大体积混凝土电子测温施工工法

大体积混凝土电子测温施工工法完成单位：中天建设集团有限公司主要完成人：方忠民、郭卫红、程海寅、周进、赵琅珀1、前言：随着国民经济的快速发展，城市建设速度也进入高速增长期，单体工程规模越来越大，大体积混凝土施工越来越多，为了确保大体积砼施工质量，控制砼温度裂缝产生，又尽可能降低成本，经过我公司多年的实践经验，我们在大体积砼施工控温方面总结出了一套电子测温技术应用工法。该工法简易科学，操作方便，精度高，反映直观，安全可靠。2、工法特点：2.1以电子温度传感器直接埋入结构层中，替代传统的留置测温孔工艺，并通过计算机采集温度数据；2.2系统采用目前先进的分布式控制网络系统，主机和控制器之间采用双绞线连接，传输距离可达2km，由于传输的是数据信号，抗干扰能力极强；2.3系统采用进口传感器与集成电路为一体的器件，将传感器与放大器合二为一，输出的电信号无须经中间环节就直接进入控制器，且各传感器之间互不影响，因此精度和可靠性高、误差小、线性度好且不需校正。2.4测温操作简便，测温精度高，通过人工干预，适时、有效地控制大体积砼内外温差，减少温度裂缝产生，提高砼施工质量；2.5除了留置于结构层中的温度传感器及少量线缆外，主机、控制器及大部分线缆均可重复利用。3、适用范围：3.1适用于深度1m以上的大体积砼测温；3.2对于质量要求高，测温精度要求高的工程对象；4、工艺原理：4.1根据混凝土浇注时温度变化的特点，系统采用目前已在国家粮库建设中广泛应用的数字式测温监控系统；4.2系统设备配置，一台CWS-901数字式智能控制器，901F－1分支器，CWD－1－3测温电缆，RS－485/RS-232通讯接口，P4计算机，砼温度监测专用程序软件；4.3系统组成框图：5、施工工艺流程及操作要点：测温电缆AC220计算机CWS-901智能控制器RS-485分支器分支器分支器分支器分支器分支器分支器5.1施工工艺流程：确定测温点位→确定控制器设置部位→测温线路敷设→测温传感线缆就位→控制器安装→线路连接→测温软件安装→系统调试→混凝土浇捣→测温监控→温度分析→人工干预→测温结束线路设备拆除。5.2操作要点：5.2.1根据工程的具体情况确定测温点的数量，应注意大体积砼浇注高度变化情况，深度大于2m的一般应在同一平面位置垂直布置3～4个点，其中有一个点专门用作砼表面温度监测（见附图）5.2.2测温点平面布置应注意尽量保持均衡，同时兼顾重点部位，一般200～300㎡设置一组比较适合，边沿等特殊位置应有代表性的设置1～2组；（1）根据底板的平面位置，在混凝土中埋设测温电缆，每根测温电缆配有3个传感器，在混凝土表面放2根测温电缆，每根测温电缆配有一个传感器。（2）用一个CWS-901F-1控制器对10根测温电缆时行检测。（3）用一台CWS-901网络控制器进行网络通讯。（4）用一台计算机运行自动温度检测软件对混凝土进行24小时自动检测。5.2.3控制器安装位置一般应选在测温实施地就近位置，同时应做好防水、防撞措施；5.2.4分支器盒应做好防水密封措施，安装时应采用Φ6圆钢做好钢筋笼保护罩，防止砼浇注时的扰动；5.2.5测温线路采用防水线缆，在砼内直埋敷设，线路敷设时应注意尽量在面层钢筋下方绑扎固定，同时做好标注，砼浇注时应安排专人守护，确保线路不在浇注过程中受损；5.2.6测温线路敷设施工应在钢筋施工完成后开始敷设，尽量缩短测温设备裸露时间，避免产生其它工种交错破坏；5.2.7砼浇注开始前应完成测温软件安装及系统调试工作，砼开始浇注，测温监测工作即同步开始；5.2.8（1）测温延续时间自混凝土浇灌始至撤保温层后止，同时应不少于20天。（2）测温时间间隔，混凝土浇灌后1～3天为2小时，4～7天为4小时，其后为8小时。（3）测温点应在测点平面布置图上编号，并在现场挂编号标志，测温作详细记录并整理绘制温度曲线图，温度变化情况及时反馈，当各点温差达到18℃时应预警，达到22℃时应报警。（4）混凝土降温速度应不大于1.5℃/天。撤除保温层时混凝土表面与大气温差应不大于20℃。测温电缆传感器埋设示意图传感器表面测温电缆X8垂直测温电缆X2传感器传感器混凝土5.2.9测控计算机一般设在办公室，应指派专人进行值班，每间隔半小时打印一份测温成果汇总表，收到温差临界报警信号时应及时安排作业班组进行人工干预，确保温控效果。5.2.10根据计算机所提供的测温数据，在混凝土升、降温过程中，如混凝土内外温差值超过25℃，而混凝土表面温度与周围环境温差较小，应加盖保温层，以防止结构裂缝；如混凝土内外温差值较小，而混凝土表面温度与周围环境温差超过25℃，应减少保温层，以防止表面温度裂缝。