建筑工程大體積混凝土澆筑施工技術(shù)淺析

文/韓開明，常嘉建設(shè)集團(tuán)有限公司

1 大體積混凝土澆筑施工階段出現(xiàn)的裂縫問題分析

1.1 混凝土干縮裂縫問題分析

在具體澆筑施工中,干縮裂縫的出現(xiàn)是較為常見的病害之一,其主要原因是混凝土在澆筑中,由于內(nèi)外水分蒸發(fā)不同步,導(dǎo)致的混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的變形不同步問題。由于變形不同步,在混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生較大的干縮應(yīng)力,當(dāng)干縮應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí),將出現(xiàn)干縮裂縫通常意義上說,外界濕度較低的情況下,混凝土出現(xiàn)干縮裂縫的可能性較高。本文研究對(duì)象地處我國(guó)福建省, 福建省全年相對(duì)濕度較高,因此,干縮裂縫在該地區(qū)出現(xiàn)的幾率較小,且病害程度也較輕微。

1.2 混凝土塑性變形收縮裂縫問題分析

所謂塑性裂縫就是指新澆筑的混凝土在尚未完全凝結(jié)前,還處于塑性變形狀態(tài)的收縮變形,其主要原因是由于混凝土表面水分蒸發(fā)引起的;由于水分不斷蒸發(fā),導(dǎo)致混凝土體積不斷縮小,由于內(nèi)部混凝土干縮與外層混凝土干縮無法同步, 在內(nèi)部應(yīng)力的作用下,導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)外部出現(xiàn)較為明顯的塑性收縮裂縫。塑性收縮裂縫一般位于混凝土結(jié)構(gòu)表面,其深度較小,在南方臺(tái)風(fēng)季節(jié)出現(xiàn)時(shí),其出現(xiàn)的概率成倍增加,其主要形態(tài)為中間寬、兩端細(xì)且長(zhǎng)短不一、內(nèi)部不連貫;裂縫長(zhǎng)度一般介于30～40cm之間,寬度不超過5mm。在工程實(shí)踐中,對(duì)于預(yù)防收縮裂縫最顯著的方法就是在混凝土結(jié)構(gòu)表面覆蓋潮濕的篷布或者不斷在混凝土表面噴水, 最大程度防止混凝土表面水分的蒸發(fā),減少混凝土表面收縮裂縫的出現(xiàn)概率。

1.3 混凝土溫度裂縫問題分析

在現(xiàn)代建筑中,水泥材料作為混凝土中最為主要的材料被廣泛應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)中,水泥在水化過程中會(huì)發(fā)出大量熱量,在拌合和澆筑階段由于水化熱無法充分釋放導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)較多熱量無法快速釋放。長(zhǎng)期的工程實(shí)踐說明, 一般的水泥在大體積混凝土結(jié)構(gòu)澆筑中均會(huì)產(chǎn)生至少300k J/kg,而這些熱量足以讓隔絕狀態(tài)下的混凝土內(nèi)部升溫至少30℃,加之南方炎熱季節(jié)的影響,由于混凝土自身溫度過高,在以上惡劣環(huán)境的耦合作用下,將導(dǎo)致混凝土內(nèi)部核心溫度快速升至高點(diǎn)。由于混凝土材料的比熱容較小,在吸收相同熱量的前提下,其溫度變化顯著,尤其是內(nèi)外溫差明顯時(shí),混凝土溫度變形則不可忽略,當(dāng)混凝土變形受到約束后,內(nèi)部在約束條件的作用下,將產(chǎn)生無法忽略的應(yīng)力,應(yīng)力達(dá)到混凝土極限抗拉強(qiáng)度值時(shí),溫度裂縫形成。

1.4 混凝土沉降裂縫問題分析

混凝土在基礎(chǔ)不均勻變形的影響下,將產(chǎn)生一定程度的不均勻沉降變形,由于基礎(chǔ)不均勻?qū)е碌目v向及橫向彎曲變形將在混凝土內(nèi)部產(chǎn)生較大的應(yīng)力,應(yīng)力類型主要為拉應(yīng)力和剪應(yīng)力,上述應(yīng)力無法抵消變形影響時(shí),沉降裂縫順勢(shì)產(chǎn)生下。

