1、前言隨著我國經(jīng)濟的穩(wěn)步增長和基礎(chǔ)建設(shè)規(guī)模的加大，現(xiàn)代建筑中時常涉及到大體積混凝土施工,它主要的特點就是體積大，表面系數(shù)比較小，水泥水化熱釋放比較集中，內(nèi)部溫升比較快?；炷羶?nèi)外溫差較大時，會使混凝土產(chǎn)生溫度裂縫，影響結(jié)構(gòu)安全及建筑物耐久使用年限。如何利用工程仿真技術(shù)，來模擬大體積混凝土的施工操作及混凝土溫度控制工作，避免大體積混凝土溫度裂縫的出現(xiàn)，成為人們需要迫切解決的問題。為了解決這個問題，我公司與山東科技大學(xué)等高等院校合作，經(jīng)過多次現(xiàn)場實踐、總結(jié)經(jīng)驗，逐漸形成了一套行之有效的充分利用仿真技術(shù)施工大體積混凝土的方法，經(jīng)過加工、提煉形成本工法。目前，該工法已經(jīng)過大量的工程實踐，效果顯著。經(jīng)科技查新，國內(nèi)未見與本項目所采用的仿真技術(shù)相同的文獻報道。采用此工法組織施工的臨沂市土地開發(fā)服務(wù)中心綜合樓、臨沂開元·上城國際寫字樓等工程已被省建管局評為“山東省建筑業(yè)新技術(shù)應(yīng)用示范工程”。2、工法特點2.1模擬工程現(xiàn)場溫度、濕度、施工條件、澆筑順序等實際情況，仿真度高。2.2在大體積混凝土澆筑之前，提前進行仿真模擬，能夠?qū)Υ篌w積混凝土裂縫預(yù)先控制。3、適用范圍本工法適用于所有最小斷面尺寸大于1m的需要進行裂縫控制的混凝土構(gòu)件的施工。4、工藝原理4.1該工法提出全新的用計算機繪圖軟件創(chuàng)建工程仿真模型，截取測量數(shù)據(jù)施工大體積混凝土工程的方法，用autoCAD軟件仿真模型替代施工。在仿真模型中輸入環(huán)境溫度、濕度及其它施工條件等數(shù)據(jù)，來創(chuàng)建施工數(shù)據(jù)庫，提取數(shù)據(jù)建立參數(shù)數(shù)據(jù)庫并進行繪圖和計算，達到省工省時的效果。運用溫控儀在瞬間完成溫度測量，將數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)槭┕た刂茢?shù)據(jù)，采取混凝土內(nèi)部埋設(shè)降溫冷卻水管、表面覆蓋保溫的綜合控溫施工技術(shù)，在仿真模型中調(diào)整控溫措施，在實際施工過程中達到控制溫差的目的。4.2在大體積混凝土施工過程中，按照將溫差控制在規(guī)范允許范圍之內(nèi)仿真數(shù)據(jù)進行控制，達到控制大體積混凝土溫度裂縫的效果。5、施工工藝流程及操作要點繪制電腦仿真模擬圖設(shè)定模擬施工環(huán)境參數(shù)編寫大體積混凝土施工方案5.1施工工藝流程繪制電腦仿真模擬圖設(shè)定模擬施工環(huán)境參數(shù)編寫大體積混凝土施工方案再次進行計算、校核直至措施符合要求根據(jù)溫差數(shù)據(jù)采取調(diào)整措施根據(jù)參數(shù)計算出控溫數(shù)據(jù)再次進行計算、校核直至措施符合要求根據(jù)溫差數(shù)據(jù)采取調(diào)整措施根據(jù)參數(shù)計算出控溫數(shù)據(jù)根據(jù)仿真模型數(shù)據(jù)開始實際施工規(guī)納、總結(jié)，進一步完善工藝與仿真模型進行比較根據(jù)仿真模型數(shù)據(jù)開始實際施工規(guī)納、總結(jié)，進一步完善工藝與仿真模型進行比較5.2操作要點施工方案及仿真模擬數(shù)據(jù)圖：協(xié)同商品混凝土公司共同商討大體積混凝土配合比的優(yōu)化方案。用autoCAD軟件創(chuàng)建電腦仿真模型數(shù)據(jù)圖，根據(jù)方案要求，進行立體、分段繪圖。