砼的塌落度為18±3cm，緩凝12h。

    (二)砼的抗裂計算

    1、砼的將溫系數(shù)

    2.8米厚大體積砼底板，保溫為120mm厚，兩層塑料布。h－砼虛厚度，h=(Kλ)/β

    λ－砼導(dǎo)熱系數(shù)：2.33w/(mk)

    K－計算折減系數(shù)，K=0.666

    β=1/[(δ/K₁λ₁)+(1/β_q)]

    δ－保溫材料的厚度，δ＝0.88

    λ₁-保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)，λ₁＝0.28

    β_q－空氣層傳熱系數(shù)，取23w/(m2k)

    K₁－傳熱系數(shù)的修正系數(shù)

    Β＝1.42ξ(t)－降溫系數(shù)，按4米厚底板查表，取值見下表

 

    2、砼的中心溫升計算

    T(t)=ξ(t)(1-e^-mt)CQ/cρ

    式中：

    T(t)－澆筑完砼一段時間t，砼的中心溫升值

    C－每立方米水泥用量(Kg)

    Q－每公斤水泥水化用量(J/Kg)

    C－砼的比熱ρ－砼質(zhì)量密度2400Kg/m3

    e－常數(shù)          2.718

    m－經(jīng)驗系數(shù)t－齡期ξ(t)－降溫系數(shù)

    為簡化計算，并考慮粉煤灰的放熱

    T(t)＝ξ(t)CQ/cρ+F/50

    F－每立方米粉煤灰用量(Kg)

    T(3)=31.0℃    T(6)=30.60℃   T(12)=27.3℃  T(15)=23.3℃T(21)=16.0℃      T(27)=11.13℃

T(30)=10.8℃

    3、各齡期砼收縮變形值

    ε_y(t)=ε_y0(1-e-^0.01t)×M₁……M₁₀

    M1～M10            考慮各種因素的修正系數(shù)

    ε_y0－標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)砼最終收縮值M₁=1.10                        低熱水泥

    M₂=1.35                        水泥細(xì)度(5000)

    M₃=1.0                         骨料為礫砂

    M₄=1.0                         水灰比0.4

    M₅=1.2                         水泥漿量(25%)

    M₆=1                          7天

    M₆=0.93                        15天

    M₇=0.88                        相對濕度(60%)

    M₈=1.2

    γ=(2×2.8+40.1)/(2.8×40.1)=0.4

    (γ－水力半徑的倒數(shù)m-1，為構(gòu)件截面周長與截面積之比γ=/A)

    M₉=1.0                        機(jī)械振搗

    M₁₀=0.85

    E_aA_a/E_bA_b=2.0×10⁵×804.2×6×6/(1000×2800×3.25×10⁴)

       =0.06

    [(E_aA_a/E_bA_b)]－配筋率

    M₁×……×M₁₀=1.4

    ε_y(3)=0.134×10^-4     ε_y(9)=0.134×10^-4ε_y(12)=0.134×10^-4    ε_y(18)=0.134×10^-4ε_y(21)=0.134×10^-4    ε_y(27)=0.134×10^-4

    ε_y(30)=0.134×10^-4

    4、砼當(dāng)量溫差計算

     T_y(t)=-ε_y(t)/α

    式中，T_y(t) －各齡期(d)砼收縮當(dāng)量溫差，負(fù)號表示降溫

    ε_y(t) －各齡期(d)砼收縮相對變形值

    α－砼的線膨脹系數(shù)，取1.0×10^-5

    T_y(3)=-1.34℃        T_y(6)=-1.34℃ 

    T_y(12)=-1.34℃        T_y(15)=-1.34℃T_y(21)=-1.34℃        T_y(24)=-1.34℃T_y(30)=-1.34℃

    5、彈性模量計算

    E_(t)=E₀(1-e^-0.09t)

    E(7)－砼從澆筑到計算時的彈性模量(N/mm²)

    E₀－砼的最終彈性模量(N/mm²)，取為3.25×10⁴

    E₍₃₎=0.77×10⁴       E₍₉₎=1.5×10⁴E₍₁₂₎=2.15×10⁴       E₍₁₈₎=2.61×10⁴

    E₍₂₁₎=2.76×10⁴           

    E₍₃₀₎=3.03×10⁴6.溫差的計算

    6.1澆筑溫度－T_j，平均大氣溫度T_q

    根據(jù)氣象資料

    太原          6月份平均氣溫20～28℃

    澆筑溫度，取T_j=30℃

    平均大氣溫度，取T_q=28℃

    6.2中心溫度T_z

    T_z=T_(t)+T_j

    T_z(3)=61℃          T_z(6)=60.6℃   T_z(12)=57.3℃        T_z(15)=53.2℃   T_z(21)=46.0℃        T_z(24)=43.1℃   T_z(30)=40.8℃

