一級建造師市政公用工程管理與實務(wù)考試必備講義匯編 城市橋梁篇一二

大體積混凝土施工技術(shù)更多資料請聯(lián)系更多資料請聯(lián)系大體積混凝土的定義美國混凝土協(xié)會（ACI）規(guī)定：“任何就地澆筑的大體積混凝土，其尺寸之大，必須要求采取措施解決水化熱及隨之引起的體積變形問題，以最大的限度減少開裂?！比毡窘ㄖf(xié)會標(biāo)準(zhǔn)（JASS5）中規(guī)定：“結(jié)構(gòu)斷面最小尺寸在80cm以上，同時水化熱引起混凝土內(nèi)的最高溫度與外界氣溫之差，預(yù)計超過25℃的混凝土，稱之為大體積混凝土。”

目前，較新的觀點指出：所謂大體積混凝土，是指其結(jié)構(gòu)尺寸已經(jīng)大到必須采用相應(yīng)技術(shù)措施、妥善處理內(nèi)外溫度差值、合理解決溫度應(yīng)力、并按裂縫開展控制的混凝土。大體積混凝土的定義

建筑工程大體積砼常出現(xiàn)的部位：厚大的地下室底板（特別是電梯井筒部位）、樁頂承臺梁、轉(zhuǎn)換梁或板、內(nèi)筒外框架超高層的大截柱等。橋梁工程大體積砼常出現(xiàn)的部位：橋大直徑樁基礎(chǔ)、懸索橋的錨碇和橋塔的一些部位、斜拉橋橋塔的一些部位、連續(xù)梁橋的墩臺梁等。大體積混凝土的定義建筑工程中的大體積混凝土結(jié)構(gòu)中，由于結(jié)構(gòu)截面大，水泥用量多，水泥水化所釋放的水化熱會產(chǎn)生較大的溫度變化和收縮作用，由此形成的溫度收縮應(yīng)力是導(dǎo)致鋼筋混凝土產(chǎn)生裂縫的主要原因。裂縫分為表面裂縫和貫通裂縫兩種。表面裂縫是由于混凝土表面和內(nèi)部的散熱條件不同，溫度外低內(nèi)高，形成了溫度梯度，是混凝土內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，表面產(chǎn)生拉應(yīng)力，表面的拉應(yīng)力超過混凝土抗拉強(qiáng)度而引起的。貫通裂縫是由于大體積混凝土在強(qiáng)度發(fā)展到一定程度，混凝土逐漸降溫，這個降溫差引起的變形加上混凝土失水引起的體積收縮變形，受到地基和其他結(jié)構(gòu)邊界條件的約束時引起的拉應(yīng)力，超過混凝土抗拉強(qiáng)度時所可能產(chǎn)生的貫通整個截面的裂縫。大體積混凝土的溫度裂縫大體積混凝土的溫度裂縫

故大體積混凝土施工階段產(chǎn)生的溫度裂縫，是其內(nèi)部矛盾發(fā)展的結(jié)果，一方面是混凝土內(nèi)外溫差產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變，另一方面是結(jié)構(gòu)的外約束和混凝土各質(zhì)點間的內(nèi)約束阻止這種應(yīng)變，一旦溫度應(yīng)力超過混凝土所能承受的抗拉強(qiáng)度，就會產(chǎn)生裂縫。引起溫度裂縫的原因可分為以下幾類：

水泥水化熱

水泥的水化熱是大體積混凝土內(nèi)部熱量的主要來源，由于大體積混凝土截面厚度大，水化熱聚集在混凝土內(nèi)部不易散失。

外界氣溫變化

大體積混凝土的溫度裂縫

約束條件結(jié)構(gòu)在變形時會受到一定的抑制而阻礙其自由變形，該抑制即稱“約束”，大體積混凝土由于溫度變化產(chǎn)生變形，這種變形受到約束才產(chǎn)生應(yīng)力。在全約束條件下，混凝土結(jié)構(gòu)的變形：——混凝土收縮時的相對變形；——混凝土的溫度變化量；

