥 抗硫酸盐0.78 水泥 — — — — — — 1.0 1.13 1.35 1.68 0.3. 0.85 0.4 0.5 0.6 1.0 1.21 1.42 1.0 1.2 1.45 1.75 1.11 1.11 1.09 1.07 1.25 1.18 1.1 1.0 — — — — — — — — — — — — — — — — 40 45 50 — 2.1 2.55 3.03 — 5 7 10 14—180 1.04 1 0.96 0.93 60 70 80 90 0.88 0.77 0.7 0.54
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M7 0．54 0．76 1 1．03 1．2 1．31 1．4 1．43 ESFSECFC0．00 0．05 0．10 0．15 0．20 0．25 — — M8 1．00 0．85 0．76 0．68 0．61 0．55 — — 减水剂 无 有 — — — — — — M9 1 1.3 — — — — — — 粉煤灰掺量（%） 0 20 30 40 — — — — M10 1 0.86 0.89 0.90 — — — — 矿粉掺量（%） 0 20 30 40 — — — — M11 1 1.01 1.02 1.05 — — — — -1
0 0．1 0．2 0．3 0．4 0．5 0．6 0．7 注：——水力半径的倒数，为构件截面周长（L）与截面面积（F）之比,
ESFS2
——配筋率，Es、Ec——钢筋、混凝土的弹性模量（N/mm），Fs、Fc——钢筋、混凝ECFC2
=100L/F(m)；
土的截面积（mm）；粉煤灰（矿渣粉）掺量——指粉煤灰（矿渣粉）掺合料占胶凝材料总重的百分数。
3.2.2混凝土的弹性模量
混凝土的弹性模量可以采用表达式(3.3)进行计算:
式中 Et——混凝土令其为t时，混凝土的弹性模量（N/mm）；
2
E(t)E0(1et) （3.3）
E0——混凝土的弹性模量，一般近似取标准条件下28d的弹性模量，可按表3.2取
用；
——掺合料修正系数，该系数取值应以现场试验数据为准，在施工准备阶段和现场无试验数据时，可参考下述方法进行计算
12
1——粉煤灰掺量对应系数，取值参见表3.3 2——矿粉掺量对应系数，取值参见表3.3
——系数，应根据所用混凝土试验确定，当无试验数据时，可近似取值=0.09
表3.2混凝土在标准养护条件下龄期为28天时的弹性模量
2混凝土强度等级 C25 C30 C35 C40 混凝土弹性模量（N/㎜） 42.80×10 43.0×10 43.15×10 43.25×10
掺量 粉煤灰（βt） 矿渣粉（β2） 表3.3不同掺量掺和料弹性模量调整系数
0 20% 30% 1 0.99 0.98 1 1.02 1.03 40% 0.96 1.04
3.2.3混凝土极限拉伸值
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混凝土的抗裂能力取决于混凝土的极限拉伸值。混凝土的极限拉伸值由瞬时极限拉伸值(εpcr)和徐变变形(εn)两部分组成:
p
pcrn (3.4)
pcr研究表明，一般情况下，εpcr的值与εn的值相等，所以计算时凡可取为2倍的ε为安全起见，则取p1.5pcr
，
混凝土的瞬时极限拉伸值εpcr，与混凝土的龄期有关，还与配筋有关，考虑龄期和配筋的影响后，混凝土的瞬时极限拉伸值可按下式计算:
pcr(t)5ft(1d)105lnt （3.5） ln28式中 pcr(t)——龄期为t的混凝土瞬时极限拉伸值
f t——混凝土的抗拉强度设计值（Mpa）
——结构配筋率（不加百分号，如0.3%，则=0.3） d——钢筋直径（cm）
3.2.4大体积混凝土的应力松弛系数
在荷载作用下，钢筋混凝土结构随着时间的延长产生徐变，徐变引起应力松弛及温度应力松弛，对防止混凝土开裂有益，因此在计算混凝土温度应力时应考虑应力松弛的影响。一般情况下，龄期越短，应力作用时间越长，徐变引起的松弛也越大;在计算温度应力时，
[19]
徐变所导致混凝土的松弛系数S(t)是松弛应力与弹性应力的比值。表3.4和表3.5分别给出了考虑荷载持续时间和龄期影响的松弛系数以及忽略混凝土龄期影响的松弛系数。
表3.4考虑荷载持续时间和龄期影响的松弛系数
=2天 H(,t) 2 2.25 2.5 2.75 3 4 5 10 20 30 1 0.426 0.342 0.304 0.278 0.225 0.199 0.187 0.186 0.186 0.186 =5天 H(,t) 5 5.25 5.5 5.75 6 7 8 10 20 30 1 0.510 0.443 0.410 0.383 0.296 0.262 0.228 0.215 0.208 0.200 =10天 H(,t) 10 10.25 10.5 10.75 11 12 14 18 20 30 1 0.551 0.499 0.476 0.457 0.392 0.306 0.251 0.238 0.214 0.210 =20天 H(,t) 20 20.25 20.5 20.75 21 22 25 30 40 50 1 0.592 0.549 0.534 0.521 0.473 0.367 0.301 0.253 0.252 0.251 表3.5 忽略混凝土龄期影响的松弛系数
t（d） 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 ∞ S（t） 0.57 0.52 0.48 0.44 0.41 0.386 0.386 0.352 0.339 0.327 0.283 3.3混凝土温度的计算
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在大体积混凝土施工时，为防止表面裂缝产生，必须控制温差，进行各种温度的计算。
3.3.1混凝土的绝热温升计算
所谓“绝热温升”即在混凝土周围没有任何散热条件、没有任何热损耗的情况下，水
[20]
泥水化热全部转化为使混凝土温度升高的热量。在绝热条件下的混凝土的绝热温升，可按以下步骤计算: (1)水泥的水化热
Qt
1Q0t (3.6) ntQt一在龄期t天时的水泥累积水化热(kJ/kg); Q0一水泥水化热总量(kJ/kg);
t一混凝土龄期(d);
n一常数，为便于计算将上式改写为:
tnt (3.7) QtQ0Q04 (3.8)
7/Q73/Q3水泥水化热总量Q0 其值亦可根据下式进行计算:
Q0(2)胶凝材料水化热总量
通常Q值当无试验数据时，可考虑根据下述公式进行计算:
QkQ0 (3.9) 式中Q—胶凝材料水化热总量(kJ/kg);
k—不同掺量掺合料水化热调整系数，其值取法参见表3.6
表3.6不同掺量掺合料水化热调整系数
掺量 0 10% 20% 30% 40% 粉煤灰（k1） 1 0.96 0.95 0.93 0.82 矿渣粉（k2） 1 1 0.93 0.92 0.84 注:表中掺量为掺合料占总胶凝材料用量的百分比。
当现场采用粉煤灰与矿粉双掺时，k值按照下式计算:
kk1k21 （3.10）
式中k1—粉煤灰掺量对应系数;
K2一矿粉掺量对应系数。
[35]
(3)混凝土的绝热温升
因水泥水化热引起混凝土的绝热温升值可按下式计算:
T(t)WQ(1emt) (3.11) Cp式中 T(t)—混凝土龄期为t时的绝热温升(℃);
W—每m3混凝土的胶凝材料用量(kg/m3);
