土木工程建筑中大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的實(shí)踐

胡鈺

商洛學(xué)院（726000）

0 前言

在土木工程建筑施工的過程中，大體積混凝土結(jié)構(gòu)的應(yīng)用愈加廣泛。 和普通混凝土結(jié)構(gòu)相比，這種結(jié)構(gòu)具有水灰比小、持久性長等特點(diǎn)。 外界荷載對大體積混凝土的影響較小，基本不會因此出現(xiàn)裂縫問題。 這種結(jié)構(gòu)容易受到環(huán)境影響，如果環(huán)境比較干燥，混凝土?xí)霈F(xiàn)自縮，進(jìn)而引發(fā)裂縫問題。所以，在施工過程中，為了保障大體積混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，需要明確引發(fā)裂縫等質(zhì)量問題的原因，然后采取合理有效的工藝技術(shù)。

1 土木工程建筑中大體積混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫原因

大體積混凝土內(nèi)很容易出現(xiàn)裂縫。根據(jù)深度的不同，裂縫可以分為貫穿裂縫、深層裂縫、表面裂縫三種?；炷帘砻媪芽p發(fā)展為深層裂縫之后被稱為貫穿裂縫，其切斷結(jié)構(gòu)斷面，影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，破壞結(jié)構(gòu)整體，是一種危害較大的結(jié)構(gòu)裂縫。 深層裂縫會切斷一部分結(jié)構(gòu)斷面，危害性較大。 表面裂縫對結(jié)構(gòu)的影響相對較小，危害也比較弱。 裂縫并不是一定會影響結(jié)構(gòu)安全，通常存在最大允許值。 只要在最大允許值的范圍內(nèi)，裂縫就不會對結(jié)構(gòu)安全造成危害。 室內(nèi)正常環(huán)境條件下，構(gòu)建最大裂縫寬度不能超過0.3 mm。 在露天或者室內(nèi)濕度較大的環(huán)境下，構(gòu)建最大裂縫寬度不能超過0.2 mm[1]。 在地下結(jié)構(gòu)或半地下結(jié)構(gòu)中，混凝土裂縫會影響結(jié)構(gòu)的防水性能。通常，裂縫寬度要控制在0.1～0.2 mm，即使早期有輕微的滲水問題，但經(jīng)過一段時間也會自愈。 如果裂縫超過0.3 mm，則滲水量會和裂縫寬度一起加大。所以，地下工程施工的過程中，要對裂縫寬度控制在0.3 mm 以內(nèi)。如果裂縫較大，則會影響結(jié)構(gòu)的正常使用， 需要采用灌漿加固的處理方式。 大體積混凝土很容易出現(xiàn)溫度裂縫，造成此類裂縫的原因有很多，包括內(nèi)外溫差、混凝土各質(zhì)點(diǎn)的約束等。

1.1 外界溫度變化

在土木工程建筑施工的過程中， 大體積混凝土經(jīng)常會出現(xiàn)裂縫問題。出現(xiàn)這種問題的原因有很多，最主要的就是外界溫度的變化。 如果外界溫度突然發(fā)生變化，則會造成混凝土內(nèi)部和外部產(chǎn)生溫差，進(jìn)而出現(xiàn)溫度應(yīng)力。 溫差不同，溫度應(yīng)力也會不同，二者通常成正比。也就是說，溫差越大，應(yīng)力越大，最終出現(xiàn)的裂縫越大[2]。 在高溫條件下，大體積混凝土難以散熱，內(nèi)部最高溫度甚至可以達(dá)到65 ℃，并且持續(xù)高溫。 所以，要保障大體積混凝土的結(jié)構(gòu)質(zhì)量，必須做好溫度的控制工作，避免內(nèi)外溫差過大。

1.2 水泥水化熱

水泥在水化的過程中會產(chǎn)生熱量。 大體積混凝土結(jié)構(gòu)的斷面比較厚，表面系數(shù)也比較低，所以混凝土?xí)l(fā)較多的熱量，且疏散難度較大，會在結(jié)構(gòu)內(nèi)部聚集，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)內(nèi)部溫度升高，最終出現(xiàn)內(nèi)外溫差，引發(fā)裂縫問題。在單位時間內(nèi)混凝土釋放的水泥水化熱和單位體積、水泥用量、品種等因素有關(guān)。隨著混凝土齡期的增長，水化熱也會隨之加大。因?yàn)榛炷两Y(jié)構(gòu)表面不需要輔助散熱，所以內(nèi)部最高溫度會出現(xiàn)在澆筑后的3～5 d，要在這個階段采取相應(yīng)的處理措施。

1.3 混凝土自縮

大體積混凝土在硬化的過程中會消耗20%的水分，剩余水分蒸發(fā)。 在蒸發(fā)的過程中，如果超過應(yīng)有的蒸發(fā)量，則會導(dǎo)致混凝土收縮。 不僅如此，混凝土材料也會對混凝土自縮造成一定影響。 大體積混凝土材料中混合了各種材料，包括礦渣、添加劑等，這些材料可以增加混凝土流動性， 進(jìn)而導(dǎo)致混凝土自縮值下降。此外，水灰比、骨料含量、骨料種類等也會對自縮值造成影響。 所以，在施工的過程中，一定要充分考慮影響混凝土自縮的各類原因， 保障施工的科學(xué)合理。

