1 工程概况
某电厂烟囱基础为钢筋混凝土环带，由底板、基础环壁和钢内筒支墩组成. 该基础埋深-6.10 m、半径16.00 m（直径32.00 m）、底板厚2.60 m、环壁和钢内筒支墩高为3.40 m.混凝土强度等级为C30，烟囱底板混凝土总量为2 009 m3. 模板采用组合钢模板拼装，利用对拉螺杆和斜撑加固；钢筋在车间制作现场安装.水平钢筋焊接采用闪光对焊和搭接焊（熔槽焊）连接；竖向钢筋焊接采用电渣压力焊. 上层钢筋采用钢筋马凳固定. 混凝土由商品混凝土搅拌站搅拌，用混凝土罐车运至现场由混凝土泵车斜向分层浇筑.
2 基础底板大体积混凝土热工计算
烟囱基础底板混凝土配合比：水为225 kg/m3，水泥+粉煤灰（338+112）kg/m3，中砂645 kg/m3，卵石1 113 kg/m3，泵送剂4 kg/m3. 7 月中下旬室外气温预计在18~38 ℃，则大气平均温度Tq=28 ℃. 混凝土的浇筑温度T0 控制在25 ℃以内，石的含水率控制在
1%，砂的含水率控制在2%范围内.
(1) 混凝土拌和物温度.各物料温度参考值如表1 所示. 经计算T0=33 ℃.
(2) 混凝土入模温度. Tp=33+（28-33）×0.168=32.16 ℃＞25 ℃，说明取定混凝土的入模温度为25 ℃是偏于安全的. 由Tp＞25 ℃可知，混凝土的入模温度偏高，所以要对原材料进行降温. 根据现场实际条件分别对卵石浇水、水中加冰降温和对砂子进行覆盖等措施，具体对水、卵石、砂子的温度分别控制在18，26，30 ℃以内才能满足混凝土的入模温度.
式中：T（t）为混凝土浇筑成型至t 天的绝热温升值；mc为每立方米混凝土的水泥用量，取247 kg；Q 为每千克水泥水化热量，矿渣硅酸盐水泥取338 kJ/kg；C 为混凝土的热比，取0.96 kJ/(kg·K)；ρ 为混凝土的质量密度，取2 400 kg/m3；e 为常数2.718；m 为经验系数（0.2～0.4），取0.3；Tmax 为混凝土最大水化热温升值，即最终温升值（Th）.计算混凝土内部最高绝热温度（取t=∞）得Tmax=36.24 ℃. 计算混凝土浇筑成型1，3，7d 的绝热
温度：T（1）=36.24×（1-2.718-0.3×1）=9.39 ℃，△T1= T（1）-0=9.39℃；T（3）==23.11℃，△T3=T（3）-T（1）=13.72 ℃；T（7）=31.80 ℃，△T7=T （7）-T （3）=8.69 ℃. 由此可知△T3 最大，取混凝土浇筑成型3 d 时的绝热温升值作为计算依据.
(4) 混凝土的中心温度.根据公式
T1（t）=Tp+Th·ζ .式中：T1 （t）为t 龄期混凝土中心计算温度（℃）；Tp 为混凝土的浇筑入模温度（℃）；T(h)为在3 d 龄期计算
温度值；ζ 为t 龄期温降系数. T1 （ t）=Tp+Th·ζ=32.16＋36.24×0.68=56.80 ℃.
(5) 混凝土表面温度.控制混凝土内部温度与表面温度、表面温度与环境温度之差不超过25 ℃，设混凝土表面用两层草袋子（厚60 mm） 覆盖保温养护.根据公式
T2（t）=Tq＋4h′（H－h′）[T1（t）－Tq]/H2 .式中：T2（t）为混凝土表面温度（℃）；Tq 为施工期大气平均温度（取28 ℃）； h′为混凝土虚厚度（m）；H 为混凝土计算厚度（m）；T1 （t）为混凝土中心温度（℃）.