C—混凝土的比热，一般为0.92～1.0(kJ/(kg.℃)〕; p—混凝土的重力密度，2400～2500(kg/m3);
m—与水泥品种、浇筑温度等有关的系数，0.3～0.5(d-1); t一混凝土龄期(d)。
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3.3.2非绝热温升
在实际工程中，混凝土浇筑后，非绝热温升。一般可按下式进行近似估算:
Tm(t) =Tf + δTh (3.12)
式中 Tm(t)—龄期t时混凝土内部实际温度(℃);
Tf—混凝土浇筑温度(℃); Th—混凝土最高绝热温升(℃);
δ一温降系数。随浇筑块厚度与混凝土龄期而异。
不同结构厚度，非绝热温升状态下混凝土水化热的温升与绝热温升的比值见表3.7。
表3.7非绝热温升状态下混凝土水化热的温升与绝热温升的比值
结构厚度 δ=Tl+Th 1.0 0.36 1.5 0.49 2.0 0.57 3.0 0.68 5.0 0.79 6.0 0.82 3.3.3混凝土表面温度的估算
混凝土结构的表面温度可用下式近似估算:
Tb(t)Tq4h'(Hh')T(t) (3.13) H2
式中 Tb（t）一龄期t时混凝土的表面温度(℃);
Tq—龄期t时的大气环境温度(℃);
H—混凝土结构的计算厚度(m)，双面散热按下式计算:
H = h + h' （3.14） 式中 h’—混凝土结构单面散热时的虚厚度(m);
△T(t)——龄期t时，混凝土中心温度与外界气温之差(℃)，按下式计算：
△T(t )= Tm(t ) —— Tq （3.15）
公式(3.13)中的混凝土结构虚厚度h’可按下式计算:
h'K (3.16) 式中λ—混凝土的导热系数，可.取2.33(W/m·K)。
K—计算折减系数，根据试验资料可取为0.67;
β—模板及保温层的传热系数(W/㎡.K)。β值可按下式计算:
1111q (3.17)
式中 δ1——模板及各种保温材料的厚度（m）；
λ1——模板及各种保温材料的导热系数（W/m·K）; βq——空气层传热系数，可取23（W㎡·K）
3.3.4混凝土内外温差计算
(l)混凝土浇筑体的内外温差可按下式计算:
T(t)=Tm(t)-Tb(t) (3.18) 式中△T(t)—龄期为t时，混凝土浇筑体的内外温差(℃);
Tm(t)—龄期为t时，混凝土浇筑体内的最高温度，可通过温度场计算或实测求得(℃); Tb(t)—龄期为t时，混凝土浇筑体内的表层温度，可通过温度场计算或实测求得(℃); (2)混凝土浇筑体的综合降温差可按下式计算:
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1T2(t)[4Tm(t)Tbm(t)Tdm(t)]Ty(t)Tw(t) （3.19）
6式中
.△T2(t)—龄期为t时，混凝土浇筑体在降温过程中的综合降温(℃);
Tm(t)—在混凝土龄期为t内，混凝土浇筑体内的最高温度，可通过温度场计算实测求得
(℃);
Tbm(t)、T dm(t)—混凝土浇筑体达到最高温度Tmax时，其块体上、下表层的温度(℃); Ty(t)—龄期为t时，混凝土收缩当量温度(℃);
Tw(t)—混凝土浇筑体预计的稳定温度或最终稳定温度，(可取计算龄期t时的日平均温度或
当地年平均温度)(℃)。
3.4大体积混凝土温度应力计算及裂缝控制条件
3.4.1自约束拉应力的计算
自约束拉应力的计算可按下式计算
z(t)2T1i(t)Ei(t)Hi(t,) (3.20)
i1n式中z(t)——龄期为t时，因混凝土浇注体里表温差产生自约束拉应力的累积值（Mpa） T1i(t)——龄期为t时，在第i计算区段混凝土浇注体里表温差的增量（℃）
T1i(t)T(t)Tl(ij) （3.21）
j ——为第i计算区段步长(d);
Ei(t)——第i计算区段，龄期为t时，混凝土的弹性模量(N/mm2); α ——混凝土的线膨胀系数;
H(η，t)——在龄期为T时产生的约束应力，延续至t时(天)的松弛系数，可按表3.4取值。 在施工准备阶段，最大自约束应力也可按下式计算:
zmax式中 η
zmax2E(t)TlmaxH(,t) (3.22)
——最大自约束应力(MPa);
△Tlmax——混凝土浇筑后可能出现的最大里表温差(℃);
E(t)——与最大里表温差△不m3x相对应龄期t时，混凝土的弹性模量(N/mm2); H(η,t)——在龄期为;时产生的约束应力，延续至t时(天)的松弛系数。
3.4.2外约束拉应力计算
外约束拉应力可按下式计算:
x(t)式中
1Ti1n2i(t)Ei(t)Hi(tl)Ri(t) (3.23)
ζx(t)——龄期为t时，因综合降温差，在外约束条件下产生的拉应力(MPa); △T2i(t)——龄期为t时，在第i计算区段内，混凝土浇筑体综合降温差的增量(℃)，
可按下式计算:
T2i(t)T2(t)T2(tk) (3.24)
μ——混凝土的泊松比，取0.15;
Ri(t)——龄期为t时，在第i计算区段，外约束的约束系数，可按下式计算:
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Ri(t)1式中
1Lcosh(i)2 (3.25)
iCx (3.26)
HE(t)L——混凝土浇筑体的长度(mm);
H——混凝土浇筑体的厚度，该厚度为块体实际厚度与保温层换算混凝土虚拟
厚度之和(mm);
3
Cx——外约束介质的水平变形刚度(N/mm)，一般可按下表取值:
表3.10不同外约束介质下Cx取值(10
一2
N/mm3)
外约束介质 Cx 软粘土 1～3 砂质粘土 3～6 硬粘土 6～10 风化岩、低标号素混凝土 60～100 C10级以上配筋混凝土 100～150 3.4.3控制温度裂缝的条件
混凝土抗拉强度可按下式计算
[21]
2
ftk(t)ftk(1et) (3.27)
式中ftk(t)——混凝土龄期为t时的抗拉强度标准值(N/mm);
ftk——混凝土抗拉强度标准值(N/mm2);取值见表3.11
γ——系数，应根据所用混凝土试验确定，当无试验数据时，可近似地取γ=0.3: 控制温度裂缝的条件
zftk/K (3.28)
Xftk/K (3.29)
式中K—防裂安全系数，取K=1.15。
入—掺合料对混凝土抗拉强度影响系数，入=入1·入2，取值参见表3.3
表3.11混凝土抗拉强度标准值(N/mm2)
符号 ftk C25 1.78 混凝土强度等级 C30 2.01 C35 2.20 C40 2.39 3.5本章小结
本章通过从混凝土温度应力计算的基本假定及混凝土的基本物理力学性质出发，建立一系列计算混凝土收缩和温度计算的理论和经验公式，来对混凝土结构温度应力理论进行分析，并应用到大体积混凝土开裂计算。
①在混凝土基本物理力学性质方面，综合了混凝土收缩及收缩当量温差、混凝土弹性模量、极限拉伸值和混凝土松弛系数的计算公式。
②在混凝土温度计算方面，总结了混凝土绝热温升、内部实际温度(非绝热温升)、混凝土表面温度、混凝土内外温差的计算式。
③总结了大体积混凝土温度应力计算及裂缝控制条件。
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4 大体积混凝土施工实例一
本文先以平山县敬钢1#高炉大体积混凝土基础施工为例介绍大体积混凝土有关施工技术的应用。
4.1工程概况