按照仿真技術(shù)的電腦模擬數(shù)據(jù)圖，結(jié)合施工進度截取詳細圖形數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫進行分析，確定出現(xiàn)場施工的實際圖形數(shù)據(jù)。（如圖5.2.1）根據(jù)現(xiàn)場的施工條件與施工環(huán)境，設(shè)定混凝土溫度與濕度數(shù)據(jù)，規(guī)定混凝土的內(nèi)外溫差在25℃，表面始終處于濕潤狀態(tài)。通過計算、反復(fù)調(diào)整驗算，在混凝土內(nèi)布置鋼管，采用焊接連接，通過循環(huán)水來降低混凝土內(nèi)的溫度。在底板下層鋼筋安裝完成后開始鋼管安裝，鋼管在水平方向上的間距按計算要求布置（）。鋼管每隔3米左右設(shè)定位支架，防止產(chǎn)生位移。鋼管在豎向上按要求設(shè)置一定坡度。所有進水口出水口均設(shè)置在混凝土筏板的同一側(cè)，每層進水口為一組與供水總管相連，作為一個系統(tǒng)，每一個進水口單獨設(shè)一個閥門進行水量調(diào)節(jié)。為最大限度的進行熱交換，相鄰的兩根降溫管設(shè)置坡度相反，水流方向相反。根據(jù)仿真布置的降溫措施及數(shù)據(jù)，再次對混凝土的內(nèi)外溫差數(shù)值校核驗算，合理的調(diào)整水的流量及流速，使之降到最小溫差值，避免出現(xiàn)溫度裂縫。圖仿真模擬圖圖仿真模擬圖圖5.2.2降溫冷卻水管平面布置圖5.2.4根據(jù)最終確定的仿真模型數(shù)據(jù)參數(shù)，進行實際的施工操作，施工中可分段分步截取模型數(shù)據(jù)，采取混凝土內(nèi)部通水冷卻降溫，表面覆蓋保溫的施工措施，使整個施工過程按照仿真模型數(shù)據(jù)施工。5.2.5施工過程中及時與模型對比分析，根據(jù)實際情況合理的調(diào)整措施。以便于整個施工工藝的規(guī)納總結(jié)，進一步完善施工操作工藝。5.3勞動力組織表5.3勞動力組織一覽表施工人員技術(shù)員測溫員質(zhì)檢員管道工養(yǎng)護工混凝土工數(shù)量（人）21110415職責(zé)設(shè)計計算、制定實實施方案；繪繪制電腦仿真真模擬圖數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析析；調(diào)節(jié)水流流量檢查鋼管布設(shè)，混混凝土施工養(yǎng)養(yǎng)護質(zhì)量具體實施操作混凝土表面溫度養(yǎng)養(yǎng)護控制混凝土施工實施操操作6、材料與設(shè)備6.1材料：商品混凝土，鋼管、水箱、水筏、塑料布、塑料薄膜、棉被等材料。6.2設(shè)備：大體積混凝土溫度測試儀和集成溫度傳感器、電腦、AutoCAD軟件、水泵、混凝土振搗棒等。7、質(zhì)量控制7.1質(zhì)量控制標準執(zhí)行現(xiàn)行國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50204—2002及相關(guān)規(guī)范、標準。養(yǎng)護溫差：混凝土的中心溫度與表面溫度之間、混凝土表面溫度與環(huán)境溫度之間的差值均不大于25℃。養(yǎng)護時間不應(yīng)少于14ｄ。7.2質(zhì)量保證措施按照施工方案及電腦模擬數(shù)據(jù)圖對施工工人進行培訓(xùn)，對施工班組進行詳細明確的交底，對大體積混凝土施工全過程依據(jù)仿真模型進行跟蹤調(diào)整。根據(jù)仿真設(shè)定的工程現(xiàn)場溫度、濕度以及施工條件參數(shù)，選擇天氣、澆筑方式、養(yǎng)護措施等，使之接近仿真的參數(shù)數(shù)據(jù)再進行施工。