维普资讯 http://www.cqvip.com 第６卷第３期 水利与建筑工程学报 Ｖ０１．６ ＮＯ．３ ２ ０ ０ ８年９月 ｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｗａｔｅｒ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ ＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎ Ｓｅｐｔ．，２００８ 大体积混凝土基础底板施工温控监测 蒋沧如，章东强 （武汉理工大学土木工程与建筑学院，湖北武汉４３００７０） 摘要：在施工过程中，对某大体积混凝土基础底板进行实时温度监控，从而及时了解混凝土内部温度 的变化情况，并根据实测数据采取相应的措施控制温差。监测结果表明，该工程的温度变化趋势较为合 理．温差控制效果较好。 关键词：大体积混凝土；基础底板；温度监控；温度裂缝 中图分类号：ＴＵ３７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２一ｌ１４４（２ｏ０８）０３—０１０５一ｏ２ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｏｆ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｆ０ｒ Ｍａｓｓ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ Ｓｌａｂ ＪＩＡＮＧ Ｃａｎｇ—ｒｕ．ＺＨＡＮＧ Ｄｏｎｇ—ｑｉａｎｇ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＣｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ，Ｈｕｇｅｉ ４３００７０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｃｏｕｒｓｅ，ｔｈｅ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｍｏＭｔｏｆｉｎｇ ｆｏｒ ｏｎｅ ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｓｌａｂ ｏｆ ｍａｓｓ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｉｓ ｍａｄｅ，ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎｓｉｄｅ ｔｈｅ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ａｒｅ ｔｉｍｅｌｙ ｄｅｔｅｃｔｅｄ ａｎｄ ｓｏｍｅ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ｔａｋｅｎ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏ１ ｔｈｅ ｉｎｔｅｍａｌ ａｎｄ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｒｕｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｉｎ ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ ｄａｔａ．Ｔｈｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｒｓｅｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｈａｎｇｅｓ ａｒｅ ｐｒｏｐｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｍｌ ｅｆｆｅｃｔ ｆｏｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ ｉｓ ｍａｒｋｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｓｓ ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ ｓｌａｂ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｍｏｎｉｔｏｒ；ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｒａｃｋ ０引言 ２温度实时监控方案 大体积混凝土在实际工程中已得到广泛应用，现代建筑 ２．１监测内容及方法 施工中常涉及到大体积混凝土施工，其主要特点是：一次浇 为防止大体积混凝土筏板出现施工浇筑阶段的温差开 筑混凝土的体积大，混凝土表面系数比较小，水泥水化热释 裂，造成结构质量隐患，根据国家现行标准、规范等以及同类 放比较集中，内部温升较快，当混凝土内外温差较大时极易 工程经验，随时监测温差，并对施工单位相应的温差控制实 产生温度裂缝，影响工程结构安全和正常使用＿】．２］。为了控 施措施提供及时准确的预警和反馈。温差监测预警值以筏 制温度裂缝，有必要进行温度场和温度应力计算，常用的计 板基础混凝土内外温差接近２５℃或温度陡降大于１０℃为 算方法是有限单元法。但由于大体积混凝土结构温度裂缝 准。 的产生与骨料品种、配合比、外加剂和掺合料、浇筑温度、浇 将温度传感器埋置于混凝土中，采用便携式数字温度测 铡顶序、外界气温、保温措施、养护条件等因素有关，施工过 量计进行测量。从混凝土浇筑首日起，第１ ｄ－－９ ｄ，每２ ｈ测 程中又存在很多不确定性，理论计算很难完全模拟实际情 温１次；以后每２４ ｈ测温１次。 况，因此有必要对大体积混凝土的温度进行实时监测，以便 ２．２测点布置 及时了解混凝土的温度变化情况，相应地采取合理的温控措 根据该工程筏式基础的形状、尺寸和标高，共布置４０个 施［３Ｉ。 测温区，每个测区沿竖向布置３个测温点（如图１）。另外，还 在各测区布置温度计，以测试基础表面大气温度、保温层内 １工程概况 部温度。 某工程地下室２层，地上主楼分别为１８层、２５层，裙房 为４层，采用钢筋混凝土框架一剪力墙结构，筏板基础，其基 础底板的平面尺寸为１２８ ｍ×２４ ｍ，板厚为１．８ ｍ，其中电梯 井部位厚度约为３．５ ｍ。横向设置两条后浇带，采用泵送 Ｃ４０混凝土，人工浇筑捣实，浇筑时间为１０月底至ｌ１月初， 混凝土工程总量约为５ ６００ ｍ３，属大体积混凝土，因此有必 要实时监控混凝土的温度情况。 图１测点竖向布置示意 收稿日期：２００８—０３—０５ 修回日期：２００８ ０３—２１ 作者简介：蒋沧如（１９４６一），男（汉族），江西泰和人，教授，博士生导师，主要从事结构理论与计算方法研究。 维普资讯 http://www.cqvip.com １０６ 水利与建筑工程学报 第６卷 ２．