1#高炉基础底部为31.5m×21m×l.5m的长方体，上部承台底座为一个八边棱锥台，承台上为Ф10640mm的圆柱体。基础底标高为-3.600m，顶标高为4.040m。基础底板为双层双向Ф25@150钢筋网片。基础顶面配制Ф20@200钢筋网片。钢筋保护层为35mm，混凝土强度等级采用C25。
4.2施工方案
4.2.1原材料
原材料选用低水化热水泥，汇源建材公司生产的坚盾牌32.5矿渣水泥;石子采用5～31.5mm碎石，含泥量不大于1%;砂子采用中砂，含泥量不大于3%;粉煤灰采用石家庄市西柏坡电厂生产的优质粉煤灰;外加剂采用石家庄市汇丰特种建材有限公司生产的HF-53抗裂泵送剂，掺量为水泥用量的8%。
4.2.2混凝土的搅拌、运输及准备
(l)基础混凝土量为1700m，必须采用两台强制式搅拌机同时进行搅拌。混凝土等级为C25;要求混凝土坍落度:14士2cm;混凝土初凝时间:10～12小时;灰比:0.55以下。
(2)混凝土运输采用拖式泵用泵管直接输送到浇筑部位或溜槽上。
(3)施工准备:在施工垫层时，为减少垫层对基础混凝土的约束，首先保证垫层混凝土标高，并用铁抹子压实赶光。高炉基础一次浇筑完成，砂、石、水泥用量要准备充足。
3
4.2.3混凝土浇筑
(l)混凝土浇筑采用拖式泵连续施工，施工过程中不允许留施工缝，浇筑采用由西端向东分层浇筑，根据混凝土浇筑速度及间隔时间调整泵管输送方向，分层厚度不得超过500mm。在基础内固定架上布置混凝土浇筑厚度标识，控制浇筑厚度。根据现场搅拌站情况，基础底座每层浇注时间为8～9小时，共分三层。混凝土浇筑过程中必须设置专人看筋、看模，发现问题及时进行修理、调整。
(2)大体积混凝土浇筑过程中，混凝土表面泌水现象会比较严重，水排除采用引导其流向较底处，积水随时用人工集中排出。
(3)因基础浇筑高度较高，相应的沉降量很大，基础浇筑后沿基础钢筋网片容易出现裂缝，为减少裂缝的出现，在施工过程中对浇筑的混凝土进行二次振捣，二次抹压，即浇筑完混凝土后在初凝前在表面再进行细致的振捣，用木抹子压一遍，稍后再进行一次抹压，并进行养护工作。
(4)为防止混凝土表面产生裂缝，混凝土浇筑时在表面及模板内侧1米范围内均匀撒钢
3
纤维，钢纤维的掺量为5kg/m，振捣抹压密实。
4.2.4大体积混凝土的振捣
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混凝土振捣采用6台Ф500插入式振捣器进行振捣，插入点应均匀布置，要做到“快插慢拔”。在振捣过程中，宜将振动棒上下略为抽动，以使上下振捣均匀。
混凝土分层浇筑，每层混凝土厚度不应超过振动棒长的1.25倍;在振捣上一层混凝土时，应插入下层中5cm左右，以消除两层之间的接缝，同时在振捣上层混凝土时，要在下层混凝土初凝之前进行。一般每点振捣时间为20～30s，但应视混凝土表面呈水平不再显著下沉，不出现气泡，表面泛出灰浆为准。不可过振，振捣器移动间距为1.5倍振捣器的作用半径，每层混凝土振捣完成之前，不得进行下一层的浇筑工作。
混凝土浇筑完，混凝土接近初凝之前进行二次振捣，然后按标高线用刮尺刮平并轻轻抹压，在终凝前时间段内，用铁抹子对混凝土表面进行二遍压光，防止混凝土表面出现干裂缝。压面后及时覆盖一层塑料布，最后再覆盖二层草垫子。
4.3大体积混凝土质量控制
混凝土应连续进行浇筑，为保证基础混凝土连续一次浇筑完，主要取决于原材料供应、机械设备的完好、施工机具及人员是否充足等。这样施工所用的原材料可以保证混凝土连续浇筑。混凝土施工的机械应提前进行检查，消除所有安全隐患。混凝土施工班组分二班一倒，白班和夜班人员充足，不允许一班连续作业。
4.3.1混凝土裂缝控制措施
(l)混凝土的拌合温度Tc
Tc(TWC) (4.1) (WC)iiiiiTc—混凝土的拌合温度(℃) Wi—各种材料的重量(kg)
Ci—各种材料的质量比热(kJ·/kg·k) Ti—各种材料的初始温度
表4.1混凝土拌合温度计算表
项目 材料名称 水泥 砂子 石子 粉煤灰 拌合水 合计∑ 重量 比热Ci热容量 温度Ti℃ Wi（kg） （kJ/kg·k） Wi×Ci（kJ/k） 1 2 3=1×2 4 385 530 1235 75 160 2385 0.84 0.84 0.84 0.84 0.20 323.4 445.2 1037.4 63 672 2541 20 20 20 20 15 热量 Ti×Wi×Ci（kJ） 5=3×4 6468 8904 20748 1260 10080 47460 所以，Tc4746018.8℃ 2541 (2)混凝土浇筑温度
TjTc(TqTc)(A1A2An) (4.2) 式中Tq—混凝土运输和浇筑时的室外气温Tq=25℃ Ai—温度损失系数，其值如下:
19
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装料A1=0.032;斜料A2=0.032;浇捣1.5小时A3=0.003×1.5×60=0.27。
Ai13i0.0320.0320.270.334
Tj18.8(2518.8)0.33420.87℃
(3)最大绝热温升(C25混凝土)
TnmcQ(1emt)385334/(0.972400)(1e0.38428)55.24℃ (4.3) C3
式中 mc—混凝土中水泥量，mc=385kg/m
Q—水泥28d水化热，查表得，Q=334J/kg C—混凝土比热C=0.97[J/kg]
ρ—混凝土密度，取ρ=2400kg/m3 m—系数取，m=0.384 t—混凝土龄期t=28d (4)混凝土中心计算温度
Ti(t)TjTn(t) （4.4） 式中 Tj—混凝土浇筑温度，取20.87℃
ξ(t)—降温系数，
Tl(3)20.8755.240.6858.43℃ (见表4.2)
表4.2大体积混凝土温度控制过程计算结果
龄期（天） 1 Tn混凝土绝热温升 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3 55.24 T1各龄期混凝土58内最高温度℃ .3 T2各龄期混凝土49表层温度℃ .4 △2.55T混凝土8.内外温差 9 E各龄期混凝土0.4弹性模量（×10） 66 εY各龄期混凝土0.-4收缩率（×10） 1 TY各龄期混凝土1 收缩当量温差℃ 地基约束系数β17-5值（×10） .4 St各龄期混凝土0.内松弛系数 57 Tm（t）混凝土内平53均温度 .85 应力计算区段划3分 ～6
6 9 12 15 18 21 24 27 30 55.24 55.24 55.24 55.24 55.24 55.24 55.24 55.24 55.24 57.7 49 8.7 1.17 0.20 2.1 13 0.52 55.5 47.3 8.2 1.55 0.28 3.1 11.4 0.48 52.2 45 7.2 1.85 0.41 4.1 10 0.44 48.6 45.2 40 5.2 2.07 0.51 5.1 9.8 0.41 42.6 40.6 36.4 4.2 2.25 0.6 6 9.4 37.3 34 3.3 2.38 0.69 6.9 9.2 34.5 32 2.5 2.48 0.78 7.8 8.98 32.3 30 2.3 5.55 0.86 8.6 8.8 31.2 29.5 1.7 2.61 0.94 9.4 8.7 0.386 0.368 0.352 0.339 0.321 38.5 35.65 33.25 31.15 30.35 53.35 51.4 6～9 9～12 12～15 15～18 18～21 21～24 24～27 27～30 20