    砼表面溫度T_b

    砼采用草簾袋保溫，根據(jù)砼中心溫度的計算，15天后，不保溫即可滿足內(nèi)外溫差小于25℃的要求，因此在2～15天進(jìn)行砼保溫養(yǎng)護(hù)。

    T_b=T_q+(4h/M²)×(H-h)×ΔT_(t)

    T_q－平均大氣溫度，取28℃

    H－砼計算厚度

    ΔT_(t)－一定時間，砼中心溫度與外界大氣溫度之差

    h－砼虛厚度，h=(Kλ)/β

    λ－砼導(dǎo)熱系數(shù)：2.33w/(mk)

    K－計算折減系數(shù)，K=0.666

    β－1/[(δ/K1λ1)+(1/βq)]

    δ－保溫材料的厚度，δ=0.08

    λ1－保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)，λ1=0.28

    βq－空氣層傳熱系數(shù)，取23w/(m2k)

    K1－傳熱系數(shù)的修整系數(shù)

    β=1.42        h’=1.09米15天后，去掉保溫

    β=23        h’=0.083米ΔT(t)=Tz(t)-Tb(t)

    Tb(3)=50.78℃         Tb(6)=50.5℃     Tb(9)=50.4℃

    Tb(12)=48.2℃         Tb(15)=45.4℃          Tb(18)=30.36℃

    Tb(21)=30.01℃        Tb(24)=29.7℃          Tb(27)=29.5℃

    Tb(30)=29.4℃

    6.3砼的截面溫度計算

    因為砼截面橫斷面上不同高度處，溫度不一樣，故計算砼溫度變化應(yīng)以截面上平均溫度的變化為依據(jù)。

截面溫度T(t)=Tb(t)+2/3×(Tz(t)-Tb(t))

    T(3)=57.8℃       T(6)=57.4℃T(12)=54.5℃      T(15)=50.8℃T(21)=12℃       T(24)=10.5℃T(30)=8.5℃

    6.4砼的總降溫差計算ΔT(t)*

    ΔT(15)*=T(3)-T(15)-Ty(15)+Ty(3)=11.98℃

    ΔT(24)*=T(3)-T(24)-Ty(24)+Ty(3)=27.54℃

    ΔT(30)*=T(3)-T(30)-Ty(30)+Ty(15)=31.16℃

    7、砼收縮應(yīng)力計算

    σ(t)=[E(t)×α×ΔT(t)*/(1-μ)]×S(t)×R

    σ(t)－按二維公式計算的溫度應(yīng)力(MPa)

    E(t)－各齡期砼彈性模量

    μ－砼泊松比，取0.15

    S(t)－徐變引起的砼松弛系數(shù)，S(15)=0.411

    S(24)=0.355   R－砼外約束力，R取0.5

    ΔT(t)*   (總降溫差)

    E(15)=2.4×104    E(24)=2.4×104    E(30)=3.25×104

    α－砼線膨脹系數(shù)，1×10-5

    7.1砼收縮應(yīng)力計算：

    σ(15)=0.698N/m2      σ(24)=1.44N/m27.2砼抗拉應(yīng)力計算：

    抗拉應(yīng)力f(15)=80%×40×0.06=1.8N/mm2

    抗拉應(yīng)力f(24)=90%×40×0.06=2.18N/mm2

    抗拉應(yīng)力f(30)= 40×0.06=2.4N/mm2

    7.3安全系數(shù)計算K(t)

    K(15)=1.8/0.69=2.6>1.25

    K(24)=2.18/1.44=1.51>1.25

    K(30)=2.4/1.99=1.20

    因在計算中，未考慮砼中UEA膨脹劑的微膨脹，有一定的安全儲備，可滿足砼的抗裂要求。

    二、選擇適宜的氣候條件

    根據(jù)以往大體積砼的施工經(jīng)驗，結(jié)合太原地區(qū)年平均氣溫情況，選擇在4月中旬和9月底施工為最理想，氣溫在10－25℃之間，平均氣溫16℃左右。降低砼的入模溫度，從而控制中心溫升值。根據(jù)山西國貿(mào)中心施工總進(jìn)度計劃，大體積砼的施工在4月中旬，此時氣候體積對大體積砼施工極為有利。因種種原因，導(dǎo)致大體積砼的施工嚴(yán)重滯后，實際施工是在6月底、7月初，澆筑時日平均氣溫28℃左右，白天最高氣溫37℃，氣候條件對大體積砼的施工極為不利。

