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摘要：大体积混凝土施工工艺是通过对混凝土配合比和外加剂的优选，在满足设计指标的前提下，合理使用材料、降低水泥用量、降低混凝土绝热温升值的要求，采取综合温控措施，在计算混凝土内部温度场和应力的前提下，对混凝土搅拌、运输、浇筑、养护等全过程进行控制，防止混凝土结构裂缝的产生。
关键词：选料 ; 浇筑;测温 ; 养护
Abstract: the construction technology of mass concrete by concrete and admixture optimization, in meeting the design index, the rational use of materials, reduce the dosage of cement, reduce the concrete adiabatic temperature rise requirement, adopt comprehensive temperature control measures, in the calculation of concrete internal temperature field and stress under the premise, on concrete mixing, transportation, pouring, maintenance and so the whole process to control, prevent the formation of cracks in concrete structures.
Key words: choice of materials; casting; temperature measurement; maintenance
中图分类号：TV738
1 .工艺概况
大体积混凝土含义一般是指其体积大到必须采取措施处理水化热产生的温差，合理解决温差变形引起的应力，并控制裂缝的产生或限制裂缝开展的现浇混凝土。
《大体积混凝土施工规范》（GB 50496-2009）中给予大体积混凝土定义：混凝土结构物实体最小尺寸不小于lm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。
2 .适用范围
本工法适用于桥梁等建筑中的筏板基础或箱形基础、人防及地下建筑、大型公共建筑的基础底板，桩基础的承台、高层建筑转换层结构等大体积混凝土的施工。
3．施工方法
大体积混凝土开裂主要是水化热使混凝土温度升高引起的，所以采取适当措施控制混凝土温度升高和温度变化速度，具体措施有原材料的选用、配合比设计、分层浇筑、冷却管的埋设及通水冷却，最后混凝土浇筑完毕后，除应按普通混凝土进行常规养护以外，尚应及时按温控技术措施进行保温养护。
4．工艺操作要点
4.1 施工准备
4.1.1 优化混凝土配合比。
配合比设计原则应符合《大体积混凝土施工规范》4.3条。
4.1.2 混凝土水化热试验。
1）大体积混凝土水泥水化发热量是温度裂缝控制最关键的一个参数，因此，在进行配合比试验时必须同时进行水化热试验研究。
2）胶凝材料的水化热试验必须进行，并测量3天、7天、14天、28天的发热量。7天的水化热不宜大于250kj/kg。
3）有条件时应尽可能进行混凝土的水化热试验，避免由胶凝材料的水化热推算混凝土水化热带来的误差，以提高试验的精度。
4.2 材料选择与质量控制
材料措施是选择混凝土原材料、优化混凝土配合比。目的是使混凝土具有较大的抗裂能力，即尽量使混凝土的绝热温升较小，抗拉强度及极限抗伸变形能力较大。原则是在选材的基础上通过优化配比，以获得“低温(低浇注温度)”、“低热(低水化熱温升)”混凝土，借以缩小温差，减少或避免裂缝，达到裂缝控制的目的。
4.3 混凝土浇筑施工
1）混凝土浇筑方案应根据结构平面位置、混凝土工程量、混凝土供应能力、预期浇筑时间等确定混凝土泵的数量和平面位置以及搅拌运输车的台数等。
2）混凝土浇筑应符合下列规定
（1）混凝土浇筑层厚度应根据所用的振捣器的作用深度及混凝土的和易性确定，整体连续浇筑时宜为300-500mm。