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1.3 3.8 6.85 5.15 3.75 3.3 3.05 55 111/ch(L/2)0.0.48 0.41 0.37 0.35 0.34 0.32 0.31 2 61 值 1各区段拉应力ζ0.0.090.122 0.211 0.150.110.092 0.082 23 （N/㎜） 047 4 1 6 2 Σζ=0.953 [ζ]=1.3N/㎜[ζ]/1.17ζ=1.3/1.12=1.16>1.15安全
(5)混凝土表层温度
混凝土浇筑完成后，表面覆盖一层塑料布、两层草袋子保温，保温层厚度120㎜。 ①混凝土表面模板及保温层传热系数
△Ti结构计算温差 1.45 0.31 0.038 1i/i1/q2
（4.5）
β—混凝土表面模板及保温层等的传热系数[w/(m.k)l δi—各保温材料厚度(m)，取0.120m
2
λi—各保温材料导热系数[w/(m·k)]，查表得0.14
2
βq一空气的传热系数，取β=23[w/(m·k)]。
2
β=1/[0.120/0.14+1/23]=1.11[w/( m·k)] ②混凝土虚厚度
h'k （4.6） 式中
h’—混凝土虚厚度(m) k—拆减系数，取2/3
2
λ—混凝土导热系数，取[2.33w/(m·k)] 所以，h’=2/3x2.33/l.11=l.4m ③混凝土计算厚度
Hhh （4.7）
式中H—混凝土计算厚度(m)
h—混凝土实际厚度(m) h=3m H=3+2×1.4=5.8m ④混凝土表层温度
T2(t)Tq4h'(Hh')[Tl(t)Tq]/H （4.8）
式中 T2(t)—混凝土表层温度(℃)
Tq—施工期大气平均温度(℃)取Tq =25℃ T1(t)—混凝土中心温度(℃)
T2(t)=25+4×1.4(5.8-1.4)[ Tl(t)-25]/5.82=49.4℃ (见表4.2) (6)混凝土内平均温度
Tm(t)(7)混凝土干缩率
y(t)y(1e0bt2'[T1(t)T2(t)]2 （4.9）
Tm(3)=(58.3+49.4)/2=53.85℃ (见表4.2)
)M1M2M10 （4.10）
式中 εy(t)一龄期混凝土干缩率
0-4
Εy—标准状态下混凝土极限收缩值取3.24×10;b=0.01 M1=1.25 水泥为矿渣水泥 M2=M3=M9=1
M4=1.08 水灰比为0.42 M5=0.92 水泥浆量=16%
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M6=0.93 基础养护28天 M7=0.77 相对湿度取70% M8=1.44 L/F=46.5/47.25=0.98
M10=0.877 配筋率 EaAa/EbAb=0.044 M1×M2ׄ„=1.123
带入数值
-4-0.01×3-4
εy(3)=3.24×10（1-e）×1.123=0.10×10
-4 -4 -4
εy(6)=0.20×10εy(9)=0.28×10εy(12)=0.41×10
-4 -4 -4
εy(15)=0.507×10εy(18)=0.599×10εy(21)=0.689×10
-4 -4 -4
εy(24)=0.776×10εy(27)=0.861×10εy(30)=0.940×10 (8)收缩当量温差
TY(t) =εY(t)/α （4.11） TY(t) 一t龄期混凝土收缩当量温差(℃)
-5
α一混凝土浅膨胀系数1×10(1/℃)
TY(3)=0.108×10-4/1×10-5=1.08 TY(6)=2.1 TY(9)=3.1 TY(12)=4.1 TY(15)=5.1 TY(18)=6 TY(21)=6.9 TY(24)= 7.8 TY(27)=8.6 TY(30)=9.4
(9)结构计算温差(综合温差，3天划分一个时间区段)
T(i)Tm(i)Tm(i3)TY(i3)TY(i) （4.12）（见表4.2） 式中△T（i）—i区段结构计算温差;
Tm（i）—i区段平均温度起始值; Tm（i+3）—i区段平均温度终止值; TY（i+3）—沤段收缩当量温差终止值; TY（i）—i区段收缩当量温差起始值。 (10)大体积混凝土瞬时弹性模量
E(t)E0(1e0.09t) （4.13）
式中 E（t）一t龄期混凝土弹性模量(N/nun，)
E0一28d混凝土弹性模量(N/㎜2)，E0=2.8×104N/㎜2 E（3）=2.8×104×0.237=0.66×104
E（6）=1.17×104 E（9）=1.55×104 E（12）=1.849×104 E（15）=2.074×104 E（18）=2.246×104 E（21）=2.377×104 E（24）=2.477×104 E（27）=2.55×104 E（30）=2.61×104 (11)地基约束系数
(t)(Cx1Cx2)/hE(t) （4.14）
(3)0.6/30.66310417.4105 （4.15）(见表4.2)
(12)各龄期混凝土应力松弛系数查表可得
S(3)=0.57 S(6)=0.52 S(9)=0.48 S(12)=0.44 S(15)=0.41 S(18)=0.386 S(21)=0.368 S(24)=0.352 S(27)=0.339 S(30)=0.327 (13)混凝土内部温度应力
iEiTiSi{11/ch(iL/2)} （4.16）(见表4.2)
式中
2
ζi—i区段混凝土内拉应力(N/㎜); —i区段平均弹性模量(N/mm，); —i区段平均应力松弛系数; —i区段平均地基约束系数; L—混凝土最大尺寸(mm); ch—双曲余弦函数;
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α—混凝土线性膨胀系数，1×10(l/℃)
-5
(36)E3E6SS662100011051.593{11/ch(3)}0.046 2222（4.17） (见表4.2)
∑ζ=0.046+0.097+0.122+0.211+0.154+0.111+0.092+0.082+0.038=0.953 所以内部最大应力为:
max[1/1]ini1.12 （4.18）
式中 v—泊松比，取0.15;安全系数:K=ft /αmax K—大体积混凝土抗裂安全系数应大于1.15 ft—混凝土抗拉强度设计值取1.3
K=l.3/1.12=1.16>1.15 满足要求
(14)经计算本工程基础混凝土必须采取措施降低内外温差，从而减小温度应力，防止混凝土裂缝。主要采用“内降外保”法。“内降”即混凝土施工前在-3.600米至4.040米高炉本体结构内部预埋冷却水管，通过循环水对混凝土内部进行降温控制;“外保”既表面覆盖塑料布和草袋子进行保温。“内降”法的选用是因为高炉基础圆柱体部分外围无法设置保温措施而定。
冷却水管布置是将水管在高炉本体-2.800至4.040之间布设，顺东西方向成“S”型布置，底板设9排1层冷却水管，底座及柱体共设5排4层冷却水管(布置见图4.1)，水管材质采用θ50㎜薄壁钢管，设置θ25钢筋固定架，用22#铁线绑扎牢固，弯折处连接牢固。进水口布设在东侧底板顶面，管头露出板面500㎜，出水口设在东侧底板侧面，管头露出混凝土面500㎜。在混凝土浇筑24h后接通循环水，对混凝土内部进行降温，在混凝土浇筑3d后其内部降温速度要求控制在1.5℃/d，当混凝土内外温差降至10℃以内时可停止使用循环水降温。同时循环水降温过程中流出来的水用于混凝土表面养护。