——混凝土的溫度膨脹系數(shù)?；炷潦湛s變形

大體積混凝土的溫度應(yīng)力

混凝土的溫度取決于它本身環(huán)境有溫差存在，而結(jié)構(gòu)物四周又不可能做到完全絕熱，因此，在新澆筑的混凝土與其四周環(huán)境之間，就會發(fā)生熱能的交換。模板、外界氣候(包括溫度、濕度和風(fēng)速)和養(yǎng)護(hù)條件等因素，都會不斷改變混凝土所貯備的熱能，并促使混凝土的溫度逐漸發(fā)生變動。因此，混凝土內(nèi)部的最高溫度，實際上是由澆筑溫度、水泥水化熱引起的絕對溫升和混凝土澆筑后的散熱溫度三部分組成。

大體積混凝土溫度應(yīng)力特點大體積混凝土溫度計算

最大絕熱溫升（二式取其一）Th——混凝土最大絕熱溫升(℃)mc——混凝土中水泥(包括膨脹劑)用量（kg/m3）F——混凝土活性摻合料用量（kg/m3）K——摻合料折減系數(shù)。粉煤灰取0.25~0.30Q——水泥28d水化熱(kJ/kg)c——混凝土比熱，取0.97[kJ/(kg·K)]ρ——混凝土密度(2400kg/m3)t——混凝土的齡期（d）m——系數(shù)、隨澆筑溫度改變大體積混凝土溫度計算水泥品種水泥強(qiáng)度等級水化熱Q(kJ/kg)3d7d28d硅酸鹽水泥42.531435437532.5250271334礦渣水泥32.5180256334表1不同品種、強(qiáng)度等級水泥的水化熱澆筑溫度(℃)51015202530m(1/d)0.2950.3180.3400.3620.3840.406表2系數(shù)m大體積混凝土溫度計算

混凝土中心計算溫度T1(t)——t齡期混凝土中心計算溫度（℃）Tj——混凝土澆筑溫度（℃）ξ(t)

——t齡期降溫系數(shù)大體積混凝土溫度計算澆筑層厚度(m)齡期t(d)369121518212427301.00.360.290.170.090.050.030.011.250.420.310.190.110.070.040.031.500.490.460.380.290.210.150.120.080.050.042.500.650.620.570.480.380.290.230.190.160.153.000.680.670.630.570.450.360.300.250.210.194.000.740.730.720.650.550.460.370.300.250.24齡期降溫系數(shù)ξ(t)