（2）整体分层连续浇筑（图a）或推移式连续浇筑（图b），应缩短间隙时间。并应在前浇筑层混凝土初凝之前将次层混凝土浇筑完毕。层间最长的间隙时间不应大于混凝土初凝时间。混凝土的初凝时间应通过试验确定。当层间间隙时间超过混凝土的初凝时间时，层面应按施工缝处理。
分层连续浇筑施工（a图） 推移式连续浇筑施工(b图)
3)大体积混凝土施工技术措施
(1) 混凝土浇筑可根据面积大小和混凝土供应能力采取全面分层、分段分层或斜面分层连续浇筑，分层厚度300～500mm且不大于震动棒长1.25倍。分段分层多采取踏步式分层推进，一般踏步宽为1.5～2.5m。斜面分层浇灌每层厚30～35cm，坡度一般取1：6 ～1：7
(2)加强振捣，以提高混凝土密实度和抗拉强度。
(3)混凝土在浇筑振捣过程中的泌水应予以及时排除。
(4)根据土建工程大体积混凝土的特点和施工经验，实测的混凝土内部中心与表面(深入混凝土表面5cm)温度差，宜控制在25度之内，在混凝土浇筑24h后，进行洒水冷却，冷却水优先采用河水，连续冷却7天，并要随时测量水温。
(5)冷却水管顺承台长向布置，预先做成一定长度的直段，配合U型弯管，尽量减少弯头和接头的数目，减少漏水的机会，在安装水管时管与管的接头用橡皮管作为套管，套管的两头用铁丝缠紧，水管用铁丝与承台架立筋绑扎牢固，浇筑混凝土到水管高度时，应放慢震捣速度，避免水管受到剧烈震动而遭致破坏，安装水管时应及时检查水管和接头质量，安装完毕后及时压水测试，以防漏浆。
高墩身施工完成后，采用塑料薄膜包裹，松紧带绑扎，使薄膜与混凝土表面接触密实，墩顶放至塑料桶，塑料桶内装入干净河水，采用滴渗法养身，确保墩身表面保持湿润。
(6)大体积承台墩身施工中，需要进行温度控制的项目主要有：混凝土各组成材料的原始温度，混凝土搅拌的拌和温度、入模温度、浇筑温度、冷却水水温和混凝土浇筑后内部水化热温度的测定，温度测定采用铜-铜康热电偶，Jdc-2混凝土测温仪，热电偶固定在架立筋上，安装后要有良好的绝缘性和抗干扰能力，测温点在浇筑高度范围内分浅层、中层、深层布置，在平面范围内分中间和边缘布置，混凝土浇筑后第一周每隔2h测一次，第二周每隔6小时测一次，连续测温15d。
4.4大体积承台混凝土温控计算分析
1）蓄热法养护混凝土：盛夏，混凝土终凝后立即覆盖塑料膜和保温层。保温层厚度及保温层外是否再加一层塑料膜，通过计算决定。
2）当设计无特殊要求时，混凝土硬化期的实测温度应符合下列规定：
① 混凝土内部温差(中心② 混凝土表面温度(表面以下100或50mm)与混凝土表面外50mm处的温度差不大于25℃；对补偿收缩混凝土，允许介于30~35℃之间；
与表面下100或50mm处)不大于20℃；
③ 混凝土降温速度不大于1.5℃/d；
④ 撤除保温层时混凝土表面与大气温差不大于20℃。
3）混凝土的养护期限：除满足上条规定外，混凝土的养护时间自混凝土浇筑开始计算，使用普通硅酸盐水泥不少于14d，使用其他水泥不少于21d，炎热天气适当延长。
4）养护期内(含撤除保温层后)混凝土表面应始终保持温热潮湿状态(塑料膜内应有凝结水) 。
水化热计算方法：
参考《大体积混凝土温度应力与温度控制》表2-5-2中查得普通硅酸盐水泥的水化热系数Q0=330kJ/kg，根据水泥水化热计算得承台混凝土的绝热温升计算公式如下：式中： —水泥绝热温升；—水泥水化热；W—水泥用量；
k—折减系数，对于粉煤灰取0.25；F—混合料用量； C—混凝土比热；—混凝土密度；
4.5大体积混凝土温控与养护
在混凝土浇筑过程中即进行冷却水循环，有效降低混凝土水化热峰值，并将承台内部产生的热量随时带走，降低承台的内外温差。冷却循环水持续15d，以保证将承台内部产生的大部分水化热散出承台，从而最大程度地避免温差裂缝的产生。
温控监测的目的是通过实测混凝土内部温度的变化，计算温度收缩应力，预测混凝土温度应力发展趋势，调整温控措施，以确保将内外温差控制在允许范围内，防止混凝土内外温差过大，造成温度应力大于同期混凝土抗拉强度而产生裂缝。
现浇结构和构件混凝土的养护：混凝土浇筑完成后，应尽量减少暴露时间，并用塑料薄膜紧密覆盖，防止表面水分蒸发。待混凝土初凝前后，卷起塑料薄膜，用抹子搓压表面至少二遍，使之平整后再次覆盖塑料薄膜+土工布覆盖养生。