图4.1混凝土内部冷却水管布置图
(15)混凝土温度监测
①在混凝土强度增长过程中实测温度应符合如下要求 a、混凝土内外温差控制在25℃以内；
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b、撤除保温层时，混凝土表面与大气温差不大于25℃；
如上述指标偏离时，及时调整保温覆盖材料层数来减小温差。 ②测温点布置及测温
a、根据结构具体情况，测温点在整个结构施工区每个应力较集中的部位布置三个点，见测温孔布置图(图5.2)。测温管用θ50钢管制作，外露200mm；
图4.2高炉基础测温孔留置示意图
b、测温
混凝土浇筑后2小时开始测温，前2天每2小时测一次，2天后至第五天每4小时测一次，第五天至第七天每12小时测一次，七天后混凝土表面与大气温差不大于25℃时停止测温，每次测温要做好记录，每个部位取上、中、下部各一个数据。使用普通温度计测温:测温管端部用软木封堵，只许在放置或取出温度计时打开，温度计应系线绳垂吊到管底，停留时间不少于3min，取出迅速查看温度。测温人员分两个组，每个组两个人24小时轮班。测温记录本挂在施工现场，以便现场管理人员随时进行检查。
4.3.2混凝土试块留置及养护
混凝土浇筑时应按规范每台班、每200m作三组试块，二组与基础在同等条件下进行养护，一组标养。
24
3
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底板混凝土浇筑完毕后应均匀振实，用木抹子找平，终凝前再用木抹子二遍搓平，表面不允许出现10㎜的正负公差，一米范围内表面高差小于5㎜。表面整平后再覆盖塑料薄膜和草袋子，以利于保湿和保温，避免混凝土内外温差过大，造成裂缝。混凝土内外温差保持在25℃以内，现场设专人看护，保湿保温。
表4.3混凝土降温养护及周转材料表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 材料名称 草袋 塑料布 钢管 圆钢 钢筋 跳板 钢管 钢管 胶合板 塑料水管 型号 Ф50 Ф12 Ф25 3m 6m 2～3m 2400×1200 Ф50 单位 平米 平米 米 米 米 块 根 根 块 米 数量 1600 1000 900 930 320 300 980 1600 100 200 主要用途 养护 养护 降温 对拉杆 降温管支架 马道 支模、马道 支模、马道 斜坡支模 养护 4.4混凝土质量保证及成品保护措施
4.4.1混凝土质量保证措施
(l)建立以项目经理为首的质量保证体系和各级人员岗位责任制，在施工过程中形成一个纵向到底、横向到边的质量管理网络，确保施工全过程处于受控状态。
(2)工程技术组应对每个分项工程施工之前进行详细的技术交底、质量要求及施工工艺等，有必要时可进行示范技术交底。
(3)混凝土浇筑过程中对后台计量严格把关，水泥和外加剂不定期进行检查，对配合比有变动时必须通知施工技术人员，不得擅自变动。
3
(4)混凝土浇筑期间派专人作试块，每200m作3组试块，标准养护、同等条件下养护和备用各一组。
(5)混凝土浇筑过程中钢筋班与木工班各派2个人看守钢筋和模板，钢筋工主要负责钢筋保护层是否垫好、箍筋间距是否不均匀等，应及时调整，以确保打完混凝土不存在露筋现象。木工则巡视模板几何截面尺寸是否在混凝土施工过程中受荷不均匀而有变化，支承体系是否移动等，如发现这些问题应及时通知停止浇筑混凝土，并汇报班组长和现场值班管理人员，及时采取措施。
4.4.2成品保护措施
(1)跨越模板及钢筋应搭设马道，不得直接在钢筋、模板上行走。 (2)泵管下设置木方或钢筋架子，不准直接摆放在钢筋或模板上。 (3)混凝土浇筑振动棒不得触及模板、埋件和测温管、冷却水管等。
2
(4)混凝土强度达到1.0N/㎜之前不准在上面行走或堆放材料。 (5)拆模办完隐蔽手续应立即进行回填。
4.4.3安全文明施工措施
(l)现场运转所有机械设备均设漏电保护。
(2)所有机电设备均需按规定进行试运转，正常后投入使用。
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(3)基坑周围每天必须由专职安全员在现场巡视，发现挪动或不完善地方立即派人维修。
(4)现场应有足够的照明，动力照明线需埋地、搭设马道牢固、稳定具有足够承载力。 (5)泵管应铺设牢固，专用支架上转弯处设有支撑的井式架固定。
(6)浇筑混凝土时现场必须进行清理，特别是泵管和余留混凝土及时清除干净。 (7)作业高差超过2m时必须系安全带。
(8)在铺设混凝土浇筑操作架和操作工作面时，操作架工作面一定要牢固稳定，操作工作面一定要满足浇筑振捣强度要求。
(9)现场材料、机具必须按要求堆放整齐，并不得水淹土埋，做到工完料净，材料及时回收，基坑及时回填。
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5 大体积混凝土施工实例二
5.1工程概况
包头神华公寓工程位于内蒙古自治区包头市昆区少先路27号，西起阿尔丁大街，东至市府东路，北临广场南路，南邻少先路，占地面积7.2万平方米，位于市中心繁华区。工程
2
所在区域地震基本烈度为8度，基本风压值为0.5KN/m,基本雪压值为0.25KN/㎡，冬季主导风向为北风，夏季最高温度38.4℃，昼夜温差大。
该工程A标段为新建两座商住两用公寓楼，地下两层做车库、设备层和物业管理用房约1.4万平方米;地上裙房三层为商业用房约1.6万平方米，主楼为公寓约4.8万平方米，总计建筑面积7.8万平方米。A、B二座公寓楼，前后位置拉开9.3米，左右相隔20.4米，公寓地上23层局部24层，层檐高73.2米，标准层2.9米，每座楼设四部电梯，两处疏散楼梯，电缆井，管道井。裙楼三层，檐高15.2米，首层层高5米，二、三层层高4.8米首层在中部，设一条宽7.2米通道，二、三层为内走廊式店铺用房。地下一、二层以停车场为主，设有高低压配电室、消防及生活用水池，泵房和物业办公室。地下一层屋面，部分为种植屋面，裙楼和公寓楼均为上层面。
3
本工程底板厚度较厚80㎜，混凝土量约6000m浇筑时分段分层薄层循环浇筑。本工程混凝土浇筑采用分段流水作业施工，各个流水段的工程量一致；基础底板及地下室外墙采用基础混凝土采用大体积抵抗收缩混凝土，本工程混凝土使用商品混凝土为主，施工现场设置四台混凝土搅拌机，以生产少量零星混凝土为主。
5.2大体积混凝土原材料和外加剂的选用
在施工基础底板时，为了有效的控制混凝土的有害裂缝的产生，降低水泥水化热，充分利用混凝土的后期强度，拟优先选用低水化热的矿渣硅酸盐水泥(K425)及525普通硅酸盐水泥。
(l)水泥采用矿渣硅酸盐水泥，其水化热较低，防止混凝土因内外温差产生裂缝;冬期施工采用普通硅酸盐水泥，该水泥的优点是早期及后期强度较好在低温下强度增加比其他水泥快，抗冻、耐久性都好。水泥应按品种、标号出厂日期分别堆放，并树立标志。做到先进先用，并防止掺差使用。现场采用两个散装水泥罐存放水泥。水泥贮存时间不宜过长，以免结块降低强度。水泥贮存的时间按出厂日期起算，超过三个月应视为过期水泥，使用时必须重新检验确定标号。受潮水泥严禁使用。
(2)砂应符合《普通混凝土用砂质量标准及检验方法JGJ56一97》，
(3)石子应符合《普通混凝土用碎石或碎卵石质量标准及检验方法JGJ53一79》，泵送混凝土石子径粒为5—31.5㎜，含泥量不大于1%。