混凝土内最高温度与外界气温之差（内部温度取第三天值）△T（t）=T1 （ t）-Tq=56.80-28=28.80℃. 计算得T2（）t =44.80 ℃.
(6) 混凝土内平均温度Tm（t）=[T1（t）＋T2（t）]/2=(56.80+44.80)/2=50.8 ℃.
(7) 基础底板环带混凝土内部与表面温差值△T 内=56.80-44.80=12 ℃＜25 ℃.
(8) 基础底板环带混凝土表面与环境温差值△T 外=44.80-28=16.8 ℃＜25 ℃.
(9) 温度应力计算.混凝土浇筑3 d 左右时，水化热量值达到最大，所以计算此时由温度和收缩差引起的温度应力.混凝土收缩变形值计算公式为εy（t）=ε0y （1-e-0.001）t ×M1×M2……×Mn .
式中：ε0y 为标准状态下的混凝土最终收缩值，取3.24×10-4；M1，M2，M3…Mn 为考虑各非标准条件下的修正数，其中M1×M2×M3…×M10=1；t 按3 d 计算.计算得εy（t）=3.24×10-4×（1-e-0.01×3）×1=9.58×10-6.
3 大体积混凝土施工的关键技术措施
由于宁夏地区昼夜温差大，天气变化无常，为了防止混凝土由于温差引起裂缝，施工时采取以下措施用于降低大体积混凝土的水化热.3.1 原材料选用[2]烟囱基础底板大体积混凝土施工技术应用
(1) 施工用水. 环带底板基础施工用冷水，以降低水温.
(2) 水泥. 由于环带底板基础厚2 600 mm，水泥在水化过程中产生大量的热，聚集在结构内部不易散失，使混凝土内部的温度升高.为此，在施工中应选用水化热较低的水泥以及降低单位水泥用量.该工程选择低水化热的矿渣硅酸盐水泥.
(3) 粗骨料. 选用级配良好的5～30 mm 碎石，含泥量不大于1%.为了降低原料的搅拌温度，必要时还要对碎石浇水降温.
(4) 细骨料. 选用水洗砂，中砂，含泥量不大于2%.
(5) 混合料及外加剂.混凝土中掺入一定量的缓凝型减水剂，一方面可明显延缓水化热释放的速度，推迟水化热峰值的出现；另一方面，减少拌和水，节约水泥，从而降低水化热. 混凝土中掺入适量粉煤灰，不仅改善混凝土的工作性，减少混凝土的用水量，减少泌水和离析现象，而且代替部分水泥，降低水化热.掺入适量膨胀剂，有效地补偿混凝土干缩，并在一定程度上补偿冷缩，改变混凝土结构组织，增加密实性，提高抗渗能力.为了加强混凝土的可泵性能，在混凝土中适量加入高效泵送剂.
3.2 混凝土配合比的制定
由公司试验室根据进场原材料及拟用外加剂进行试配，以取得满足设计强度、耐久性和可泵性要求的最佳配合比，并编制外加剂配制及使用说明，发给项目部现场实施. 现场严格按配合比及外加剂配制及使用说明施工，严格控制水泥用量、水灰比、砂率、坍落度值及外加剂用量等直接影响混凝土强度及抗渗指标的参数，使混凝土达到设计要求. 具体参数要求：①混凝土坍落度12~18 cm；②泵送混凝土的水灰比不大于0.5；③泵送混凝土的砂率控制在38%～42%；④外加剂的用量以试配确定，泵送混凝土含气量不得大于3%；⑤粉煤灰的掺量112 kg/m3；
⑥泵送混凝土最小水泥用量不得少于300 kg/m3.
3.3 混凝土的搅拌
(1) 搅拌采用HZS75E 搅拌站，所用材料严格执行配合比，坍落度控制在12~18 cm. 混凝土配料允许偏差：水泥±2%、粗骨料±3%、水和外加剂±2%.
(2) 严格控制原材料的投放程序，先投石子，再投放水泥、粉煤灰、外加剂，最后投放砂子.每盘装料数量不得超过搅拌筒标准容量的80%，且上料时必须有人监秤.
