1、大体积混凝土裂缝控制施工计算摘要：大体积混凝土施工中为了有效预防混凝土裂缝，对裂缝控制、温度控制、运输车辆和输送泵数量进行施工计算，确保了工程施工质量和安全。 关键词：大体积混凝土裂缝 施工计算 中图分类号： TV543 文献标识码： A 文章编号： 一、工程概况 工程项目为高层商住建筑，框肢剪力墙结构，建筑面积 42647m2，地下 1 层，地上 23 层，4 层以下为商业用房，4 层以上为住宅，4 层为转换层，最大转换梁截面尺寸为 1800mm 1600mm，转换梁采用 C45 混凝土，其余采用 C30 混凝土。 本工程转换梁大体积混凝土浇筑范围分主要三个区块：（1）（37）（A）（G）
2、；：（1）（11）（G）（P） ；：（27）（37）（G）（P） ，见下图。浇筑范围建筑面积S=1059m2，S=S=470 m2，混凝土浇筑方量约为 2500m3。 图 1 转换梁大体积砼分区图 根据转换梁一次砼浇灌量 2500m3，考虑安排 48h 连续浇捣完毕,需配备 2 台混凝土泵车进行浇筑，每台泵车平均输出量设定为 30m3/小时，并配备 12 辆砼搅拌运输车配合运送，基本能满足施工需要，浇筑按下列顺序进行：区区，区。 第一步：考虑到区浇筑面积大，二台泵车均先浇筑区，此区浇筑时间约为 30 小时。 第二步：区浇完后二台泵车分别浇、区，浇筑时间均为 10 小时。 考虑到转换梁混凝土浇筑
3、时会对排架体系局部稳定性产生影响，且混凝土浇筑时对侧模板产生的侧向压力较大。为保证模板的稳定性，每区混凝土浇筑时均应对称进行，并应分层浇筑，每层厚度约为梁高的 1/3左右，分层浇筑时间不应超过混凝土的初凝时间。 二、混凝土浇筑裂缝控制的施工计算 浇筑大体积混凝土时，由于水化热的作用，中心温度高，与外界接触的表面温度低。当混凝土表面受外界气温影响急剧冷却收缩时，外部混凝土质点与混凝土内部各质点之间相互约束，使表面产生拉应力，内部降温慢受到自约束产生压应力，则由于温差产生的最大拉应力和压应力可由下式计算： 式中 t，c分别为混凝土的拉应力和压应力(N/mm2)； E(t) 混凝土的弹性模量(N/m
4、m2)； 混凝土的热膨胀系数(1/)； 混凝土的泊松比,取 0.15； T1 混凝土截面中心与表面之间的温差()，其中心温度按下式计算： 式中混凝土最大绝热温升（） ； 混凝土中水泥（包括膨胀剂）用量（kg/m3） ，取 374 kg/m3； 水泥 28 天水化热（kJ/kg） ，取 375 kJ/kg ； 混凝土比热，取 0.96kJ/(kgK) ； 混凝土密度,取 2400(kg/m3)； 常数，取 2.718； 系数，随浇筑温度而改变，当浇筑温度为 16时，取 0.344； 混凝土的龄期(d)； t 龄期混凝土最高中心计算温度（） ； 混凝土浇筑温度，取 16 ； t 龄期降温系数，当浇
5、筑厚度为 1.6 米时，取 0.51。 计算所得最高中心温度为 35.984。 由上式计算的 t 如果小于该龄期内混凝土的抗拉强度值，则不会出现表面裂缝，否则则有可能出现裂缝,同时由上式知采取措施控制温差T1 就有可有效的控制表面裂缝的出现。大体积混凝土一般允许温差宜控制在 20-25范围内. 混凝土 3 天龄期温度计算： 取 E0=3.35 104N/mm2，=110-5，T1=0.984， = 0.15 1) 混凝土在 3.00d 龄期的弹性模量，由公式： （1-5） 计算得: E(3)=0.79 104N/mm2 2)由公式 1-1 计算得：3 天龄期混凝土的最大拉应力 t = 0.06
6、N/mm2 3)由公式 1-2 计算得：3 天龄期混凝土的最大压应力 c = 0.03N/mm2 4)由 3d 龄期的抗拉强度公式: （1-6） 计算得: ft(3)=0.88N/mm2 结论：因内部温差引起的拉应力小于该龄期内混凝土的拉抗强度值，所以满足要求。 同理，经混凝土 7 天龄期温度计算 =44.251，T1=9.251， t =1.14 N/mm2，c = 0.57N/mm2，ft(7)=1.29N/mm2，则该龄期内混凝土的拉抗强度值亦满足要求。 三、保温材料所需厚度计算公式 式中 i保温材料所需厚度(m)； h结构厚度(m)，取 1.6 m； i结构材料导热系数(W/m.K)，
7、草膜取 i=0.14(W/m.k)； 混凝土的导热系数,取 2.3W/m.k； Tmax混凝土中心最高温度，取 60； Tb混凝土表面温度，取 35.00； Ta空气平均温度()，取 15； K透风系数，K=1.40。 计算结果:保温材料所需厚度 i = 0.055(m)。 故在转换梁部位混凝土表面用一层塑料膜上加二层草膜，最外面再用一层塑料膜覆盖的保温方式，取得了良好的保温效果。 四、转换梁混凝土施工时运输车辆和输送泵数量的确定 根据转换梁一次混凝土浇灌量 2500m3 计算，考虑安排 48h 连续浇捣完毕。经计算需配备 2 台泵送量为 60m3/h 的固定泵同时浇筑，并配备 12辆混凝土搅
8、拌运输车配合运送，基本能满足施工需要。计算情况如下： （1）混凝土泵的实际平均输出量 Q1 Q1Qmax1600.80.524m3/h 其中：Qmax每台混凝土泵的最大输出量； 1配管条件系数，取 0.8； 作业效率，取 0.5。 （2）每台混凝土泵所需配备的混凝土搅拌运输车辆数 N1 所以每台汽车泵配运输车 6 辆。 其中：Q1每台混凝土泵实际平约输出量，Q1=24m3/h； V1每台混凝土搅拌运输车容量，V=6m3； S0混凝土搅拌运输车平均车速，取 30km/h； L1混凝土搅拌运输车往返距离，取 30km； T1每台混凝土搅拌运输车停歇时间，取 30min。 （3）混凝土泵所需数量 N2 N2=Q/（Q1T0）=2500/（2448）=2.17，则取混凝土泵所需台数：2 台。其中 Q 为转换梁一次混凝土浇灌量 2500m3, T0 为连续浇筑时间,取 48 小时。 五、施工体会 转换梁大体积混凝土施工，对裂缝控制、运输车辆和输送泵数量进行施工计算，有效预防了大体积混凝土裂缝问题，确保了工程施工质量和安全。