大體積混凝土溫度計算

混凝土表層（表面下50~100mm處）溫度δ

——保溫材料厚度（m）T2

——混凝土表面溫度（℃）保溫材料厚度Tq

——施工期大氣平均溫度（℃）λ——混凝土導(dǎo)熱系數(shù)，取2.33W/(m·K)Tmax——計算得混凝土最高溫度（℃）材料名稱密度(kg/m3)導(dǎo)熱系數(shù)λ[W/(m·K)材料名稱密度(kg/m3)導(dǎo)熱系數(shù)λ[W/(m·K)建筑鋼材780058礦棉，巖棉110～2000.031～0.065鋼筋混凝土24002.33瀝青礦棉氈100～1600.033～0.052水0.58泡沫塑料20～500.035～0.047木模板500～7000.23膨脹珍珠巖40～3000.019～0.065木屑0.17油氈0.05草袋1500.14膨脹聚苯板15～250.042瀝青蛭石板350～4000.081～0.105空氣0.03膨脹蛭石80～2000.047～0.07泡沫混凝土0.10大體積混凝土溫度計算λx——所選保溫材料導(dǎo)熱系數(shù)[W/(m·K)]大體積混凝土溫度計算Kb——傳熱系數(shù)修正值，取1.3~2.0。保溫層種類K1K21僅由容易透風(fēng)的材料組成(如草袋、稻草板、鋸末、砂子)2.63.02由易透風(fēng)材料組成，但在混凝土面層上再鋪一層不透風(fēng)材料2.02.33在易透風(fēng)保溫材料上鋪一層不透風(fēng)材料1.61.94在易透風(fēng)保溫材料上下各鋪一層不易透風(fēng)材料1.31.55僅由不易透風(fēng)材料組成(如油布、帆布、棉麻氈、膠合板)1.31.5K1值為一般刮風(fēng)情況（風(fēng)速<4m/s，結(jié)構(gòu)位置>25m）；K2值為刮大風(fēng)情況；大體積混凝土溫度計算Kb——傳熱系數(shù)修正值，取1.3~2.0。保溫層種類K1K21僅由容易透風(fēng)的材料組成(如草袋、稻草板、鋸末、砂子)2.63.02由易透風(fēng)材料組成，但在混凝土面層上再鋪一層不透風(fēng)材料2.02.33在易透風(fēng)保溫材料上鋪一層不透風(fēng)材料1.61.94在易透風(fēng)保溫材料上下各鋪一層不易透風(fēng)材料1.31.55僅由不易透風(fēng)材料組成(如油布、帆布、棉麻氈、膠合板)1.31.5K1值為一般刮風(fēng)情況（風(fēng)速<4m/s，結(jié)構(gòu)位置>25m）；K2值為刮大風(fēng)情況；大體積混凝土溫度計算如采用蓄水養(yǎng)護(hù)，蓄水養(yǎng)護(hù)深度hw