(3) 混凝土搅拌要求：严格控制搅拌时间，待全部材料投入后，搅拌时间不得少于1.5 min. 搅拌好的混凝土在全部卸尽之前不得再投入拌合料，更不得采取边出料边进料的方法.
(4) 严格控制水灰比、用水量，不经试验员同意，任何人不得随意加减用水量，改变水灰比.
3.4 混凝土的运输
(1) 混凝土采用输送泵配合布料器直接入模或采用汽车泵入模.
(2) 混凝土输送管的固定应牢靠，其固定不得支撑在钢筋、模板及预埋件上.水平管每隔一定距离用支架、台垫、吊具等固定.
(3) 泵送要连续，间隔时间不得超过1 h，以免混凝土堵管.
(4) 因混凝土中掺有外加剂，混凝土从搅拌机卸出到浇筑完毕的延续时间通过试验确定.
3.5 泵送混凝土的布料要求
(1) 出口离模板面不小于500 mm，并且不得向模板内侧面直冲布料，也不得直冲钢筋骨架.
(2) 不得在同一处连续布料，应沿圆环断面移动布料.
(3) 混凝土的浇筑及振捣.基础底板混凝土采用商品混凝土不间断浇筑，基础四周布设2 台混凝土汽车泵.混凝土灌车配合泵车进行混凝土浇筑，浇筑方向是从中间分两头浇筑，每辆泵车配振捣人员2人，详见图1. 斜面分层（图2）振捣工作应从浇筑层的下端开始，逐渐上移，此时向前推进的浇筑混凝土摊铺坡度应小于1∶3，以保证分层混凝土之间的施工质量.在斜面下层混凝土未初凝时进行上层浇筑，在不同部位用3 台振动棒分上下两个层次，浇筑时必须保证每台泵的浇筑速度不小于20 m3/h. 每台布料器的行进路线是：先从主方向浇筑，再沿接茬逆向浇筑，布料器来回摆动间隔不得超过2 h，如此反复循环.若泵出现故障时，临时利用翻斗车运输、16T 吊
车配合溜槽入模的方式继续浇筑，只允许在环壁与基础底板交接面留水平施工缝，其他部位不允许出现施工缝.
(4) 每台布料器配备3 条振动棒，分别设置在出料口的前方、中间、后方位置，并沿圆环断面移动.振捣时，振动棒插入间距一般在400 mm 左右，每点振捣时间为15～30 s，并且在20～30 min 后对其进行
二次复振.
3.6 防止裂缝产生的措施具体措施有：①选用具有低水化热的矿渣硅酸盐水泥；②选用级配良好的粗骨料；③配合比允许的情况下尽量减少水泥用量，增加粉煤灰掺料的用量；④掺加微膨胀剂，防止大体积混凝土微裂缝产生；⑤水泥、砂、石等原材料用篷布覆盖，防止日光暴晒；⑥混凝土输送管用草袋子覆盖并洒水湿润降温；⑦在白天浇筑过程中，每浇完一层，在周围洒适量水，然后用篷布盖在上层钢筋上，防止混凝土被日光直晒；⑧按两台泵每小时40 m3 估算，底板的浇筑时间大约需要50 h，所以开罐时间定在下午6∶00 左右，这样就只需经过两个白昼，减少高温对大体积混凝土的不利影响.
3.7 混凝土浇筑注意事项
(1) 分层厚度. 使用插入式振捣棒时要快插慢拔，插点呈梅花形布置，按顺序进行，不得遗漏.每层浇筑混凝土的厚度应为200~300 mm；在振捣上一层时，应插入下一层混凝土内约5 cm，以消除两层之间的接缝；同时在振捣上层混凝土时，要在下层混凝土初凝之前进行. 混凝土分层厚度除了考虑振动器的棒长和振动力的大小以外，尚需考虑混凝土供应量的大小、浇筑速度及配筋情况，在浇筑大体积混凝土工程中，一般可定分层厚度为400 mm 左右.