当两者出现矛盾时，以混凝土内外温差控制为主要矛盾。在混凝土降温过程中，当混凝土内外温差趋于稳定并逐步减少时，在底板混凝土表面逐层取走毛毡，有意识地加快混凝土降温速率，使其逐渐趋于常温，顺利完成大体积混凝土的养护工作。6、材料与设备：CWS-901数字式智能控制器，901F－1分支器，CWD－1－3测温传感器，CWD－1－4测温传感器，RS－485/RS-232通讯接口，P4计算机，双绞线缆。7、质量控制：7.1线路敷设应做好防水措施，确保不渗漏；7.2线路敷设尽量隐蔽，不能被其它工种扰动；7.3测温过程中应派专人实时监控，动态管理；8、安全措施：8.1安装过程中做好防滑、防打击措施，进入双层钢筋中间施工时要有专人监护；8.2控制器安装后要加防雨和防撞装置；9、环保措施：线缆及电子产品废弃物收集归类后送往武汉市绿之舟环保公司处理；10、效益与施工效率分析：10.1与传统的留置测温孔，人工定时测温相比，极大的提高了施工效率以及测温精确度，为提高施工品质提供了良好的保证，该系统还可以设定温差过大警报，定时统计打印等功能;10.2由于线缆控制器、P4计算机等均可重复利用，实际消耗的仅仅是直埋的线缆和电子感温探头，而功能有了显著提高，因此采用本法，是提高了性价比，取得了良好的社会效益和经济效益。11、应用实例：本工法在精伦电子关南园区工程深基坑中首次采用，在楚天传媒大厦工程、武汉大学人民医院项目中延续采用，均取得了良好的效果，其中精伦电子关南园区工程质量所获荣誉为“湖北省优质工程（楚天杯）”，楚天传媒大厦项目作为08年鲁班杯候选工程之一，工程质量得到了各方认可，下面是传媒大厦工程测温总结：楚天传媒大厦工程的主楼基础底板是一个62.7m×36.3m×2.4m的大体积不规则混凝土基础。设计砼强度等级为C40P6。浇注是按电缆分布点1→2→6→3→8→7→4→5顺序进行的（见下图：电缆分布点示意图）。从2005年10月13日7：00开始至2005年10月16日15：00时结束，历时80个小时。电缆分布点示意图从整个测温数据来看，在砼浇灌后前三天内温度上升速度较快。例如2＃测温电缆中心点温度在10月13日13点20分左右开始升温，最高温度出现在10月15日22点40分左右，砼浇灌后约57个小时左右内部温度达到峰值，与以往的施工经验（砼浇灌后48～72小时内部温度达到峰值）及理论计算（砼浇灌后72小时内部温度达到峰值）基本符合。2＃点测温电缆中心点温度峰值出现在10月15日22点40分左右，最高温度为72.1℃。而此时地表温度在26℃左右，砼内外温差46.1℃，超过了规范规定的要求，因此需采取相应的措施来控制砼内外的温差，本工程采取在浇灌完的砼表面覆盖保温养护的方式来提高砼表面的温度，以减少砼的内外温差，砼浇灌完成并在第二次抹压收光后，即进行覆盖，先覆盖一层塑料薄膜，再覆盖两层毛毡，随时对测温数据进行监测，观察砼的内外温差，当发现测温数据中砼的内外温差即将超越极限值25℃时，再在毛毡上面覆盖一层塑料薄膜，控制砼升温期的内外温差不超过25℃。实践证明，采取这种覆盖保温养护的方法取得了良好的效果，覆盖塑料薄膜保住了砼水化热所蒸发的水分，使砼表面始终保持在25℃以内，有效的控制了砼内外温差引起的温度裂缝，保证了基础底板大体积砼的浇灌质量。从测温数据来看，在砼中心点温度达到峰值后开始阶段，以3＃测温电缆中心点为例，10月16日20点30分左右温度出现峰值68.8℃，到10月17日20点50分左右，温度降至67.9℃，降温在1℃/d左右，再如8＃测温电缆，10月17日18点40分左右温度达到峰值67.4℃，到10月18日18点40分左右温度降至66.2℃，降温再1.2℃/d左右。从以上数据分析，本工程大体积砼温度降温梯度控制符合JBJ224-91规程规定的“砼浇灌块体的降温速度不宜大于1.5℃/d”的要求，充分发挥了砼的徐变特性，减少了温度应力，保证了基础底板大体积砼的浇灌质量。现将测温电缆上、中、下三层的平均温度绘成曲线供分析参考。图中工地上层温度指覆10m10m8m11m11m11m11m11m1#2#3#4#5#6#7#8#盖层温度，该温度受昼夜温差影响有一定波动。中层温度指混凝土中心点温度。下层温度是混凝土底部温度。T1变化曲线是指气象温度。℃℃℃传媒大厦工地基坑砼上层平均温度曲线℃℃℃传媒大厦工地基坑砼中层平均温度曲线℃℃℃传媒大厦工地基坑砼下层平均温度曲线通过从10月13日-10月28日总共16天对楚天传媒大厦基础底板混凝土温度的监测和准确预报，以及采取相应得工程措施，使整个基础底板未发现任何应力裂纹，确保了工程质量，达到了设计要求。