(4)采用现场自来水，水质必须符合国家现行标准《混凝土拌合用水标准》的规定。 (5)所用外加剂应具有出厂合格证及产品技术资料和经过自治区有关主管部门认证，并符合相应标准要求。混凝土中掺入的各种外掺剂，要事先经过试验，合格后方可使用。冬期施工采用的外加剂应满足以下技术要求:具有提高混凝土的早期强度，防止混凝土受冻，对加速模板周转，加快工程进度，节约冬期施工费用都有明显效果;能保持混凝土工作性不变而显著减少拌合用水量，降低水灰比，改善和易性，增加流动性，节约水泥，有利于混凝土强度的增长及物理性能的改善;其作用是能降低混凝土冰点，防止冰冻的破坏作用并提供水泥硬化所必需的水分，使混凝土在负温中能够缓慢硬化;选用的混凝土水泥骨料、外加剂严格控制含碱量，防止碱集料反应，提高混凝土结构的耐久性。
5.3混凝土配合比设计
混凝土配合比的确定，应保证结构的设计所规定的强度等级和施工和易性及坍落度的
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要求，并应符合合理使用材料，节约水泥的原则，同时又要达到施工的易振捣要求。
混凝土是一种非均匀质材料，即使在原材料质量、配合比及生产工艺基本相同的条件下，其强度也不可能保持不变。为了保证混凝土的实际施工强度不低于设计强度，混凝土的施工试配强度要参照公司的历史统计资料，对设计强度提高一个数值，另外，还要充分考虑到混凝土的应有耐久性。
(l)砂、石含水率的测定
①砂含水率的测定:在要使用的砂堆上选取5个点，每点各取约1公斤，拌和均匀后取500克作为含水率的测定试样;将500克试样放入炒盘，摊开后放入烘箱中，将烘箱温度调到105度烘烤，在温度升至105度时打开鼓风开关，烘至试样恒重为止(约1个半小时);如用电炉，则将试样放入炒盘，在电炉上烘炒，火不宜过大，并不断翻炒以使砂受热均匀;取出己烘干试样，待试样冷却后用天平称其质量m干;含水率的计算:含水率。s=[(500一m干)/m干]×100%。
②石含水率的测定:在石堆上选取5个点，各点约取2公斤，混合均匀后取1公斤作为含水率测定试样;烘烤及计算方法同砂;
③施工配合比的计算:砂的实际用量:Ms×(l+ωS);石的实际用量:MG×(l＋ωG);水的实际用量:Mw-(Ms×ωS +MG×ωG);其中，Ms、MG、Mw分别为试验室配比中砂、石水的用量; ωS、ωG分别为砂、石含水率。
5.4底板大体积混凝土质量控制措施
5.4.1大体积混凝土质量标准
混凝土质量关系工程整体结构质量，从浇筑到养护全过程均由公司派驻现场的质检员严格把关，质检员直接向公司总工负责，不受项目约束。混凝土工程严格控制各阶段的各项技术指标，进行层层把关，作业班组人员经过严格培训，并且固定，现浇混凝土执行企业标准(高于国家标准)
表5.1现浇混凝土允许偏差表
序号 1 2 3 4 5 6 7 轴向位移 标高 项 目 层高 全高 每层 全高 截面尺寸 柱、墙垂直度 表面平整度（2m长度内） 预埋管、预留孔中心线位置 预留洞中心先位置 允许偏差（㎜） 国家标准 内控标准 5 3 ±10 ±8 ±30 ±20 ＋5 —2 ＋5 —2 5 3 25 15 4 3 5 5 15 10 为防止底板混凝土结构产生温差及收缩裂缝，将采取如下的技术措施，保证混凝土质量:
(l)温控措施
①选择低水化热的水泥品种，如矿渣硅酸盐水泥。 ②控制好混凝土入模温度。 ③加强施工中的温度控制。
④改善约束条件，消减温度应力。
⑤为防止粗骨料下沉，表面浮浆过厚产生裂缝，在混凝土浇完成后，混凝土初凝前在混凝土表面撒少量豆石经拍打后抹光。
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为了保证底板混凝土的整体性，在后浇带连接处不出现薄弱点，后浇带处采用两层钢网封堵，一层网片为细铅丝网，另一层为钢板网，利用钢筋进行加固，即可保证混凝土之间的有效连接，还可视为模板使用。施工缝断面做成齿形，同时设置加强钢筋和钢板止水带，确保该断面处的有效结合。
根据混凝土温度应力和收缩应力的分析，必须严格控制各项温度指标在允许范围内，才不使混凝土产生裂缝。控制措施包括:混凝土内外温差不大于25℃;降温速度不大于1.5～2℃/d;控制混凝土出罐和入模温度(按规范要求)。掺粉煤灰，替换部分水泥，减少水泥用量，降低水化热;掺减水剂，减小水灰比，防止水泥干缩。
5.4.2混凝土拌制及运输
本工程设现场搅拌站，拟布置4台搅拌机，生产小量零星混凝土。大量混凝土采用公司基地的商品混凝土，公司基地商品混凝土质量稳定可靠。小量零星混凝土搅拌机一机二称进行计量，现场混凝土与商品混凝土同一配合比，同一品种标号水泥，同样质量的砂石和外加剂。搅拌机使用应注意以下事项:
(l)安装:搅拌机要装在固定的机座或底架上。
(2)检查:电源接通后，必须仔细检查，经2～3min空车试转认为合格，方可使用。 (3)保护:电动机装设外壳或采用保护措施，防止水分和潮气浸入损坏。
(4)混凝土配制注意事项混凝土试配时首先考虑使用B种低碱活性集料以及优选低碱水泥(碱含当量0.6%以下)、掺加矿粉掺合料及低碱、无碱外加剂。
(5)在工程验收时应将设计、施工、材料、监理各单位所签字的技术责任合
同、预防混凝土碱集料反应的技术措施、混凝土所用各项材料的检测报告和混凝土配合比、混凝土强度试验报告及混凝土碱含量评估等一并作为验收工程时的必备档案，检查无误签字留存。
搅拌混凝土前，加水空转数分钟，将积水倒净，使拌筒充分润湿。搅拌第一盘时，考虑到筒壁上的砂浆损失，石子用量应按配合比规定减半。搅拌好的混凝土要做到基本卸尽，在全部混凝土卸出之前不得再投入拌合料，更不得采取边出料边进料的方法。严格控制水灰比和坍落度，未经试验人员同意不得随意加减用水量。严格掌握混凝土材料配合比，在搅拌机房挂牌公布便于检查。混凝土施工重点对混凝土配合比中砂、石、水泥、水、外加剂的计量及混凝土坍落度、和易性及外观进行检查，浇筑过程中重点检查浇捣顺序及振动棒的插入深度，以及施工缝留置位置，从而更有效的保证混凝土内在的质量。
混凝土所用的水泥、骨料、外加剂的规格、品种和质量符合以下要求 ①棍凝土的强度评定应符合要求；
②棍凝土要搅拌均匀，颜色一致，具有良好的和易性； ③棍凝土拌合物的坍落度要符合要求；
混凝土工程要具备以下质量记录:水泥出厂质量证明、水泥进场试验报告、外加剂出进场试验报告及掺量试验报告、外加剂出厂质量证明、砂子试验报告、石子试验报告、混凝土配合比通知单、混产土强度试压报告、混凝土强度评定记录、混凝土施工日志、混凝土开盘鉴定。
本工程现场运输混凝土直接使用混凝土泵将混凝土从搅拌站出料口输送至楼层，通过布料杆送至作业面。混凝土在运输过程中，应保持其匀质性，做到不分层、不离析、不漏浆。混凝土运到灌筑地点时，应具有规定的坍落度及温度。
如发现有离析现象，必须在浇筑前进行二次搅拌均匀后，方可入模。对已凝结的混凝土应作为废品，不得用于工程中。冬期运输工具应采取保温措施。本工程混凝土运输主要采用以下设备:混凝土运输罐车、机动翻斗车、混凝土输送泵、混凝土输送管道、混凝土吊斗。
(l)运输时间
混凝土应以最少的转载次数，最短时间从搅拌站运至浇筑地点，混凝土从搅拌机卸出后到浇筑完毕的延续时间。
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5.4.3混凝土浇筑
本工程大体积混凝土浇筑应满足以下要求:
