【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 業(yè)中心、西部信道側(cè)接線工程、沃爾瑪亞洲總部、福田交通綜合樞紐中心、京基金融中心、深圳證券交易營(yíng)運(yùn)中心工程等重大工程，供應(yīng)過程與工程質(zhì)量均取得施工單位與業(yè)主、監(jiān)理的一致好評(píng)。 工程名稱 樁芯混凝土等級(jí) 最大直徑（ m） 備注 京基金融中心 C50 98 層 時(shí)代財(cái)富廣場(chǎng) C40 52 層 平安金融中心樁基礎(chǔ)工程 大體積混凝土專項(xiàng)施工方案 19 大體積樁芯混凝土 熱工計(jì)算 大體積樁芯混凝土溫度裂縫產(chǎn)生的基 本原理 由于水泥水化過程中的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱量，所以混凝土在澆筑后的溫度都有一定程度的升高。隨著水化熱的逐漸減少及發(fā)熱量的散發(fā)，混凝土的溫度就會(huì)慢慢的降低。一般大體積混凝土溫度在 35 天內(nèi)呈上升趨勢(shì)，以后溫度逐漸下降，一般經(jīng)過較長(zhǎng)的時(shí)間才能達(dá)到穩(wěn)定溫度。 混凝土在升溫過程中體積膨脹，受到基巖（或相鄰部位）的約束產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力；降溫過程中體積收縮，受到基巖（或相鄰部位）約束產(chǎn)生的拉應(yīng)力。但由于早期混凝土彈性模量較小，受到約束后產(chǎn)生的預(yù)壓應(yīng)力也較小，后期彈性模量大，受到約束后產(chǎn)生的拉應(yīng)力也較大，并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于早 期預(yù)壓應(yīng)力，致使混凝土開裂。溫度控制的目的就是通過一定措施，減小混凝土的降溫幅度，降低溫度應(yīng)力，確保混凝土的完整性，從而保證施工質(zhì)量。 樁芯大體積混凝土施工期溫度分析 大體積混凝土澆筑后，根據(jù)實(shí)測(cè)溫度值和繪制的溫度升降曲線，分別計(jì)算各降溫階段產(chǎn)生的混凝土溫度收縮拉應(yīng)力，其累計(jì)總拉應(yīng)力值，如果未超過同齡期的混凝土抗拉強(qiáng)度，則表示所采取的抗裂措施能有效的控制預(yù)防裂縫的出現(xiàn)， 不至于 引起 樁身 出現(xiàn)貫穿性裂縫；如超過該階段的混凝土抗拉強(qiáng)度，則應(yīng)采取加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)和保溫措施，使緩慢降溫和收縮，提高該齡期混凝土的抗拉強(qiáng)度、彈性模 量和發(fā)揮徐變特性等，以控制裂縫的出現(xiàn)。 一般混凝土澆筑后其溫度變化可用下圖表示： Tp溫度上升 冷卻 穩(wěn)定T hT tTΔ時(shí)間混凝土溫度變化過程曲線平安金融中心樁基礎(chǔ)工程 大體積混凝土專項(xiàng)施工方案 20 圖 313 混凝土溫度變化過程曲線 深圳 2020 年月平均氣溫（℃） 表 317 深圳 2020 年月平均氣溫表 月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 2020 年 預(yù)計(jì) 今年 16 月份施工 時(shí)， 大氣最高 溫度 為 30℃ 左右 ，混凝土澆筑溫度控制在 33℃，進(jìn)行計(jì)算分析。 混凝土 溫度應(yīng)力分析 （ 1）混凝土最終絕熱溫升 ?CQT t c)( m?（ 1emt） 式中 T(t)— 混凝土最終絕熱溫升； mc— 每立方米混凝土 膠凝材料 用量； Q— 每公斤 膠凝材料放出的 水化熱量 ， Q=kQo，根據(jù)配合比粉煤灰和礦粉的參量， K 取， Qo取 水泥 7 天水化熱 291KJ/kg； C— 混凝土比熱 ，取 （ kg ℃ ） ； 平安金融中心樁基礎(chǔ)工程 大體積混凝土專項(xiàng)施工方案 21 ρ — 混凝土密度 （ 2400kg/m3） 。 m— 與水泥品種、澆注溫度有關(guān)的系數(shù)，取 ； t— 齡期（ 7d）。 