大体积混凝土施工前制定严格的养护方案，控制混凝土内外温差满足设计要求。当设计无要求时，大体积混凝土内外温差不宜超过20℃。根据混凝土内外温差监测情况和环境参数变化，严格控制混凝土的升温和降温速率，及时调整养护方式。对于带模养护的混凝土结构，应保证模板接缝处不至失水干燥，在混凝土浇筑24～48h后略微松开模板，并浇水养护直至下道施工工序为止；在任意养护时间，淋注于混凝土表面的养护水温度低于混凝土表面温度时，二者间温差不得大于15℃；结构或构件芯部混凝土与表层混凝土之间的温差、表层混凝土与环境之间的温差均不大于20℃（构件截面较为复杂时，内外侧混凝土之间的温差也不大于15℃）时即可拆模。在炎热和大风干燥季节，应采取逐段拆模、边拆边盖、边拆边浇水或边拆边喷涂养护剂的拆模工艺。大风或气温急剧变化时不宜拆模。
不同混凝土湿养护的最低期限
4.6温度控制
监测设施是在混凝土内埋设三支测温电偶，一支埋设在离砼表面5cm深处监测混凝土表面温度，另一支埋设深度为混凝土几何尺寸中心监测混凝土芯部温度，另一只埋在砼底面5cm 处测底部温度，电偶引线从承台顶、墩顶引出，在砼终凝后开始测温，每天8:00、12:00、16:00、20:00各测一次，指定专人监测温度，连续监测14天，并如实做好记录,养护期间混凝土的芯部与表面、表面与环境之间的温差不得超过20℃。
测温电偶埋设示意图见下图：
5.结束语
通过大量工程实践证明混凝土的温升和温差与表面系数有关，单面散热的结构断面最小厚度在75cm以上，双面散热的结构断面最小厚度在100cm以上，水化热行引起的砼内外最大温差预计可能超过25℃，应按大体积砼施工。在实际社工过程合理解决温差变形引起的应力，并控制裂缝的产生或限制裂缝开展。
引用文献：
《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）
《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB 102024-2010）
《大体积混凝土施工規范》（GB 50496-2009）
《高速铁路桥涵工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）
《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB 10752-2010）
关键词：选料 ; 浇筑;测温 ; 养护
Abstract: the construction technology of mass concrete by concrete and admixture optimization, in meeting the design index, the rational use of materials, reduce the dosage of cement, reduce the concrete adiabatic temperature rise requirement, adopt comprehensive temperature control measures, in the calculation of concrete internal temperature field and stress under the premise, on concrete mixing, transportation, pouring, maintenance and so the whole process to control, prevent the formation of cracks in concrete structures.
Key words: choice of materials; casting; temperature measurement; maintenance
中图分类号：TV738
1 .工艺概况
大体积混凝土含义一般是指其体积大到必须采取措施处理水化热产生的温差，合理解决温差变形引起的应力，并控制裂缝的产生或限制裂缝开展的现浇混凝土。