(l)混凝土入模温度以10℃为宜，且不得低于5℃。 (2)混凝土在搅拌、泵送过程中，任何人不得擅自加水，质量不合格的混凝土不得使用。 (3)浇筑混凝土前，应清除模板和钢筋上的冰雪和杂物，清除冰雪时不应用浇注热水溶化的方法，应用小型空压机吹干净。
(4)混凝土的浇筑应连续进行，各道工序应紧凑协调，施工中尽量集中和缩小工作面，严格按浇筑顺序，并且随浇随盖，防止过早受冻和形成冷缝。
(5)当天气预报有雪时，应将模板用塑料布覆盖，防止冰雪积在模板内，一旦冰雪进入模板内，必须清除干净。
(6)楼板混凝土振捣完毕，应用木抹子抹平后，在已浇筑的板上覆盖时，应在临时铺设的脚手板上操作，严禁直拉踏在刚浇筑的混凝土上。
(7)现场准备
①机具准备及检查，混凝土输送泵、泵管、卡具、串筒、料斗、振动器及刮尺等机具设备按需要准备充足，并考虑发生故障时的修理时间，现场有备用振动器和备用泵。
②在混凝土浇筑时间，要保证水、电照明不中断。
③浇筑混凝土前对该部位的模板、钢筋、预埋件、预留洞等进行全面细致的检查，并做好隐检验收记录，办理好土建与水电等其它专业的会签手续。
④提前3天向现场混凝土搅拌站提交混凝土浇筑申请单，申请单由工长认真、准确填写，项目技术负责人审核、签字。搅拌站接到申请单后要认真备料，做好混凝土试配、试拌和施工前的准备工作。同时，工长对项目试验室负责人下发混凝土浇筑通知单，试验室接到通知单后，根据通知单内容做好试验准备工作。
⑤浇筑剪力墙混凝土时，布料杆前安装一段软管，拖动布料杆时不能撞击墙体模板和钢筋;浇筑顶板混凝土时，用木板铺设混凝土浇筑的操作面，严禁直接在顶板钢筋上走动，操作面可随浇随铺随拆，保证施工使用。
⑥混凝土施工，开盘前半小时由项目技术负责人、工长对施工管理人员、班组长及作业人员在现场进行全面且要有针对性、可操作性技术交底。交底内容要包括主要施工方法、技术要点、过程控制、质量标准、注意事项以及成品保护等。
⑦分层和振捣方式:底板混凝土浇筑量大，铺开面大，为了在浇筑过程中没有冷缝出现，通过时间计算，按1:5～6的坡度斜向推进，推进层厚度0.4～0.5m。为了避免泵管的振动影响底板钢筋的位置，泵管需架设在支设的钢管架上，不得直接放置在钢筋骨架上。由于泵送混凝土塌落度大，混凝土余坡摊铺较长，故混凝土振捣由坡脚和坡顶同时向坡中振捣，振捣棒必须插入下层为50～100㎜，使层间不形成混凝土缝，结合紧密成为一体。
⑧泌水处理:预先在底板四周外模上留设泄水孔，浇筑过程中混凝土的泌水要及进处理，免使粗骨料下沉，混凝土表面水泥砂采过厚致使混凝土强度不均和产生收缩裂缝。
5.4.4混凝土养护
降低大体积混凝土内外温度差和减慢降温速度来达到降低块体自约束应力和提高混凝土抗拉强度，以承受外约束应力时的抗裂能力，对混凝土的养护是非常重要的。混凝土浇筑后，应及时进行养护。混凝土表面压平，养护过程设专人负责。保温层在混凝土达到要求强度后方可拆除。拆除时混凝土温度与环境温度差要小于20℃。
混凝土终凝后及时养护，剪力墙及框架柱采用刷养生液养护，楼板采用浇水养护，养护时间不得少于七天。
冬期施工期间混凝土养护采用综合蓄热法，即在混凝土内掺加抗冻剂，浇筑完毕初凝后，在顶板混凝土板面上覆盖一层塑料薄膜然后再覆盖阻燃稻草被蓄热保温，墙体混凝土涂刷抗冻型养护液并且包扎一层塑料布和阻燃稻草被。养护时间混凝土不得少于14天。且满足以下条件:
(l)己浇筑的楼板混凝土表面要加以保护，必须在混凝土强度达到1.2MPa以后，方可
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在表面上操作及安装模板。
(2)模板和保温层应在冷却5℃后方可拆除，并保证混凝土不得低于受冻临界强度，可对结构易冻的部位加强保温，以防止过早冷却。
(3)楼板混凝土浇筑后，先盖黑色塑料布，再覆盖二层阻燃稻草被，柱子要挂满稻草被，并用铅丝扎牢。
(4)楼板混凝土浇筑时，必须把下一层周围采用彩条布进行围挡。 (5)当混凝土与外界温差大于20℃时，拆除模板后的混凝土表面必须进行覆盖，使其缓慢冷却，防止混凝土由于迅速降温而造成收缩裂缝及受冻。
5.4.5混凝土的振捣
本工程采用ZX—50插入式振动棒振捣，当遇有梁重叠部分钢筋较密，HZ—50振捣棒无法插入时，可选用HZ6X一30振捣棒;板混凝土采用平板振动器振捣。振动棒的插点要均匀排列，按浇筑顺序有规律地移动，不得漏振，每次移动的距离不应大于振动棒作用半径R的1.5倍，振动棒的作用直径按300㎜考虑，则插点间距不得大于450㎜。同时振动棒插入时，不得接触模板，且应避免碰撞钢筋、预埋件、预埋管等。
振动棒振捣时，应快插慢拔，防止混凝土分层、离析或出现孔洞，每一点的振捣时间不宜过短，也不宜过长，可通过对浇筑混凝土表面变化的观察进行控制，以混凝土表面呈水平不再显著下沉，不再出现气泡，表面泌出灰浆为准。用平板振动器振捣楼板混凝土时，每一位置上连续振动一定时间，以混凝土表面均匀出现浆液为准，移动时要成排一次进行，前后位置和排与排之间应有1/3平板宽度的搭接，以防漏振。
5.4.6成品保护及试块制作和管理
混凝土浇筑完毕后成品保护应满足以下标准:
（1）浇筑混凝土时，不得随意踩踏钢筋，在钢筋上行走，必须搭设跳板过人，如有被踩弯、位移或脱扣时及时调整、补好。
（2）振捣混凝土时，不得碰动钢筋，埋件，防止位移。
（3）应保护好预留洞口、预埋件及水电管理等，不碰动插筋。
（4）拆模后对门洞口、墙体转角进行钉木条保护，楼梯踏步阳角必须钉木条后方可上人行走。
（5）混凝土在养护期间，强度未达到4.OMPa之前，(根据同条件养护试块确定上载时间，根据施工经验，一般为三天)不得上人加载。
混凝土试块制作与管理应满足以下要求:
(l)混凝土试块的制作和管理是掌握并控制混凝土强度发展情况，保证冬期施工质量的重要因素，为此，要加强质量控制和试块的检查工作。
(2)冬期施工混凝土试块需五组，其中两组用于检验标养28天的抗压强度，别外三组为同条件养护试块，分别用于检验混凝土的拆模强度、受冻临界温度和转入常温养护28天的强度等结构，同条件的受冻混凝土试块解冻后方可试压，试块必须妥善保管。
(3)同条件养护试块由试验员做好该试块施工及养护部位，工长负责做好与现场结构的同条件养护和管理工作，结构拆模前，送实验室检验，试压前按“成熟度”进行测算，试压后试验单经项目总工审核，确保无误后，方可拆模。
5.4.7混凝土质量通病防治措施
（1）防止蜂窝:避免混凝土一次下料过厚，振捣不实或漏振;模板不能有缝隙，保证水泥浆不流失;钢筋较密部位选择同标号小石混凝土，柱、墙根部模板不能缝隙，以致混凝土中的砂浆从下部涌出而造成。
（2）防止露筋:避免钢筋垫块位移、间距过大、漏放、钢筋紧贴模板，造成的露筋现象，梁、板底部振捣密实。
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（3）防止麻面:避免拆模过早或模板表面漏刷隔离剂或模板湿润不够造成的构件表面混凝土易粘附在模板上，出现麻面脱皮。
（4）防止孔洞:钢筋较密的部位选用同标号小石子混凝土浇筑，振捣密实。
（5）防止缝隙与夹渣层:施工缝处杂物清理干净并浇筑底浆，避免出现缝隙、夹渣层。 （6）避免梁、柱连接处断面尺寸偏差过大，认真控制断面尺寸。
（7）防止现浇楼板面和楼梯踏步上表面平整度偏差太大:混凝土浇筑后，表面用抹子认真抹平，冬期施工在覆盖保温层时，垫板进行操作。
5.5冬期施工混凝土质量保证措施
混凝土冬季施工时应满足以下要求:
（1）搅拌站要作好混凝土运输车的保温工作及混凝土泵管的保温工作，计算在运输途中的热损失，保证混凝土出机温度不低于15℃，入模温度不低于5℃。