經(jīng)計(jì)算列于下表。 表 318 混凝土最終絕熱溫 升 （℃） 試配編號(hào) T70 T69 T67 T68 T(t) （ 2）混凝土內(nèi)部不同齡期溫度 ①求不同齡期絕熱溫升 混凝土塊體的實(shí)際溫升，受到混凝土塊體厚度變化的影響，因此與絕熱溫升有一定的差異。水化熱溫升與混凝土塊體厚度有關(guān)的系數(shù)ξ值，如表所示。 不同齡期水化熱溫升與混凝土厚度有關(guān)系數(shù)ξ值。 表 319 不同齡期水化熱溫升與混凝土厚度有關(guān)系數(shù)ξ值 混凝土厚度（ m） 不同齡期水化熱溫升與澆筑混凝土厚度降溫系數(shù) ζ 3d 6d 9d 12d 15d 18d 21d 24d 27d 30d 由于本工程樁體積混凝土深度小者十幾米，大者三十多米，如果按照樁長(zhǎng)作為混凝土厚度，則大體積混凝土厚度將大于 10m，若按樁徑作為大體積混凝土厚度 ，則大體積混凝土厚度達(dá)到平安金融中心樁基礎(chǔ)工程 大體積混凝土專項(xiàng)施工方案 22 和 。無論按照何種厚度現(xiàn)有的研究成果中都未有大于 4m 厚度的ξ值。但是通過研究ξ值參數(shù)表可以知道，隨著厚度的增加ξ值的遞增率將逐漸減少，根據(jù)以上數(shù)據(jù)的差值推算，厚度大于 8m 時(shí)ξ值的遞增值將小于 ，對(duì)計(jì)算的影響將很小，故我們根據(jù)現(xiàn)有的資料推算到了 58m 時(shí)的ξ值。 表 320 58m 不同齡期水化熱溫升與混凝土厚度有關(guān)系數(shù)ξ值 混凝土厚度（ m） 不同齡期水化熱溫升與澆筑混凝土厚度降溫系數(shù) ζ 3d 6d 9d 12d 15d 18d 21d 24d 27d 30d 4 5 6 7 8 由公式 Tt=T（ t）ξ 式中 Tt— 混凝土不同齡期的絕熱溫升； T(t)— 混凝土最高絕熱溫升； ξ — 不同齡期水化熱溫升與混凝土厚度有關(guān)值。 經(jīng)計(jì)算列于下表。 表 321 不同齡期的絕熱溫升（℃） 齡期 (d) 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 絕熱 溫T70 T69 T67 平安金融中心樁基礎(chǔ)工程 大體積混凝土專項(xiàng)施工方案 23 升 T68 ②不同齡期混凝土中心最高溫度 Ｔ max＝ Tj＋ Tt 式中 Tmax— 不同齡期混凝土中心最高溫度； Tj— 混凝土澆筑溫度； Tt— 不同齡混凝土絕熱溫升。 計(jì)算結(jié)果列于下表。 表 322 不同齡期混凝土中心最高溫度 （℃） 齡期 (d) 1 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 中心最高溫度 T70 33 T69 33 T67 33 T68 33 注： 1d 為混凝土澆筑溫度 。 （ 3）混凝土溫度應(yīng)力 本樁芯砼按外約束為二維時(shí)的溫度應(yīng)力 (包括收縮 )來考慮計(jì)算。 ①各齡期混凝土的收縮變形值及收縮當(dāng)量溫差 值 ε y(t)＝ε 0y() M1 M2x…… Mn 式中 ： ε y(t)— 齡期 t 時(shí)混凝土的收縮變形值； 平安金融中心樁基礎(chǔ)工程 大體積混凝土專項(xiàng)施工方案 24 ε 0y— 混凝土的最終收縮值，取 104/℃； M M2…… Mn 各種非標(biāo)準(zhǔn)條件下的修正系數(shù)。 本工程根據(jù)用料及施工方式修正系數(shù)取值如 下 表。 表 323 修正系數(shù)取值 修正系數(shù) M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 M10 M11 試配編號(hào) T70 T69 T67 T68 注：其中 M5 的取 值為： M5=（ 1d）、 (2d)、 (3d)、 (4d)、 (5d)、 (7d)、(10d)、 (14180d)。 經(jīng)計(jì)算得出收縮變形值 列于下 表 。 