2 針對(duì)混凝土澆筑裂縫問題制定的澆筑施工要點(diǎn)分析

2.1 合理設(shè)計(jì)和確定大體積混凝土的澆筑配合比

在盡可能保證大體積混凝土澆筑質(zhì)量的工程實(shí)踐中,除了應(yīng)該保證水泥材料的質(zhì)量外,最為主要的就是合理控制和設(shè)計(jì)混凝土材料配合比,解決混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)量問題就是解決其優(yōu)化配合比問題。在澆筑成型期間,對(duì)于大體積混凝土而言, 在制定相關(guān)配合比時(shí),一般會(huì)遵循以下幾個(gè)基本原則,即:盡可能降低水泥等水化熱較高的材料的使用量,盡可能降低水的用量,控制水化反應(yīng)規(guī)模,盡可能提高粗骨料的使用比例,保證材料的整體強(qiáng)度指標(biāo);必須始終堅(jiān)持配合比動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)基本意識(shí),制定配合比要做到因地制宜。分析大量大體積混凝土澆筑案例中可以發(fā)現(xiàn),澆筑中遇到的最主要問題就是水泥水化熱問題,因此,為了盡可能降低水化熱對(duì)混凝土澆筑的干擾和影響,應(yīng)該合理控制和調(diào)配配合比,如選擇水化熱低的礦渣水泥;配置過程中摻入一定比例的粉煤灰等。此外,還能夠增加混凝土材料的和易性,減少水的用量,提升混凝土的強(qiáng)度。

2.2 關(guān)于大體積混凝土澆筑施工中的重點(diǎn)位置控制

通過分析我國(guó)目前的混凝土結(jié)構(gòu)澆筑施工工程,針對(duì)大體積混凝土結(jié)構(gòu)澆筑一般選用較為主流的方法,即:分層澆筑施工法和逐步推進(jìn)澆筑法。需要注意的是, 上述兩種基本澆筑方法中,采用分層澆筑施工則更加常見,其具體的質(zhì)量控制措施也更為完整和全面。在澆筑前,先對(duì)模板內(nèi)進(jìn)行分層,制定前期澆筑計(jì)劃,保證澆筑質(zhì)量控制能力;在澆筑開始前,應(yīng)該重視澆筑工作的連貫性,采用效率更高的澆筑工法, 保證澆筑工程能夠一次性完成,防止出現(xiàn)中途無故停頓的問題,將裂縫控制工作落實(shí)到澆筑實(shí)踐中。除此以外,需要格外注意的是,必須提前計(jì)算攤鋪厚度, 且應(yīng)該保證攤鋪厚度均勻,不同攤鋪厚度應(yīng)該對(duì)照不同的配合比, 在具體澆筑工程開始前,應(yīng)該切實(shí)保證待泵送混凝土材料的和易性和均勻性,保證膠粘材料與骨料的充分混合。 在第一層混凝土澆筑完畢后,應(yīng)該委派專人對(duì)澆筑質(zhì)量進(jìn)行核驗(yàn),滿足施工質(zhì)量的前提下,方可進(jìn)行第二層的澆筑工作;此外,在進(jìn)行第二層澆筑階段,應(yīng)該待第一層混凝土初凝前進(jìn)行,不能等到初凝結(jié)束后再開始澆筑;各層間施工時(shí)間間隔應(yīng)該合理控制,不宜過長(zhǎng),初凝時(shí)間為最低控制時(shí)間。

3 結(jié)語

隨著城市化進(jìn)程的不斷深入和發(fā)展,混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍和領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)展,尤其是大體積混凝土在城市建設(shè)中的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛,因此,做好大體積混凝土結(jié)構(gòu)的澆筑質(zhì)量控制意義深遠(yuǎn)。在具體的施工過程中,必須嚴(yán)格控制混凝土的澆筑質(zhì)量,在施工中應(yīng)該因地制宜,結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件制定針對(duì)性的大體積混凝土澆筑及裂縫控制措施。