根據(jù)仿真方案模型配備充足的機械、設(shè)備、養(yǎng)護材料，確保工程施工需要。保證大體積混凝土溫度測試儀的正常工作。安排養(yǎng)護工人進行現(xiàn)場檢查養(yǎng)護，保證混凝土表面濕潤，使之接近仿真施工參數(shù)。測溫人員、技術(shù)員進行溫度數(shù)據(jù)監(jiān)控及測量統(tǒng)計，及時分析采取調(diào)整措施。8、安全措施8.1認真貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針，根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定、條例，結(jié)合施工單位實際情況和工程的具體特點，組成專職安全員和班組兼職安全員以及工地安全用電負責(zé)人參加的安全生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行安全生產(chǎn)責(zé)任制，明確各級人員職責(zé)，抓好工程安全生產(chǎn)。8.2進入工地工人應(yīng)進行入場安全教育，建立班前安全活動制度，施工操作人員必須配備齊全有效的安全防護用具。8.3施工現(xiàn)場臨時用電嚴格按照《施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。施工現(xiàn)場按照安全施工防護措施要求進行布置，并設(shè)置各種安全標識。8.4加強施工作業(yè)中的安全檢查，確保作業(yè)標準化、規(guī)范化。9、環(huán)保措施成立對應(yīng)的施工環(huán)境衛(wèi)生管理機構(gòu)，在工程施工過程中，嚴格遵守國家和地方政府下發(fā)的有關(guān)環(huán)境保護的法律、法規(guī)；加強對施工材料、設(shè)備、棄渣的控制和治理，遵守有關(guān)廢棄物處理的規(guī)章制度，隨時接受主管部門的監(jiān)督檢查。10、效益分析運用工程仿真技術(shù)模擬現(xiàn)場溫度、濕度、施工條件等施工參數(shù)，對實體施工操作進行指導(dǎo)。由原始的對工程質(zhì)量過程控制變成了事前控制，成功的完成了大體積混凝土的施工、測溫、養(yǎng)護等工作，保證了大體積混凝土的施工質(zhì)量，得到了建設(shè)監(jiān)理單位的高度認可，取得了較好的社會效益。11、應(yīng)用實例該工法在我公司已得到了廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)將應(yīng)用情況介紹如下：11.1臨沂開元·上城國際寫字樓工程，建筑面積95819㎡，地下二層，地上二十七層，建筑高度98.6m?；A(chǔ)為筏板基礎(chǔ)，強度等級C55，筏板厚度大部分為3m，局部達6.5m。施工過程中，根據(jù)大體積混凝土具體施工情況，繪制電腦仿真模擬圖，分別采用了兩層、三層、四層鋼管對混凝土進行降溫和表面保溫措施。經(jīng)測量混凝土內(nèi)外實際溫差控制在21℃，接近模擬溫度，經(jīng)全面檢查大體積混凝土無溫度裂縫，完全達到預(yù)控目標。11.2天元商務(wù)大廈工程位于臨沂市北城新區(qū)，建筑面積103700㎡，地下二層，地上二十一層，設(shè)計基礎(chǔ)為筏板基礎(chǔ)，混凝土強度等級C50，厚度2.5m。采用工程仿真技術(shù)，模擬現(xiàn)場實際情況，多次調(diào)整各施工數(shù)據(jù)來指導(dǎo)施工，經(jīng)測量混凝土內(nèi)外實際溫差控制在17℃，經(jīng)全面檢查大體積混凝土無溫度裂縫，效果良好。11