３控制措施 于中间测点与底部之间的温差，这是由于顶层部位的温度比 （１）由于该工程施工时，外界气温较低且变化大，因此 其它部位低，而且降温速度比其它部位快。该测区混凝土内 需根据温度监测情况，及时调整麻袋及塑料薄膜层数。 部的最高温度与表层最低温度之差在第２ ｄ达到２６℃，施工 （２）底板集水坑、电梯井侧壁等不易保温的部位要加强 方及时加盖一层麻袋和一层塑料薄膜，温差即降至２５℃以 保温。 内；而其它部位测区的混凝土内部最高温度与表层最低温度 （３）养护期间保温材料不能一次全部撤除，应根据温度 之差均小于２５℃。 实测情况分期分批地逐渐撤除。 从中间测点与顶层测点的温差变化曲线可以看出，温差 （４）养护过程中可能会由于掺加外加剂的原因使混凝 有两个明显的峰值：（１）混凝土浇筑后升温过程中，即浇筑 土表面提早泛自缺水，应立即浇水养护，保温材料也应即掀 后１～２ ｄ内，该阶段混凝土一般不会因温差过大而形成温差 即盖。 裂缝；（２）混凝土降温过程中的温差峰值，即出现在浇筑后 的第５ ｄ左右。降温过程中，顶层因降温收缩而产生拉应力， 若温差拉应力与收缩拉应力的作用超过混凝土当时的抗拉 强度时就可能产生裂缝，因此应尽可能采取保温等措施推迟 该峰值的出现时间。 ４结论 通过对温度监控的结果进行分析可知，该工程的混凝土 温度变化趋势较为合理，在施工过程中，由于及时加盖了薄 膜和麻袋，因此测点之间的温差控制在允许范围之内，从而 有效地保证了大体积混凝土的施工质量，避免了由于温差拉 ｕ ２ ４ ６ ８ １０ １２ ０ ２ ４ ６ ８ １０ １２ 浇筑后的时问／ｄ 浇筑后的时间 应力产生裂缝。 图２温度随时间变化趋势 图３温差随时问变化趋势 参考文献： 从图２的监测数据及变化曲线可知，底板混凝土温度在 ［１］袁勇．混凝土结构早期裂缝控制［Ｍ］．北京：科学出版社， 达到最大值后缓慢下降，未出现回升等异常现象。大体积混 ２００４． 凝土中间部位温度最高，其次是底层，顶层温度稍低。顶层、 ［２］王铁梦．工程结构裂缝控制［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社， 中间和底部的温度均在浇筑后的第２ ｄ达到峰值，顶层降温 １９９７． 速度较快，底层降温缓慢。 ［３］王玉岚，蒋沧如，苏骏，等．大体积混凝土的温控监测实例［Ｊ］． 从图３可以看出，中间测点与顶层测点之间的温差要高 新型建筑材料，２００４，（６）：２５ ２７． ０： — ＾●： ＾ ２ ＾ ＾ Ｊ ‘ ＾’ ‘ ． ‘ （上接第１０２页） 从径向应力分布图３可知，柱体外表面处的应力为零， 参考文献： 这与边界条件即圆柱体边界面上应力自由是相吻合的。圆 ［１］Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋｈａｒａｉａｈ Ｄ Ｓ．Ａ ｕｎｉｑｕｅｎｅｓｓ ｔｈｅｏｒｅｍ ｉｎ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ 柱中周边的区域受压，而且受压区域随着时间的推移，由于 ｔｈｅｒｍｏｅｌａｓｔｉｄｔｙ ｗｉｔｈｏｕｔ ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｉｐａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｈｅｒ 热能的增加，压应力逐渐增大。 ｅｒａｌ ｓｔｒｅｓｓｅｓ，１９６６，１９（３）：２６７—２７２． 从图４可以看出，传统的传热学理论中热是以有限大的 ［２］ Ｃｈａｎｄｒａｓｅｋｈａｒａｉａｈ Ｄ Ｓ．Ａ ｎｏｔｅ ｏｎ ｕｎｉｑｕｅｎｅｓｓ ｏｆ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ 速度传播，而广义传热学温度是以有限大的速度传播。 ｌｉｎｅａｒ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｔｈｅｒｍｏｅｌａｓｔｉｅｉｔｙ ｗｉｔｈｏｕｔ ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊ Ｅｌａｓｔｉｃｉｔｙ，１９９６，（４３）：２７９—２８３． ５结论 ［３］Ｓｃｏｔｔ Ｎ Ｈ．Ｅｎｅｒｇｙ ｎａｄ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎ ｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓ ｐｌａｎｅ ｗａｖｅ８ ｉｎ ｔｈｅｒｍｏｅｌａｓｔｉｅｉｔｙ［Ｊ］．Ｗａｖｅ Ｍｏｔｉｏｎ，１９９６，２３（４）：３９３—４０６． 通过以上对无限长旋转圆柱体的热弹耦合问题的研究， ［４］Ｉｓｅａｎ Ｄ．Ｏｎ ｔｅｈ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｔｈｅｒｍｏｅｈｓｔｉｅｉｔｙ ｗｉｔｈｏｕｔ ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｉｐａ． 可以得到如下的结论： ｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｒｄ ｏｆ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｓｔｒｅｓｓｅｓ，１９９８，２１（３）：２９５—３０７． （１）在给定时刻，热的扰动区域是无限的； ［５］Ｑｕｉｎｔａｎｉｌｌａ Ｒ．Ｏｎ ｔｈｅ ｓｐａｔｉａｌ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｉｎ Ｔｈｅｒｍｏｅｌａｓｔｉｅｉｔｙ ｗｉｔｈｏｕｔ （２）介质呈现了热弹耦合效应。 ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｉｐａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｓｔｒｅｓｓ，１９９９，２２（２）： （３）传统的传热学理论与广义传热学温度有着本质的 ２１３ ２２４． 区别，在传统的传热学理论中，热的传播速度是无限的；而在 ［６］ Ｋｕｍａｒ Ｒ，Ｄｅｓｗａｌ Ｓ．Ｓｕｒｆａｃｅ ｗａｖｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｉｎ ａ ｍｉｃｍｐｏｌａｒ 广义传热学理论，热是以有限速度进行传播的。 ｔｈｅｒｍｏｅｌｓａｔｉｃ ｍｅｄｉｕｍ ｗｉｔｈｏｕｔ ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｉｐａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊ ｓｏｕｎｄ ａｎｄ Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ。２００２，２５６（１）：１７３ １７８．