《大体积混凝土施工规范》（GB 50496-2009）中给予大体积混凝土定义：混凝土结构物实体最小尺寸不小于lm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。
2 .适用范围
本工法适用于桥梁等建筑中的筏板基础或箱形基础、人防及地下建筑、大型公共建筑的基础底板，桩基础的承台、高层建筑转换层结构等大体积混凝土的施工。
3．施工方法
大体积混凝土开裂主要是水化热使混凝土温度升高引起的，所以采取适当措施控制混凝土温度升高和温度变化速度，具体措施有原材料的选用、配合比设计、分层浇筑、冷却管的埋设及通水冷却，最后混凝土浇筑完毕后，除应按普通混凝土进行常规养护以外，尚应及时按温控技术措施进行保温养护。
4．工艺操作要点
4.1 施工准备
4.1.1 优化混凝土配合比。
配合比设计原则应符合《大体积混凝土施工规范》4.3条。
4.1.2 混凝土水化热试验。
1）大体积混凝土水泥水化发热量是温度裂缝控制最关键的一个参数，因此，在进行配合比试验时必须同时进行水化热试验研究。
2）胶凝材料的水化热试验必须进行，并测量3天、7天、14天、28天的发热量。7天的水化热不宜大于250kj/kg。
3）有条件时应尽可能进行混凝土的水化热试验，避免由胶凝材料的水化热推算混凝土水化热带来的误差，以提高试验的精度。
4.2 材料选择与质量控制
材料措施是选择混凝土原材料、优化混凝土配合比。目的是使混凝土具有较大的抗裂能力，即尽量使混凝土的绝热温升较小，抗拉强度及极限抗伸变形能力较大。原则是在选材的基础上通过优化配比，以获得“低温(低浇注温度)”、“低热(低水化熱温升)”混凝土，借以缩小温差，减少或避免裂缝，达到裂缝控制的目的。
4.3 混凝土浇筑施工
1）混凝土浇筑方案应根据结构平面位置、混凝土工程量、混凝土供应能力、预期浇筑时间等确定混凝土泵的数量和平面位置以及搅拌运输车的台数等。
2）混凝土浇筑应符合下列规定
（1）混凝土浇筑层厚度应根据所用的振捣器的作用深度及混凝土的和易性确定，整体连续浇筑时宜为300-500mm。
（2）整体分层连续浇筑（图a）或推移式连续浇筑（图b），应缩短间隙时间。并应在前浇筑层混凝土初凝之前将次层混凝土浇筑完毕。层间最长的间隙时间不应大于混凝土初凝时间。混凝土的初凝时间应通过试验确定。当层间间隙时间超过混凝土的初凝时间时，层面应按施工缝处理。
分层连续浇筑施工（a图） 推移式连续浇筑施工(b图)
3)大体积混凝土施工技术措施
(1) 混凝土浇筑可根据面积大小和混凝土供应能力采取全面分层、分段分层或斜面分层连续浇筑，分层厚度300～500mm且不大于震动棒长1.25倍。分段分层多采取踏步式分层推进，一般踏步宽为1.5～2.5m。斜面分层浇灌每层厚30～35cm，坡度一般取1：6 ～1：7
(2)加强振捣，以提高混凝土密实度和抗拉强度。
(3)混凝土在浇筑振捣过程中的泌水应予以及时排除。
(4)根据土建工程大体积混凝土的特点和施工经验，实测的混凝土内部中心与表面(深入混凝土表面5cm)温度差，宜控制在25度之内，在混凝土浇筑24h后，进行洒水冷却，冷却水优先采用河水，连续冷却7天，并要随时测量水温。
(5)冷却水管顺承台长向布置，预先做成一定长度的直段，配合U型弯管，尽量减少弯头和接头的数目，减少漏水的机会，在安装水管时管与管的接头用橡皮管作为套管，套管的两头用铁丝缠紧，水管用铁丝与承台架立筋绑扎牢固，浇筑混凝土到水管高度时，应放慢震捣速度，避免水管受到剧烈震动而遭致破坏，安装水管时应及时检查水管和接头质量，安装完毕后及时压水测试，以防漏浆。
高墩身施工完成后，采用塑料薄膜包裹，松紧带绑扎，使薄膜与混凝土表面接触密实，墩顶放至塑料桶，塑料桶内装入干净河水，采用滴渗法养身，确保墩身表面保持湿润。
(6)大体积承台墩身施工中，需要进行温度控制的项目主要有：混凝土各组成材料的原始温度，混凝土搅拌的拌和温度、入模温度、浇筑温度、冷却水水温和混凝土浇筑后内部水化热温度的测定，温度测定采用铜-铜康热电偶，Jdc-2混凝土测温仪，热电偶固定在架立筋上，安装后要有良好的绝缘性和抗干扰能力，测温点在浇筑高度范围内分浅层、中层、深层布置，在平面范围内分中间和边缘布置，混凝土浇筑后第一周每隔2h测一次，第二周每隔6小时测一次，连续测温15d。
4.4大体积承台混凝土温控计算分析