(2) 防止混凝土发生离析.混凝土自高处自由倾落高度不得超过2 m，以保证混凝土不致发生离析现象.
(3) 表面处理. 大体积混凝土表面水泥浆比较厚，在混凝土浇筑后可在初凝前1～2 h，先用长刮尺按标高刮平，再用铁滚筒碾压数遍，并用木楔打磨压实，以闭合收缩裂缝，约12～14 h 后，才可覆盖湿草袋等物养护.
(4) 施工缝处理. 在施工缝处继续浇筑混凝土时，其底层混凝土的抗压强度不应小于1.2 MPa（可通过同条件养护试块试验决定）；在底层混凝土的表面上，应清除水泥薄膜和松动石子或软弱混凝土层，并加以充分湿润和冲洗干净（但不得积水）；在浇筑前，施工缝处宜先铺10～l5 mm 厚与混凝土成分相同的水泥砂浆，使用插入式振捣棒时要快插慢拔，插点呈梅花形布置，按顺序进行，不得遗漏，并应细致捣实，使新旧混凝土紧密结合.
3.8 混凝土测温
在施工中对出机混凝土的温度、浇注混凝土的温度及大气的温度进行测量监控，及时分析，合理调整原材料的温度，控制混凝土的浇注温度.
(1) 测点布置.该工程共设3 个测点，每个测点设上、中、下三个测温孔，详见图3.在混凝土浇筑前，将直径为准20PVC 管或钢管预先放置在底板内并高出板顶100 mm，管长度分别为2 000，1200，250 mm，并固定在底板主筋上，每个测温点的三个测温孔的间距以底板主筋间距为准，钢管下口先封闭死，温度计顶端与预埋管之间用保
温材料塞严，防止水分浸泡，并做好测温点的编号.
(2) 测温仪器.该工程采用玻璃温度计，温度计在管内停留不少于5 min，当温度计从管内抽出时，立即读出温度值.
(3) 测温次数.混凝土浇筑后1~3 d，每2 h 测一次；3~5 d 每3 h 测一次；第6~10 d，每4 h 测1 次.每次同时测出大气温度及草袋与混凝土表面之间的温度.测温时，若发现混凝土内部最高温度与表面温度之差达到25 ℃或温度异常时，应及时采取措施，控制混凝土温度.
(4) 根据业主及设计要求，对基础底板混凝土进行温度检测. 基础底板混凝土中部中心点的温升高峰值一般略小于绝热温升值，一般在混凝土浇筑3 d 左右产生，以后趋于稳定不再升温，并且开始逐步降温[3]，详见图4.
3.9 混凝土养护
(1) 混凝土浇筑及二次抹面压实后，立即覆盖保温，先在混凝土表面覆盖一层塑料薄膜，然后在上面覆盖二层60 mm 厚的草袋；侧模在支设时内衬一层塑料薄膜、外挂两层草袋保温保湿（在支撑较多的地方把草袋裁成小块用铁丝绑扎在模板上）.
(2) 环壁、钢内筒支墩插筋部位及侧模是保温的难点，要特别注意盖严，防止造成温差过大.
(3) 侧模拆除时间以不少于14 d 和混凝土内外温差小于25 ℃为限，并必须报监理工程师同意后方可拆除.
(4) 混凝土内部温度升高时，在-4 m 和-3 m 处环向布置2 层循环水管进行降温.每500～600 mm 为一圈，管径为20～30 mm.
按照以上措施进行施工，并在混凝土浇筑成型初凝后覆盖一层塑料薄膜和两层草袋子进行保温养护，能满足有关大体积混凝土温控要求.
4 结语
在该基础的大体积混凝土施工中，我们通过热工计算、合理地选择施工材料、优化混凝土配合比，以及对大体积混凝土内部温度跟踪测量，并采取了合理的降温和养护措施，达到了降低混凝土温度和应力的目的，减少了裂缝，保证了工程质量.
