大体积混凝土基础施工方法(3)

西南交通大学网络教育毕业设计（论文） 3 过程中的温度场变化的规律，有时不能准确地反映出混凝土的应力场，因此应该加以改革。目前一些学者在已有的理论基础上现代技术和科技，综合多学科的基本理论，全面考虑混凝土的入模温度、混凝土的弹性模量的变化、水泥水化热散热规律、外界气温变化、养护措施等规律，使很多理论问题得到解决，对混凝土质量和裂缝控制也有很大意义。

1.2.2国外相关文献及理论成果

20世纪初水灰比理论的提出，标志着现代混凝土技术及相关研究的开端，但在相当长的时间内，人们对大体积混凝土的相关理论问题还没有进行过透彻研究，对温度变化过程及其后果也不甚了解，因此在设计和施工中对此也缺少应有的注意。后来随着实践的发展，人们逐渐注意到裂缝问题及内外温差变化带来的影响，并开始认识到大体积混凝土出现裂缝的原因是之一在于温度应力大于混凝土的抗拉强度。于是学界开始进行有关温度变化问题、温度应力问题和控制温度及温度应力的措施等问题面的研究。

国际上在这方面的系统性研究，始于20世纪30年代中期美国修建鲍尔德坝的实践。30年代初期，美国所修建的几座混凝土大坝都出现了裂缝问题，所以美国商务局在修建鲍尔德坝之前，进行了系统的内外温差及温度应力的研究，提出了一些有效的降温措施，从而防止了危害性裂缝的形成。这种研究成果至今仍有一定的影响力。随着科技进步，40年代美国陆军工程师团又发展了预冷骨料，通仓浇筑方法，60年代又采取了泡沫塑料坝面保温等措施来防止表面裂缝。

以上这一系列措施基本上都是从控制大体积混凝土中浇筑块温度变化幅度着眼的，一直沿用至今，行之有效。从实际设计和施工水平方面看，自40年代至今，各国(如美国、俄罗斯、巴西和中国等)对大体积棍凝土的裂缝问题的研究都做了深入的探讨，并提出了一些防裂措施。经过几十年的研究和实践，现代技术在防范大体积混凝土变形以及裂缝方面已经探讨出了行之有效的方法，这是值得肯定的。

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第2章 应用于施工中的混凝土特性研究

2.1混凝土及大体积混凝土定义

混凝土，学名“砼”，是指由凝胶材料将集料胶合在一起的复合过程材料的简称，日常生活中应用最广泛的的混凝土通常是以水泥作为凝胶材料，以砂石作为集料，并按照一定比例进行配合，经搅拌成型后应用于土木工程和建筑施工。

但是对于大体积混凝土的定义，学界尚未形成统一意见。我国于2011年发布的《普通混凝土配合比设计规程》（以下简称《规程》）对涉及的理论方面的问题作了相关规定，其中上文指出的混凝土，是普通混凝土的简称，在建筑行业和土木工程中，通常指水泥混凝土。同时其还指出，普通混凝土由水泥、砂石、矿物掺合材料、外加剂和水调配而成，这些材料之间的配合比直接影响着混凝土的质量、强度以及寿命长短。对于大体积混凝土，《规程》也给出了定义，认为其是指“混凝土结构物中实体最小尺寸大于或等于lm的部位所用的混凝土简称大体积混凝土”，但是这种定义还有可商榷之处。因为在实践中，我们不难发现，有很多实体最小尺寸不足lm，但是其体积较大，水热及内外温差变化也较大，这些混凝土实体是否该被视为大体积混凝土还需要进一步的讨论。而关于大体积混凝土问题，国外一些学术机构也提出了自己的意见。

美国混凝土协会在对其进行定义时，对体积没有下简单的要求，而是认为其尺寸大到需要采取措施进行因水热变化和内外温差引起的体积变化的防范即可视为大体积混凝土，同时该协会还认为，大体积混凝土更应该考虑开裂问题。

而国际混凝土协会提出的意见则是一次浇筑出的混凝土实体的最小尺寸大于0.6m，且水泥用量大于400kg/m3,而且必须考虑施工中采用的材料以达到降低温差，防止开裂的目的。

因此我们可以看到，这两种定义，不仅考虑了混凝土结构的尺寸和体积问题，而且同时也考虑到了水热变化和温差引起的体积变化和开裂问题，相比我国《规程》中的定义，更全面更科学。在此基础上，我们认为，大体积混凝土应该是指一次浇筑的混凝土实体尺寸较大（一般不要低于0.6m），且必须采取有效措施防范裂缝的产生，符合这两条标准的即可被视为大体积混凝土。

2.2混凝土特点和工艺要求

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作为一种应用极为广泛的建筑材料，混凝土有着自己的特点和特殊工艺要求，这些都集中体现在其原材料和配合比等方面，下面进行具体分析。

2.2.1混凝土设计中原材料及外加剂要求

普通混凝土的原材料主要包括水泥、砂石和其它矿物掺合材料，外加剂则包括各种天然以及化学材料。在实际应用中，普通混凝土又称水泥混凝土，正是因为水泥在其中起到的决定性作用，在其成型时，按照一定比例将水泥和水调配和混合成水泥浆，包裹在砂石和其它原材料的表面并渗透到材料的空隙中间形成可供使用的混凝土材料。而混凝土中外加剂的考虑主要是出于对混凝土性能的要求，要实现对混凝土的特殊性能要求，必须使用有针对性的高性能外加剂，这也使得外加剂在工程中的应用逐渐广泛化。外加剂的使用可以起到有效提高混凝土性能的作用，但是对外加剂的选择和添加方法，我们应该给予更高的关注，应该对其进行分类研究和对比分析，更加工程中的具体要求选择合适的外加剂。这方面，《规程》中也给出了一些指导性意见，有关单位可以进行借鉴。