——養(yǎng)護(hù)水深度（m）x——混凝土維持到指定溫度的延續(xù)時間，即蓄水養(yǎng)護(hù)時間（h）M——混凝土結(jié)構(gòu)表面系數(shù)（1/m）,M=F/VF——與大氣接觸的表面（m2）V——混凝土體積（m3）700——折算系數(shù)[kJ/(m3·K)]λw——水的導(dǎo)熱系數(shù)，取0.58大體三積混三凝土三溫度三計算混凝三土表三面模三板及三保溫三層的三傳熱三系數(shù)β——混凝三土表三面模三板及三保溫三層等三的傳三熱系三數(shù)[W三/(三m3·K三)]δi——各保三溫材三料厚三度（m）λi——各保三溫材三料導(dǎo)三熱系三數(shù)[W三/(三m3·K三)]βq——空氣三層的三傳熱三系數(shù)三，取23三[W三/(三m3三·K三)]大體三積混三凝土三溫度三計算混凝三土虛三厚度h’——混凝三土虛三厚度三（m）k——折減三系數(shù)三，取2/三3λ——混凝三土導(dǎo)三熱系三數(shù)，三取2.三33三[W三/(三m3·K三)]大體三積混三凝土三溫度三計算混凝三土計三算厚三度H——混凝三土計三算厚三度（m）h——混凝三土實三際厚三度（m）大體三積混三凝土三溫度三計算混凝三土表三層溫三度T2(三t)——混凝三土表三面溫三度（三℃）Tq——施工三期大三氣平三均溫三度（三℃）h’三—三—混凝三土虛三厚度三（m）H三——混凝三土計三算厚三度（m）T1(三t)——混凝三土中三心溫三度（三℃）大體三積混三凝土三溫度三計算混凝三土平三均溫三度大體三積混三凝土三應(yīng)力三計算地基三約束三系數(shù)單純?nèi)鼗枇θ禂?shù)Cx1（N/三mm3）土質(zhì)名稱承載力(kN/m2)Cx1推薦值軟黏土80～1500.01～0.03砂質(zhì)黏土250～4000.03～0.06堅硬黏土500～8000.06～0.10風(fēng)化巖石和低強(qiáng)度素混凝土5000～100000.60～1.00C10以上配筋混凝土5000～100001.00～1.50大體三積混三凝土三應(yīng)力三計算樁的三阻力三系數(shù)Cx2（N/三mm3）Q——樁產(chǎn)三生單三位位三移所三需水三平力(N三/m三m)當(dāng)樁三與結(jié)三構(gòu)鉸三接時當(dāng)樁三與結(jié)三構(gòu)固三接時E——樁混三凝土三的彈三性模三量（N/三mm2）I——樁的三慣性三矩（mm4）Kn——地基三水平三側(cè)移三剛度三，取1×1三0-2D——樁的三直徑三或邊三長（mm）F——每根三樁分三擔(dān)的三地基三面積三（mm2）大體三積混三凝土三應(yīng)力三計算大體三積混三凝土三瞬時三彈性三模量E(t三)——三t齡期三混凝三土彈三性模三量（N/三mm2）E0——三28三d混凝三土彈三性模三量（N/三mm2）e三—三—常數(shù)三，取2.三71三8t三—三—齡期三（d）大體三積混三凝土三應(yīng)力三計算地基三約束三系數(shù)E(t三)——三t齡期三混凝三土彈三性模三量（N/三mm2）h三——混凝三土實三際厚三度（mm）Cx1——單純?nèi)鼗枇θ禂?shù)三（N/三mm3）Cx2——樁的三阻力三系數(shù)三（N/三mm3）β(t三)——三t齡期三地基三約束三系數(shù)三（l/三mm）大體三積混三凝土三應(yīng)力三計算混凝三土干三縮率三和收三縮當(dāng)三量溫三差混凝三土干三縮率εY(t三)——三t齡期三混凝三土干三縮率ε0Y(t三)——標(biāo)準(zhǔn)三狀態(tài)三下混三凝土三極限三收縮三值，三取3.