1.4 較強(qiáng)的約束力

土木建筑工程施工的過程中，大體積混凝土普遍采用整體澆筑的方式， 不僅體積較大且比較厚重，所以外部約束力較強(qiáng)。 內(nèi)部約束力和溫度效應(yīng)有關(guān)，如果超過了結(jié)構(gòu)承受范圍，就會引發(fā)裂縫問題。 工藝選擇也與裂縫問題有一定關(guān)系，如果工藝技術(shù)不合理， 不符合施工要求或?qū)嶋H施工條件，則很可能出現(xiàn)結(jié)構(gòu)裂縫。

2 土木工程建筑中大體積混凝土結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)

2.1 控制溫度應(yīng)力

在大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工的過程中，技術(shù)人員應(yīng)該采取有效的裂縫控制措施，確保施工質(zhì)量和效果。 在溫度應(yīng)力控制方面，可以從以下兩個方面入手。

1）控制水泥用量。 水泥會引發(fā)水化熱現(xiàn)象，進(jìn)而出現(xiàn)溫度應(yīng)力，造成裂縫問題。 為了避免裂縫，可以在混凝土配比的過程中添加減水劑，確?；炷僚浔绕胶猓蛊鋸?qiáng)度達(dá)標(biāo)[3]。低熱水泥可以緩解水化熱的情況，在施工的過程中可以根據(jù)實(shí)際情況適量選用。 通過控制水泥溫度，減少水化熱，從而防控裂縫問題。

2）控制建筑溫度。 混凝土建筑溫度受到外界氣溫的影響，環(huán)境溫度升高之后，澆筑溫度也會升高，進(jìn)而產(chǎn)生混凝土溫度應(yīng)力。 在施工過程中，應(yīng)該把控施工季節(jié)， 盡可能避免在夏季正午進(jìn)行澆筑施工。 如果無法避免，則采用有效的冷卻措施，控制原材料溫度，避免裂縫問題。 要做好測溫工作，配備專業(yè)的測溫人員，合理布置測溫孔。 采用“三班制”值班的方式開展測溫工作， 混凝土內(nèi)外溫差低于10℃可以停止測溫。 在測溫的過程中，要作好記錄，如果出現(xiàn)異常情況要及時匯報(bào)，在溫差超過25 ℃時，應(yīng)根據(jù)情況采用覆蓋保溫的措施控制溫差。 此外，還要對混凝土粗、細(xì)骨料的溫度進(jìn)行監(jiān)控。 如果情況比較特殊，可以采用強(qiáng)制降溫的措施。 如在混凝土內(nèi)部預(yù)埋水管，利用冷水降低混凝土內(nèi)部溫度。

2.2 提升抗裂性能

在施工的過程中， 要提升混凝土的抗裂性能，可以從以下方面入手。

1）可以對混凝土材料配比進(jìn)行改善、優(yōu)化。 采用科學(xué)的手段配比材料，技術(shù)人員要做好配比試驗(yàn)，對混凝土的抗裂性差異進(jìn)行分析，選擇抗裂性能最好的配比方式，確?；炷临|(zhì)量符合施工要求。 施工人員還要對配比方案進(jìn)行嚴(yán)格的把控，確保材料攪拌均勻。 在攪拌的過程中，要做好自檢和抽檢工作，保障材料質(zhì)量，同時檢測粗集料、片狀料的含量，壓碎值等參數(shù)，確保實(shí)際參數(shù)與設(shè)計(jì)參數(shù)相符。

2）合理使用添加劑。 控制對添加劑的用量、用法，從而確?；炷磷钥s值在合理范圍內(nèi)，避免混凝土過度膨脹或收縮。 可以應(yīng)用增強(qiáng)材料，提升混凝土的抗拉強(qiáng)能力， 常用的增強(qiáng)材料包括無機(jī)纖維、金屬纖維等。 在大體積混凝土施工過程中，增強(qiáng)材料的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，其對提升混凝土抗裂性能有一定的效果。

3）要嚴(yán)格把控骨料配比、篩選骨料種類、調(diào)控水灰比等。 如果骨料為主要材料，則要對砂礫直徑、光滑度等參數(shù)進(jìn)行控制，確保骨料質(zhì)量，從而提升混凝土強(qiáng)度。

2.3 控制約束力

要控制外部約束力， 需要從地基施工出發(fā)，降低地基造成的約束力。 可以設(shè)置滑動層，即在大體積混凝土和地基中間添加一層墊層。 墊層可以是瀝青油氈，也可以是砂墊層。 利用墊層降低地基帶來的約束力，確保混凝土的靈活性，有效抵抗裂縫風(fēng)險(xiǎn)。 對于內(nèi)部約束力，首先要明確造成約束力的原因。 造成約束力的原因大多為溫度應(yīng)力，所以可以采用暖棚法、蓄水法等降溫措施來控制溫度應(yīng)力。

2.4 養(yǎng)護(hù)管理工藝

在混凝土澆筑的過程中，應(yīng)該預(yù)埋測溫管。 根據(jù)測溫平面布置圖來預(yù)埋測溫線，將測溫管和鋼筋綁扎在一起，避免移動損壞。 可以在混凝土表面覆蓋塑料膜，以此來控制水分蒸發(fā)，進(jìn)而達(dá)到保濕保溫的效果，避免因脫水造成裂縫問題。

3 結(jié)語

在土木工程建筑大體積混凝土結(jié)構(gòu)施工的過程中，要采取有效的措施防控裂縫問題。 根據(jù)裂縫的產(chǎn)生原因，可從溫度、材料、配比等多個角度入手，保障混凝土質(zhì)量，為后續(xù)施工打下良好的基礎(chǔ)。