表 324 不同齡期收縮變形值 齡期 (d) 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 收縮變形值 T70 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 T69 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 T67 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 平安金融中心樁基礎(chǔ)工程 大體積混凝土專項(xiàng)施工方案 25 T68 106 106 106 106 106 106 106 106 106 106 將混凝土的收縮變形換算成當(dāng)量溫差 ?? )()( ttT yy ? 式中 )(tTy — 各齡期混凝土收縮當(dāng)量溫差 (℃ )； ε y(t)— 各齡期混凝土收縮變形； ? — 混凝土的線膨脹系數(shù)，取 105/℃。 表 325 各齡期收縮當(dāng)量溫差 (℃ ) 齡期 (d) 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 當(dāng)量溫差Ty(t) T70 T69 T67 T68 ②各齡期混凝土的最大綜合溫度差 Δ T(t)＝ Tj＋ 32 T(t)＋ Ty(t)Tq 式中Δ T(t)— 各齡期混凝土最大綜合溫差； Tj— 混凝土澆筑溫度 ， 取 33℃； T(t)— 齡期 t 時(shí)的絕熱溫升； Ty(t)— 齡期 t 時(shí)的收縮當(dāng)量溫差； 平安金融中心樁基礎(chǔ)工程 大體積混凝土專項(xiàng)施工方案 26 Tq— 混凝土澆筑后達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的溫度 ， 取 施工時(shí) 氣溫 30℃。 各齡期混凝土最大綜合溫度差計(jì)算結(jié)果列 于下 表 。 表 326 各齡期混凝土最大綜合溫度差 (℃ ) 齡期 (d) 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 綜合溫差ΔT(t) T70 T69 T67 T68 ③各齡期混凝土彈性模量 E(t)＝ Eh() 式中 E(t)— 混凝土齡期 t 時(shí)的彈性模量 (MPa)； Eh— 混凝土最終彈性模量 (MPa)， C45 混凝土取 104(MPa)。 混凝土齡期 t 時(shí)的彈性模量計(jì)算結(jié)果列 于下 表 。 表 327 混凝土齡期 t 時(shí)的彈性模量 齡期 (d) 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 彈性 模量E(t) T70 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 T69 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 T67 平安金融中心樁基礎(chǔ)工程 大體積混凝土專項(xiàng)施工方案 27 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 T68 104 104 104 104 104 104 104 104 104 104 ④混凝土徐變松馳系數(shù)、外約束系數(shù)、泊松比及線膨脹系數(shù) ， 根據(jù)有關(guān)資料取值列 于下 表 。 表 328 混凝土齡期 t 時(shí)的松馳系數(shù) 齡期 (d) 3 6 9 12 15 18 21 24 27 松馳系數(shù)Sh(t) (R) 按一般土地基，取 R=； (μ )取 ； (α ) α取 105/℃ 。 ⑤不同齡期混凝土的溫度應(yīng)力 RSTEt thtt ??? ???? )()()( 1)( ??? 式中σ (t)— 齡期 t 時(shí)混凝土溫度 (包括收縮 )應(yīng)力； E(t)— 齡期 t 時(shí)混凝土彈性模量； α — 混凝土線膨脹系數(shù)； 平安金融中心樁基礎(chǔ)工程 大體積混凝土專項(xiàng)施工方案 28 Δ T(t)— 齡期 t 時(shí)混凝土綜合溫差； μ — 混凝土泊松比； Sh(t)— 齡期 t 時(shí)混凝土松馳系數(shù)； R— 外約束系數(shù) ，按一般土地基，取 R=。 不同齡期混凝土溫度 (包括收縮 )應(yīng)力計(jì)算結(jié)果列 于下 表 。 表