（2）确定合理的冬期混凝土施工配合比，采用普通硅酸盐水泥，水泥标号不低于425
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号，最小水泥量不少于300kg/m，水灰比不大于0.6。
（3）按要求掺和复合防冻剂，并严格控制防冻剂的掺量，在初冬以早强型为主，在严冬的防冻型为主，提高混凝土的抗冻性。
（4）控制混凝土的塌落度，将混凝土配合比中的用水量降到最低限度，避免冻害。 （5）拌制混凝土所采用的骨料应清洁，不得含有冰、雪、冻块及其他易冻裂物质。 （6）混凝土原材加热应优先采用加热水的方法，当加热水仍不能满足要求时，再对骨料进行加热。
（7）冬施工时所用水泥在水泥库内存放，室内温度宜保持0℃以上，所有原材料必须符合公司中心试验室2001一2002年冬施混凝土(砂浆)配合比中原材料技术要求规定。
（8）现场搅拌混凝土不得擅自随便加水。搅拌混凝土时严格控制混凝土水灰比， 由骨料带入的水分均应从拌合水中扣除。
（9）混凝土养护主要采用综合蓄热养护法进行养护。即在混凝土中掺抗冻早强剂使混凝土临界强度提高，尽早初凝;另一方面，在混凝土外部进行温覆盖，利用混凝土的水化热来自身养护。
(10)冬期施工，严格监测混凝土的龄期强度。浇筑混凝土时，要求试验工做试块放在施工面上同条件养护。
除满足以上条件外，冬季施工还应注意:配制与加入防冻剂，应设专人负责并做好记录，应严格按剂量要求掺入零星混凝土浇筑后应在裸露混凝土表面采用塑料布等防水材料覆盖并进行保温。对其部位的保温厚度应增大到面部位的2～3倍。混凝土在养护期间应防风防失水。冬期运输用的小推车要注意保温，用塑料布裹严，外包两层阻燃稻草被。
5.6大体积混凝土测温
大体积混凝土测温方案制定时应按照以下要求执行:
(l)冬施期间要及时掌握天气情况，尤其要及时掌握寒流预报及大风预报，做好气温、气象记录，并按规定做好测温记录。
(2)对混凝土入模温度和用保温蓄热法养护的混凝土温度要及时测温，选派专人从11月10日开始是测温，每天要有测温记录，并做好台帐。
(3)测温记录列为工程技术资料，要求如实认真填写，存放在施工现场，以便随时抽查。 (4)测试的数据要真实可靠，如实填写测温记录，测温记录由工长审阅签字后交项目总工审核签字后归档。
(5)测试人受项目总工直接领导，并应与负责保温的人员取得联系，发现保温措施不当，使温度急剧变化或降温过快等情况，应立即向负责保温的人员联系，并向工长或项目总工报告，以便及时采取应急措施。
(6)测温点的布置一般应选择在温度变化大、容易失散热量、构件易遭冻结的部位: (7)测温时按测温点编号顺序进行，温度计插入测温孔后，堵塞住孔口，并留置在孔内
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3～5min，然后迅速从孔中取出，使温度计与视线承水平，仔细读数，并记入从而温暖记录表，同时将测温点用保温材料按原样覆盖好。
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6 结论与展望
6.1结论
大体积混凝土由于混凝土体积大，再加浇筑后水泥的水化热很多，聚集在内部的水泥水化热不易散发，导致混凝土的内外温差有可能超过25℃，以致混凝土结构发生有害裂缝，给混凝土结构的强度、整体性、抗震性及耐久性造成严重隐患。因此，大体积混凝土在施工中经常出现的问题是结构温度和收缩变形，导致产生有害裂缝。所以大体积混凝土施工中的突出任务是控制混凝土温度变形裂缝，提高混凝土的抗渗、抗裂、抗侵蚀能力，从而提高建筑结构的耐久年限。本论文在初步探讨了混凝土的基本物理性能的基础上，分析了大体积混凝土裂缝的成因，研究了大体积混凝土在结构设计、混凝土材料的选择、温度及温度应力计算、施工技术、跟踪测试信息化施工、外界环境气候等几个方面控制大体积混凝土裂缝的方法。根据以上各章研究成果，提出大体积混凝土的裂缝控制的一些建议，以期对其它类似工程的施工提供参考。
(l)大体积混凝土在施工中的裂缝种类及成因
大体积混凝土在施工中的裂缝主要包括表面裂缝和收缩裂缝。
表面裂缝多产生在大体积混凝土浇筑后的升温阶段。收缩裂缝多产生在混凝土的降温阶段。
混凝土裂缝的产生主要与施工方面的影响，设计方面的影响，混凝土本身的影响以及环境因素等有关，其中施工方面的因素所造成的裂缝占80%左右。因此应着重加强施工方面的研究与管理。
(2)大体积混凝土裂缝控制方法
根据影响大体积混凝土裂缝的主要因素，其控制裂缝主要包括: ①加强结构设计，设置分布钢筋可有效地提高结构的抗裂性能。
②重视混凝土原材料的选择和优化混凝土配合比，正确选择减水剂、缓凝剂、膨胀剂等外加剂。最优配合比应根据试验确定并满足工程需要。
③制定科学合理的混凝土施工方案
拌制混凝土的各项材料的温度，应满足需要的温度。尽可能缩短混凝土的输送时间，确保混凝土冬季入模温度不低于10℃，夏季入模温度不高于25℃.应满足混凝土入模时的和易性及坍落度的要求。选择合适的浇筑分层方法及分层厚度，确保混凝土连续浇筑。混凝土振捣时应密实，做好混凝土表面收光处理，必要时采取二次振捣。养护方法应根据工程的实际情况正确选取。夏季混凝土浇筑不易在白天高温期间浇筑混凝土，冬季不易在夜间低温时浇筑混凝土。施工前应模拟大体积混凝土浇筑后的温度场及应力场变化规律，针对理论结果制定应急预防措施。
施工前制定温度监控方案，在混凝土浇筑前，布置好温度测点。严密监控混凝土温度变化情况，并根据监控信号，及时调整养护方案。
在结合工程应用的研究分析，得出如下结论:在普通硅酸盐水泥中掺入粉煤灰，对降低水化热，从而降低绝热温升效果尤为明显。大体积混凝土进行一次性连续浇筑而不留任何施工缝是可行的。当建筑物较大需要设置变形缝时，宜设置后浇带，尽量少设或不设变形缝。通过控制温度来实现控制大体积混凝土温度应力，操作方便，效果可靠。冬期施工同时要考虑防裂和防冻。
6.2展望
由于本人的能力和客观条件有限，本文中的研究仍存在大量缺憾，在今后的研究中还需从以下几个方面加以研究和探讨：
（1）高强度混凝土中自收缩所占的比例很大，干缩和自收缩也会引起混凝土裂缝，应进一步分析干缩和子收缩对混凝土温度应力的影响； （2）要进一步探明边界效应和尺寸效应对断裂行为和断裂参数的影响，在已有的断裂准则的基础上提出更为简洁有效，使用于混凝土工程实际的断裂标准；
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（3）有待深入研究裂缝的扩展过程，是否贯穿何时止裂等一系列问题；
（4）大体积混凝土的综合性能受混凝土原材料性能的改变影响较大。因此，应更深入的研究大体积混凝土原材料的选择方法。以确定原材料对混凝土应力应变的影响。
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致 谢
在过去两年半中，我有幸成为中国地质大学（北京）继续教育学院的一名学生，沐浴学校那博大精深、源远流长的文化底蕴。在本文完成之际，我要衷心感谢中国地质大学（北京）继续教育学院对我的培养，感谢我的导师车伟不厌其烦的悉心指导，感谢班主任顾黎明老师、张晓茹老师对我的严格要求，使我在这难得的学习机会中，获得了不少的知识。感谢我的家人和朋友对我的理解和支持。感谢所有帮助我完成本文的朋友们。
最后非常感谢在百忙之中细心评阅论文和参加答辩的各位专家、教授！
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