1）蓄热法养护混凝土：盛夏，混凝土终凝后立即覆盖塑料膜和保温层。保温层厚度及保温层外是否再加一层塑料膜，通过计算决定。
2）当设计无特殊要求时，混凝土硬化期的实测温度应符合下列规定：
① 混凝土内部温差(中心② 混凝土表面温度(表面以下100或50mm)与混凝土表面外50mm处的温度差不大于25℃；对补偿收缩混凝土，允许介于30~35℃之间；
与表面下100或50mm处)不大于20℃；
③ 混凝土降温速度不大于1.5℃/d；
④ 撤除保温层时混凝土表面与大气温差不大于20℃。
3）混凝土的养护期限：除满足上条规定外，混凝土的养护时间自混凝土浇筑开始计算，使用普通硅酸盐水泥不少于14d，使用其他水泥不少于21d，炎热天气适当延长。
4）养护期内(含撤除保温层后)混凝土表面应始终保持温热潮湿状态(塑料膜内应有凝结水) 。
水化热计算方法：
参考《大体积混凝土温度应力与温度控制》表2-5-2中查得普通硅酸盐水泥的水化热系数Q0=330kJ/kg，根据水泥水化热计算得承台混凝土的绝热温升计算公式如下：式中： —水泥绝热温升；—水泥水化热；W—水泥用量；
k—折减系数，对于粉煤灰取0.25；F—混合料用量； C—混凝土比热；—混凝土密度；
4.5大体积混凝土温控与养护
在混凝土浇筑过程中即进行冷却水循环，有效降低混凝土水化热峰值，并将承台内部产生的热量随时带走，降低承台的内外温差。冷却循环水持续15d，以保证将承台内部产生的大部分水化热散出承台，从而最大程度地避免温差裂缝的产生。
温控监测的目的是通过实测混凝土内部温度的变化，计算温度收缩应力，预测混凝土温度应力发展趋势，调整温控措施，以确保将内外温差控制在允许范围内，防止混凝土内外温差过大，造成温度应力大于同期混凝土抗拉强度而产生裂缝。
现浇结构和构件混凝土的养护：混凝土浇筑完成后，应尽量减少暴露时间，并用塑料薄膜紧密覆盖，防止表面水分蒸发。待混凝土初凝前后，卷起塑料薄膜，用抹子搓压表面至少二遍，使之平整后再次覆盖塑料薄膜+土工布覆盖养生。
大体积混凝土施工前制定严格的养护方案，控制混凝土内外温差满足设计要求。当设计无要求时，大体积混凝土内外温差不宜超过20℃。根据混凝土内外温差监测情况和环境参数变化，严格控制混凝土的升温和降温速率，及时调整养护方式。对于带模养护的混凝土结构，应保证模板接缝处不至失水干燥，在混凝土浇筑24～48h后略微松开模板，并浇水养护直至下道施工工序为止；在任意养护时间，淋注于混凝土表面的养护水温度低于混凝土表面温度时，二者间温差不得大于15℃；结构或构件芯部混凝土与表层混凝土之间的温差、表层混凝土与环境之间的温差均不大于20℃（构件截面较为复杂时，内外侧混凝土之间的温差也不大于15℃）时即可拆模。在炎热和大风干燥季节，应采取逐段拆模、边拆边盖、边拆边浇水或边拆边喷涂养护剂的拆模工艺。大风或气温急剧变化时不宜拆模。
不同混凝土湿养护的最低期限
4.6温度控制
监测设施是在混凝土内埋设三支测温电偶，一支埋设在离砼表面5cm深处监测混凝土表面温度，另一支埋设深度为混凝土几何尺寸中心监测混凝土芯部温度，另一只埋在砼底面5cm 处测底部温度，电偶引线从承台顶、墩顶引出，在砼终凝后开始测温，每天8:00、12:00、16:00、20:00各测一次，指定专人监测温度，连续监测14天，并如实做好记录,养护期间混凝土的芯部与表面、表面与环境之间的温差不得超过20℃。
测温电偶埋设示意图见下图：
5.结束语
通过大量工程实践证明混凝土的温升和温差与表面系数有关，单面散热的结构断面最小厚度在75cm以上，双面散热的结构断面最小厚度在100cm以上，水化热行引起的砼内外最大温差预计可能超过25℃，应按大体积砼施工。在实际社工过程合理解决温差变形引起的应力，并控制裂缝的产生或限制裂缝开展。
引用文献：
《铁路混凝土工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）
《铁路混凝土工程施工质量验收标准》（TB 102024-2010）
《大体积混凝土施工規范》（GB 50496-2009）
《高速铁路桥涵工程施工技术指南》（铁建设[2010]241号）
《高速铁路桥涵工程施工质量验收标准》（TB 10752-2010）