三24×1三0-4M1?M2???M10——各修三正系三數(shù)，三參考三建筑三施工三手冊三第四三版表10三-8三8大體三積混三凝土三應(yīng)力三計算收縮三當(dāng)量三溫差TY(t三)——三t齡期三混凝三土收三縮當(dāng)三量溫三差（三℃）α——混凝三土線三膨脹三系數(shù)三，取1×1三0-5（1/三℃）大體三積混三凝土三應(yīng)力三計算結(jié)構(gòu)三計算三溫差三（一三般3d劃分三一區(qū)三段）ΔTi——三i區(qū)段三結(jié)構(gòu)三計算三溫差（℃三）Tm(三i)——三i區(qū)段三平均三溫度三起始三值（℃三）Tm(三i+三3)——三i區(qū)段三平均三溫度三終止三值（℃三）TY(三i+三3)——三i區(qū)段三收縮三當(dāng)量三溫差三終止三值（℃三）TY(三i)——三i區(qū)段三收縮三當(dāng)量三溫差三起始三值（℃三）大體三積混三凝土三應(yīng)力三計算各區(qū)三段拉三應(yīng)力σi——三i區(qū)段三混凝三土內(nèi)三拉應(yīng)三力（N/三mm2）——三i區(qū)段三平均三彈性三模量（N/三mm2）——三i區(qū)段三平均三應(yīng)力三松弛三系數(shù)齡期t(d)369121518212427300.570.520.480.440.410.3860.3680.3520.3390.327i區(qū)段三平均三地基三約束三系數(shù)混凝三土最大三尺寸大體三積混三凝土三應(yīng)力三計算到指三定期三混凝三土內(nèi)三最大三應(yīng)力σma三x——到指三定期三混凝三土內(nèi)三最大三應(yīng)力（N/三mm2）——泊松三比，三取0.三15大體三積混三凝土三應(yīng)力三計算安全三系數(shù)ft——到指三定期三混凝三土抗三拉強(qiáng)三度設(shè)三計值（N/三mm2）K—三—大體三積混三凝土三抗裂三安全三系數(shù)三，應(yīng)≥1.三15大體三積混三凝土三平均三整澆三長度混凝三土極三限拉三伸值ft——混凝三土抗三拉強(qiáng)三度設(shè)三計值（N/三mm2）μ——配筋三率（%），μ=三Fa/Fcd——鋼筋三直徑三（mm）t——指定三齡期三（d）Fa——鋼筋三截面三面積三（m2）Fc——混凝三土截三面面三積（m2）大體三積混三凝土三平均三整澆三長度平均三整澆三長度三（伸三縮縫三間距三）[Lcp]——平均三整澆三長度三（伸三縮縫三間距三）（mm）h——混凝三土厚三度（mm）E(t三)——指定三時刻三混凝三土彈三性模三量（N/三mm2）Cx——地基三阻力三系數(shù)三（N/三mm3）,Cx=Cx1+Cx2ΔT——指定三時刻三的累三計結(jié)三構(gòu)計三算溫三差（三℃）【例1】某工三程現(xiàn)三澆鋼三筋混三凝土三基礎(chǔ)三底板三，厚三度為0.三8m，配三置直三徑16帶肋三鋼筋三，配三筋率0.三35三%，混三凝土三強(qiáng)度三等級三采用C3三0，地三基為三堅硬三黏土三，施三工條三件正三常(材料三符合三質(zhì)量三標(biāo)準(zhǔn)三、水三灰比三準(zhǔn)確三、機(jī)三械振三搗、三混凝三土養(yǎng)三護(hù)良三好)。試三計算三早期(1三5d三)不出三現(xiàn)貫三穿性三裂縫三的允三許間三距。大體三積混三凝土三計算三案例大體三積混三凝土三計算三案例均取1.三0M4=1三.4三2，M6=0三.9三3，M7=0三.7三0，M10=0三.4三2混凝三土經(jīng)三過15三d的收三縮變?nèi)位炷潦杖s當(dāng)三量溫三差為大體三積混三凝土三計算三案例混凝三土上三、下三面溫三升為15三℃，由三于時三間短三，養(yǎng)三護(hù)較三好，三氣溫三差忽三略不三計，三混凝三土的三水化三熱溫三差經(jīng)三計算三為25三℃，則計算三溫差為混凝三土的三極限三拉伸三值大體三積混三凝土三計算三案例15三d時混三凝土三的彈三性模三量伸縮三縫的三最大三允許三間距由計三算知三，板三的最三大允三許伸三縮縫三間距三為26三m。當(dāng)三板的三縱向三長度三小于26三m時，三可以三避免三裂縫三出現(xiàn)三。否三則則三需在三中部三設(shè)置三伸縮三縫或三“后三澆縫三”。三當(dāng)板三下有三樁基三礎(chǔ)時三，計三算阻三力系三數(shù)Cx時，三應(yīng)考三慮樁三基對三基礎(chǔ)三底板三的約三束阻三力。大體三積混三凝土三計算三案例【例2】大型三設(shè)備三基礎(chǔ)三底板三長90三.8三m、寬31三.3三m、厚2.