    三、砼的原材選擇

    砼中的水化熱是由于水與水泥的化學(xué)反應(yīng)引起的，水化熱造成大體積砼的中心溫度大大高于外界溫度，導(dǎo)致大體積砼內(nèi)外溫差過大，降溫梯度過大，而引起砼的開裂。砂、石中含泥量過大，也會加大砼的收縮變形，從而引起砼的開裂。石子粒徑偏小、砂細(xì)度太大都會加大水泥用量而增加水化熱。因而在原材選擇上做了如下考慮：

    1、選擇中低熱水泥�？紤]到太原地區(qū)的實際情況和大體積砼的強(qiáng)度等級C40，綜合計算比較大同普525＃水泥和太原礦渣425＃水泥的水化熱值后，選擇大同普525＃水泥。

    2、嚴(yán)格控制砂、石的含泥量。砂含泥量控制3%以內(nèi)，石子含泥量控制在1%以內(nèi)。綜合考慮施工具體情況后，石子粒徑定為5－31.5mm，砂選用中砂(懷州水洗竇羅砂)。

    四、大體積砼的配合比

    五、大體積砼的施工過程控制

    1、鋼筋綁扎。

    2.8米厚的大底板，鋼筋為上下各6排φ32@150，鋼筋密度很大，上面6排鋼筋總重400多噸，需采用可靠的支撐系統(tǒng)�，F(xiàn)場采用40×40×4角鋼與8＃槽鋼結(jié)合的Y型支架，間距3m×2m來支撐上部鋼筋和施工荷載，收到了很好的效果。施工過程未出現(xiàn)上部鋼筋下沉及傾斜現(xiàn)象，上部和下部鋼筋同方向重疊綁扎，確保砼施工中，砼可以順利流淌入鋼筋間隙。為防止大體積砼表面開裂，在砼上表面即上層鋼筋的上面增設(shè)雙向ф6@150鋼筋，有效地防止了砼表面的收縮裂縫。

    2、砼的振搗

    大體積砼的施工過程中，砼振搗越密實，越不易開裂，為此，2.8米厚底板上共設(shè)置振搗棒30根，分別按部位，在流動砼的前、中、后將責(zé)任落實到人振搗，重點注意柱、剪力墻部位，以防漏振。底板側(cè)開口，開始時，防止砼振搗的操作人員從側(cè)面進(jìn)入底板內(nèi)，進(jìn)行下部振搗，確保砼的密實度和杜絕下鐵漏筋。同時底板上下各設(shè)置3名管理人員，用對講機(jī)聯(lián)系，上部管理人員將看到的問題即使放映給下部人員，及時處理振搗過程中發(fā)現(xiàn)的問題。

    3、砼的入模溫度控制

    砼的入模溫度直接影響砼中心溫升值，因而降低砼的入模溫度是大體積砼施工的一個重要控制內(nèi)容。在砼澆筑前，控制砼的入模溫度宜≤25℃，為達(dá)到這一要求，商品砼攪拌站采取了如下措施：

    3.1砼罐車保溫、淋水。

    3.2砂、石場地覆蓋，石子場地3天前澆水降溫。

    3.3砼用水采用水箱內(nèi)加冰塊的辦法將水溫控制在6℃以下。

    采取以上措施后，商品砼的出站溫度在24℃－27℃左右。由于大體積砼澆筑在6月底、7月初，室外氣溫白天基本在35℃－37℃之間，入模溫度難以達(dá)到預(yù)期要求，實際入模溫度在27℃－29℃之間。

    4、砼的現(xiàn)場入模。大體積砼的澆筑需避開雨天，因而從當(dāng)?shù)貧庀蟛块T得到的氣象資料和常年雨季分布日情況，定澆筑日為6月28日－6月30日(東塔樓)，7月3日－7月5日(西塔樓)。為了降低環(huán)境溫度，澆筑初期，現(xiàn)場周圍灑水，基坑壁灑水，在上部鋼筋上用阻燃草簾被覆蓋，以免陽光照曬使基坑內(nèi)升溫。澆筑從晚上7點開始，利用兩個晚上和一個白天，36小時完成4750m3的第一塊大體積砼的澆筑，為此，現(xiàn)場設(shè)3個溜槽，2臺泵車(43米臂、32米臂各一臺)，1臺地泵(90m2/小時)。兩個商品砼攪拌站、30輛罐車供應(yīng)和運(yùn)輸砼。實際澆筑第一塊2.8米厚底板，由于罐車不及時，用了44小時，第二塊2.8米厚底板，用了34小時。