2.2.2混凝土施工中涉及中技术指标要求

混凝土在施工中涉及的技术指标方面的要求主要包括强度、变形以及耐久性，这写都是影响最终混凝土性能以及工程结果的重要因素，也是施工中考虑的主要方面之一。

混凝土的强度是指混凝土硬化之后的抗负荷能力，反映的是其在抵抗荷载方面的能力，具体包括抗压、抗弯、抗拉、抗折等方面。混凝土强度主要取决了其使用的材料以及水灰比、外加剂、湿度和外部环境等。由于混凝土的强度很大程度上影响着它的寿命，使用学界对该问题的研究也比较丰富，《规程》以及《混凝土结构设计规范》、《普通混凝土力学性能试验方法标注》等国家相关文件中都对涉及的理论问题做出了说明和规定，构成单位可进行一定参考。

混凝土的变形问题是业界最关心的问题之一，也是决定混凝土质量的关键因素。混凝土变形包括荷载作用引起的变形以及非荷载作用引起的变形，前者主要由外力引起，较易进行控制，后者主要由温度变化、湿度变化以及化学作用等，进行有效控制比较难。混凝土的变形以及进一步引发的裂缝问题一直是困扰业界的难题，我们认为必须在施工前具考虑到具体的环境以及施工因素，对可能引发变形的外因进行管控，对水灰比也进行严格把关，双管齐下共同达到控制混凝土变形的目的。

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混凝土的寿命主要是指其耐久性，也就是在混凝土交付之后，在以后的使用过程中其抵抗各种外界破坏力量，保持抗负荷和性能完整的作用。具体来说，混凝土的抗变形能力、抗腐蚀能力、抗氧化能力以及抗冻、抗渗透等都影响着混凝土的寿命。具有良好耐久性的混凝土可以保证其在规定的使用年限内，有效抵抗各种外力因素的侵蚀而无需额外投入费用进行维修。为确保混凝土的耐久性，必须对其使用的材料以及工艺进行掌控，确保其材料符合标准，性能良好，最终达到增加混凝土及建筑寿命的目的。

2.2.3混凝土的和易性问题

混凝土的和易性指的是混凝土在拌合成型时，根据具体的施工条件和搅拌、浇灌、捣实等操作过程从而获得均衡密实抗压力强的性能。和易性又称工作性，是关系混凝土性能和寿命的综合性技术指标，又包括流动性、保水性和粘聚性，在现行施工工艺和技术条件下，通常是这三者的有机结合和矛盾统一。而关于混凝土的和易性，目前学界尚未有简单而全面的测定方法，在实践中，通常采用坍落性试验来测定流动性，用目测和直观经验相结合的方式来评定保水度和粘聚性，各施工单位可根据自己的要求灵活选择。

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第3章 大体积混凝土应用于施工时的注意事项

3.1大体积混凝土的特殊性能

3.1.1工程量大，用料多

大体积混凝土通常结构物中实体的尺寸比较大，体积比较庞大，所以用料也比较多。具体到实践中就是混凝土结构厚实，使用的水泥、砂石以及其它矿物掺合材料相对较多，为保证其性能，还要配合采用适当外加剂。

3.1.2工程条件复杂，施工要求高

大体积混凝土广泛用于各种自然条件下，其外部条件非常复杂，地下钢筋水泥混凝土结构在其中占了很大比例，这些都对施工技术提出了更高要求。由于大体积混凝土体积庞大，所以结构内的配筋也较多，配筋质量也要达到一定安全生产标准。而且大体积混凝土面临的外部环境更恶劣，更容易因温湿等的变化而引起变形，所以其对内外温差控制也有很高要求。对于那些置埋于地下的混凝土结构来说，其虽受外界温度变化的影响要小，但由于地下条件复杂，湿度高，所以抗渗透性要求更高。因此如何提高大体积混凝土结构的抗渗性、抗压性和抗侵蚀能力，控制其温差和变形是建筑施工中最关键的问题之一。

3.1.3防止变形和裂缝产生

控制混凝土的内外温差和温度变形而造成的裂缝，提高混凝土的抗渗、抗裂和抗侵蚀性能，是建筑工程大体积混凝土施工中的一个关键问题。大体积混凝土除了最小断面和内外温度有一定的规定外，对平面尺寸也有一定限制。因为平面尺寸过大，约束作用所产生的温度力也愈大，如采取控制温度措施不当，温度应力超过混凝土所能承受的拉力极限值时，则易产生裂缝。其裂缝的类型一是结构型裂缝，由外荷载引起，此种情形在图纸设计时大多可避免；二是材料型裂缝，主要由温度应力和混凝土的收缩引起的，目前控制和解决的重点应是由温度应力引起的裂缝。要确保混凝土的性能和建筑质量，必须对裂缝进行控制，至于采取的措施我们放在第四部分再进行讨论。

3.1.4施工组织管理

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