三5m，混三凝土為C2三0，采三用60三d后期三強(qiáng)度三配合三比，用32三.5礦渣三水泥三，水三泥用三量mc=2三80三kg三/m3,混凝三土澆三筑入三模溫三度Tj=2三8℃，為25三℃，結(jié)三構(gòu)物三周圍三用鋼三模板三，在三模板三和混三凝土三上表三面外三包兩層草三袋保三溫，三混凝三土比三熱C=三1.三0k三J/三kg?K混凝三土密三度ρ=2三40三0k三g/三m3施工三時平三均氣三溫試計三算總?cè)禍厝a(chǎn)生三的最三大溫三度拉三應(yīng)力三及安三全系三數(shù)。大體三積混三凝土三計算三案例解(1三)計算三絕熱三溫升三值，三按式為簡三單計三只計三算3d、7d、28三d的值三。(2三)混凝三土中三心溫三度計三算，三按式計算三如下大體三積混三凝土三計算三案例(3三)混凝三土表三層溫三度。兩層三草袋三保溫三按60三mm計，三則保三溫層三傳熱三系數(shù)混凝三土虛三厚度混凝三土計三算厚三度混凝三土表三層溫三度大體三積混三凝土三計算三案例(5三)混凝三土干三縮率三和當(dāng)三量溫三差，三按式則(6三)結(jié)構(gòu)三計算三溫差三，按三式大體三積混三凝土三計算三案例(7三)計算三各齡三期的三混凝三土彈三性模三量，三按式(8三)地基三約束三系數(shù)三，按三式大體三積混三凝土三計算三案例(9三)各區(qū)三段拉三應(yīng)力三，按三式各區(qū)三段平三均彈三性模三量大體三積混三凝土三計算三案例各區(qū)三段平三均應(yīng)三力松三弛系三數(shù)各區(qū)三段平三均地三基約三束系三數(shù)大體三積混三凝土三計算三案例只計三算拉三應(yīng)力(1三0)混凝三土內(nèi)三最大三應(yīng)力三，按三式混凝三土抗三拉強(qiáng)三度設(shè)三計值三取1.三1三N/三mm三2，則三安全三系數(shù)滿足三抗裂三條件三，故三知不三會出三現(xiàn)裂三縫。大體三積混三凝土三計算三案例1．合三理的三平面三立面三設(shè)計三，避三免截三面的三突變?nèi)?，從三而減三少約三束應(yīng)三力。2．合三理的三布置三分布三鋼筋三，盡三量采三用小三直徑三、密三間距三，變?nèi)孛嫒幖尤龔?qiáng)分三布鋼三筋3．避三免用三高強(qiáng)三混凝三土，三盡量三選用三中低三強(qiáng)度三混凝三土，三采用60天或90天強(qiáng)三度4．采三用滑三動層三減少三基礎(chǔ)三的約三束。5．混三凝土三結(jié)構(gòu)三上下三表面三布置三螺紋三鋼筋三或冷三軋扭三鋼筋三網(wǎng)片三。設(shè)計三方面三考慮三的措三施①．水三泥品三種:選用三水化三熱較三低的42三5或52三5礦渣三水泥三。②．三水泥三用量三：盡三最大三限度三減少三水泥三用量三，同三時參三照水三泥廠三的水三泥強(qiáng)三度歷三史資三料。③．三水膠三比:三0.三25三~0三.4三0④．混三合材三：粉三煤灰三、礦三渣、三火山三灰、三超細(xì)三礦粉三等⑤．三外加三劑：三摻入三高效三復(fù)合三減水三劑。⑥．三砂石三骨料三：骨三料：三選用三粒徑5～31三.5三mm的碎三石，砂子三的細(xì)三度模三數(shù)在2.三5以上三的中三、粗三砂。⑦．微三膨脹三劑：混凝三土水三灰比、脹劑三的摻三量、混凝三土的三養(yǎng)護(hù)、混凝三土的三密實三程度、減水三劑種三類、膨脹三劑的三應(yīng)用。配合三比設(shè)三計①.控制三混凝三土拌三合料三的出三機(jī)溫三度和三澆筑三溫度三。②.混凝三土的三拌制1）保三證混三合材三的質(zhì)三量，三加強(qiáng)三材質(zhì)三檢驗三，進(jìn)三行混三凝土三試配三，根三據(jù)試三配結(jié)三果確三定。2）外三加劑三及膨三脹劑三摻量三準(zhǔn)確三，摻三量誤三差控三制總?cè)龘搅咳?％以三下。3）攪三拌均三勻。4）加三料順三序③.混凝三土的三輸送④.澆筑三方法:三1）分三層連三續(xù)澆三筑2）推三移式三澆筑三法3）混三凝土三密振三搗4）泌三水處三理施工三工藝三方面三的措