    5、砼的保溫和測溫

    由于大體積砼的澆筑在6月底、7月初，氣溫很高，在入模溫度難以達(dá)到預(yù)定值后，砼的保溫和測溫工作就成為控制砼內(nèi)外溫差和降溫速度的唯一措施，其重要性在大體積砼施工中就抗裂措施方面屬第一位。因而，在方案考慮和現(xiàn)場施工中，砼的保溫和測溫工作不能忽視，為此現(xiàn)場采取如下措施。

    5.1埋設(shè)測溫點

    每個主塔樓底板埋設(shè)測溫點22個(具有代表性的點)，每點分上、中、下，共計66個預(yù)埋式溫度傳感器，用建筑電子測溫儀測量讀數(shù)，基本上反映了整塊大體積砼的表面、中心、下部溫度，埋設(shè)工作安排在澆筑前的12h進(jìn)行，避免溫度傳感器丟失和破壞。

    5.2大體積砼表面保溫

    為避免砼的表面溫度與中心溫度之差過大(規(guī)范規(guī)定≤25℃)，保證日降溫速度在1.5℃左右，大體積砼澆筑完需在表面覆蓋保溫材料，通過保溫材料的增減來控制日降溫速度和內(nèi)外溫差。結(jié)合砼的養(yǎng)護(hù)，現(xiàn)場覆蓋二層塑料布，三層保溫草簾被，實現(xiàn)大體積砼的保溫和養(yǎng)護(hù)。

    5.3大體積砼的測溫

    根據(jù)砼的升溫速率來決定測溫頻次，在砼澆筑完三天至五天時間內(nèi)，基本保證2－4小時測一次，之后，4－6小時測一次。2.8米厚兩塊大體積砼底板的中心溫度平均為72℃，最高點溫度為74.4℃。表面最高平均溫度51.9℃。

    7月13日，當(dāng)中心平均溫度降至53℃時，它與大氣平均溫度27℃僅相差26℃，而此時砼的表面溫度肯定大于大氣溫度，即此時的中心平均溫度與表面平均溫度之差肯定小于25℃。從7月13日起，撤掉所有塑料布及保溫草簾被，經(jīng)觀察，砼表面無裂紋。大體積砼一次澆筑成功。

    六、大體積砼施工的幾點感想

    1、大體積砼施工時要對砼的原材料進(jìn)行控制。

    1.1選用中低熱水泥；

    1.2采用砼的后期強(qiáng)度，及R60代替R28，以降低水泥用量來降低水化熱；

    1.3在可能的情況下，盡量采用粒徑較大的粗骨料，以減少用水量及水泥用量；

    1.4對粗細(xì)骨料的含泥量盡量控制。

    2、大體積砼施工時必須摻加有效的外加劑。

    2.1摻加一定比例的高效減水劑，以減少用水量及水泥用量；

    2.2摻加一定數(shù)量的磨細(xì)粉煤灰，改善砼的坍落度和粘塑性，滿足可泵性要求；

    2.3摻加UEA膨脹劑，以增強(qiáng)砼的抗裂性；

    2.4根據(jù)緩凝時間12h，摻加一定數(shù)量的緩凝劑；

    3、在高溫季節(jié)進(jìn)行大體積砼施工，要對砼入模溫度進(jìn)行有效的控制。

    3.1對砼出罐溫度進(jìn)行控制

    3.1.1砼用水中加冰塊進(jìn)行降溫；

    3.1.2砼用砂要提前進(jìn)行覆蓋，免受太陽照射；

    3.1.3砼用石子要提前用井水澆灑，精心降溫，并覆蓋。

    3.2控制砼入模溫度

    3.2.1所用砼罐車加保溫被或淋水；

    3.2.2在施工相差砼流淌的斜面之上鋼筋網(wǎng)片上覆蓋草簾被，防止陽光直接照射砼；

    3.2.3用麻袋將地泵的泵管包裹，并不斷澆水濕潤。

    4、加強(qiáng)砼的測溫和覆蓋保溫工作

    砼澆筑完后，通過測溫，隨時了解砼中心與表面的溫差，由于趕工期，施工隊在底板上進(jìn)行下道工序施工，覆蓋保溫層在局部地方遭到破壞或干脆掀開，致使局部砼溫差高達(dá)30－33℃，平均溫差高達(dá)26.6℃，及時加強(qiáng)覆蓋后，溫差又逐步減小。說明大體積砼表面保溫工作非常重要，覆蓋層的薄厚直接影響砼表面與中心溫差的大小。