1、地铁深基坑大体积混凝土简捷温控监测技术摘要:地铁深基坑大体积混凝土施工过程，混凝土的内部温度和外部温度的温差大小对混凝土的裂缝影响较大，混凝土施工过程采用简便快捷的温度监控措施，能及时有效的监控混凝土内外部温度情况，以便及时方便的采取控制措施，减少大体积混凝土的裂缝，保证施工质量。 中图分类号： TU37 文献标识码： A 关键词：大体积混凝土 温度监测 传感器 采集仪 降温措施 1、概况 宁波站改建工程配套项目宁波轨道交通 2 号线宁波火车站为钢筋混凝土四柱五跨地下两层岛式车站，主体结构工程设计使用年限为 100 年，安全等级为一级。主体结构主要尺寸为：夹层板厚为 400mm（南端头井范围加
2、厚为 500mm） ，底板厚度为 2500mm；中纵梁尺寸为 10001000；底纵梁尺寸为 10003850；侧墙端头井厚度为 800mm，标准段为 600mm；下一层净空为 3.7m，下二层标准段净空为 5.78-6.45m，端头井净空为 7m。车站结构抗震设防烈度为 7 度，设防分类为丙类，抗震等级为二级。 2、温控监测实施方案 2.1 施工外界条件 本工程结构底板厚度为 2.5m，局部厚度 3.85m，工程施工时正值宁波夏季，室外温度 25-35， 施工期间环境平均温度为 18，大体积砼浇注热量较大，散热困难，混凝土容易开裂，混凝土内部温度监测非常重要。 2.2 温控元件的埋设 除常规
3、的对混凝土的配比优化、水泥水化热控制外，在浇筑过程中，预埋冷却水管，通入循环水将内部热量带出，实现人工导热、铺设保温层等措施外。在砼浇筑之前，预先在浇筑范围内按间距 2m 放置 48 的环形钢管作散热管，每一块底板预留留 2 个进水口、2 个出水口。砼中心温度通过散热管内的水传递到底板顶部，提高砼表面温度，减小温差。温控元件的埋设要求见图 1。 图 1 温控元件的立面布置 2.3 温度监测设备选型 本工程采用的温度测试元件为型号为 FAS-T-DZ120 型温度传感器，其主要技术指标为：温度测量范围-50+120；温度测量精度0.3。本测温元件的优点是埋设方便，价格便宜，而且还可以测试混凝土内
4、部的应力，市场上购买容易。 采用的温度采集仪为 FAS-XZRB-B1 型采集仪，其主要技术指标为：频率 5003500HZ；温度-50120；精度0.3。本测温采集仪携带方便，采用探头连接测温线、数据可以自动采集，可以进行编号等，使用和实用方便耐用。设备详见图 2-1。 图 2-1 测温元件和数据采集仪 2.4 数据的整理 1）根据实测温度数据，汇总各测点温度情况表，A1 板混凝土各断面平均温度过程曲线：如图 3.3 所示 图 2-2 A1 板 1#点平均温度过程变化曲线图 2-3 A1 板 2#点平均温度过程变化曲线 图 2-4 A1 板 3#点平均温度过程变化曲线 图 2-5A1 板 4
5、#点平均温度过程变化曲线 图 2-6A1 板 5#点平均温度过程变化曲线图 2-7 A1 板 6#点平均温度过程变化曲线 图 2-8 A1 板 7#点平均温度过程变化曲线 图 2-9 A1 板 8#点平均温度过程变化曲线 2.5 温度实测结果分析 估计监测结果，可以得出： 由断面平均温度过程线可知，A1 板混凝土温度变化都有急剧的升温和缓慢降温的特征，直到最后达稳定阶段。升温阶段一般只有 23 天，升温达到峰值居，高温峰值时间较短，一般约 28h。A1 第 3#、7#点断面平均最高温度均超过了理论计算值。升温速度明显快于降温速度，升温速度会随着厚度增加而逐渐减缓。 对比 A1 平均温度过程变化
6、曲线可知，随着测温元件埋深的深度越深温度越高。表层温度与下层混凝土温度之间存在 1525。温升数值的大小的影响因素有：a)外界温度。主要是浇注后 3d 内外界气温影响，气温越高温升越大，施工期环境温度对最高温升的影响特大；b)混凝土浇筑温度，浇筑温度愈高温升愈大；c)测点的位置，距混凝土浇筑层中心点越近的点温升数值越高；中心点升温后到达的温度最高值比边点要高；d)混凝土分层的厚度，分层愈厚温升愈高。 从断面平均温度过程曲线的下降速度可知，砼峰值出现后。砼降温速率不同，这与各层砼浇筑时层厚、浇筑温度、气温和通水时间有关。A1 的浇筑厚度一样，可以看出 A1 同一埋深位置处温度降温速率大体保持一致
7、。 中心点的升温速度快于边点，中心点的温升值明显增加的快，这是因为中心点容易积聚能量，且热量不易散发；边点与中心点的最高温度都随厚度的增加而升高，而到达最高温的时间会有所延迟。 砼浇筑后，水泥水化热对于混凝土的温度影响起主导作用，7 天后混凝土的温度变化曲线随环境气温的变化出现一定的波动，变化比较平缓。2.6 降低内外温差的技术措施 当底板砼内外温差超过 25时，采取“外保”和“内排”两种措施对砼底板内外温差进行处理，使底板砼内外温度处于可控状态。如果出现底板内外最大温差接近或超过 25时，立即报警，并提出控温措施（“外保”和“内排” ） ，使温差控制在规范允许范围之内。 2.6.1 “外保”
8、 在砼表面采取保温措施，及时控制砼内外温差及表面与空气温差，避免出现深层裂纹和表面裂纹。当砼内外温差超过 25时，在砼表面再覆盖麻袋，以提高砼表层温度，降低砼内外温差。 2.6.2 “内排” 尽快排出砼内部热量，降低砼内部温度。在砼浇筑之前，预先在砼内按间距 2m 放置 48 的钢管作散热管,在底板中间部位设置一层，水平环向布置，每块底板预留 2 个进水口、2 个出水口，出水口引至底板顶部，采用水泵自进水口压水降温水，顺顶部流至集水坑内循环使用，降低混凝土内部温度。 参考文献： 1 翁定伯.水利水电工程施工系统专著 大体积混凝土预冷技术.中国电力出版社，2012. 2 朱伯芳.大体积混凝土温度应力与温度控制 (第二版).水利水电出版社，2012. 3 彭立海，阎士勤，张春生，崔建.大体积混凝土温控与防裂.黄河水利出版社，2005. 4李志忠. 浅谈大体积混凝土温度检测及裂缝控制.山西建筑，2011（19）. 5张振德. 大体积混凝土温度发展规律和配比优化研究.山东科技大学，2005.
